【技术实现步骤摘要】
一种同步反演人为CO2排放与自然CO2通量的同化方法
[0001]本专利技术涉及二氧化碳反演
，具体是一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法
。
技术介绍
[0002]二氧化碳
(CO2)
是大气中重要的温室气体，准确掌握大气
CO2
的含量及变化，可为气候变化预测及环境决策提供支持，为满足气候研究的需求，需要对
CO2
的排放量进行反演
。
[0003]中国专利公开了一种二氧化碳通量反演方法
、
系统
(
授权公告号
CN111487216B)
，该专利技术适用于我国高分五号卫星搭载的
GMI
载荷的二氧化碳通量反演方法，在
CMAQ
模式中引入并耦合了陆地生态系统光合作用和呼吸作用的二氧化碳模块，使该模式成为污染气体和碳循环为一个大气的处理系统，从而得到的二氧化碳通量更准确
、
提高了反演精度；但是其存在一些问题：其只能得出总的
CO2
排放量，无法甄别出自然
CO2
通量和人为
CO2
排放量，不方便研究人分别以这两种数据进行有效地碳排放管理
。
因此，本领域技术人员提供了一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
专利技术
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
筛选数据：通过碳含量检测装置观测并选择合适的太阳天，选择合适的气溶胶光学厚度；
S2、
光谱信息分析：通过碳含量检测装置观测光谱各通道对应的大气
CO2、
温度
、
湿度和地表压力；
S3、
光谱数据处理：对反演中的实测或模拟的绝对辐亮度光谱进行重构，获得的辐亮度比值谱；
S4、
反演计算：采用估计反演算法，对碳含量检测装置观测光谱和模拟光谱开展迭代计算，获得
CO2
的浓度值；
S5、
总通量计算：通过
CO2
的浓度值计算出总
CO2
的排放总量；
S6、
分量计算：根据
CO2
的排放总量，通过分量计算法计算出人为
CO2
排放量与自然
CO2
排放量
。2.
根据权利要求1所述的一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法，其特征在于，所述
S1
中的太阳天顶角小于
70
°
，所述气溶胶光学厚度小于
0.3
，气溶胶光学厚度来自于碳含量检测装置平台上的大气多角度偏振探测仪气溶胶产品
。3.
根据权利要求1所述的一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法，其特征在于，所述
S2
中大气
CO2、
温度
、
湿度和地表压力的香农信息含量计算公式为：公式
(1)
中，
K
代表权重函数
,
不同参数的权重函数表示对应参数单位扰动导致仿真光谱的变化量；
S
a
代表先验协方差矩阵，该矩阵为对角阵，对角线上元素为各参数波动范围的平方；
S
e
是测量误差协方差矩阵，该矩阵同样为对角阵，对角线上元素为光谱各通道对应仪器噪声的平方；利用大气
CO2、
温度
、
湿度和地表压力的香农信息含量，计算出综合香农信息含量，计算公式为：
H
tot
＝
w1H
CO2
+w2H
T
+w3H
R
+w4H
P
，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
公式
(2)
中，
w
代表各参数信息含量的权重，计算用于
CO2
含量反演的信息时，
w1取3，
w2～
w4均取
‑1；计算用于背景扣除的信息时，
w1取7，
w2～
w4均取
1。4.
根据权利要求3所述的一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法，其特征在于，所述
S3
中辐亮度比值谱计算公式为：公式
(3)
中，
i
代表各光谱通道，共
18
个；
Y
on
代表用于
CO2
含量反演的大气
CO2
信息谱，
Y
off
代表用于背景扣除的参考谱
。5.
根据权利要求4所述的一种同步反演人为
CO2
排放与自然
CO2
通量的同化方法，其特征在于，所述
S4
中估计反演算法的计算公式为：公式
(4)
中，
y
代表碳含量检测装置观测光谱，
F
代表前向模型，状态向量
x
...
【专利技术属性】
技术研发人员：卜晓燕，王佳蕊，王潇敏，董锁成，李小伟，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：
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