大气CO₂浓度的增加与全球气候变化紧密相关，早期科学家已经预见到工业活动可能导致CO₂在大气中积累。20世纪中叶，科学家们通过分析零星的测量数据，确认了大气中CO₂浓度的增加，并开始考虑其对全球气候的潜在影响。随着对CO₂作为温室气体影响认识的加深，全球范围内建立了多个监测站点，以系统地测量和记录大气中的CO₂浓度变化。监测站点不仅包括偏远地区以记录全球背景大气中的CO₂含量，也包括中大陆、植被覆盖区域的站点，以研究生物圈过程对CO₂浓度的影响。

这项研究旨在回顾和评估匈牙利Hegyhátsál高塔监测站点30年来的大气CO₂数据，该站点是全球监测网络的重要组成部分。通过分析这些长期数据，文章意在揭示大气CO₂浓度的长期趋势、季节性变化和日变化模式。研究还旨在探讨这些变化背后的可能原因，包括气候变化、生物圈活动以及可能的人为排放因素。

监测站点

Hegyhátsál高塔温室气体监测站点位于匈牙利，是世界气象组织（WMO）全球大气监测（GAW）、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）以及欧洲综合碳观测系统（ICOS）网络的一部分。该站点始建于1993年，作为NOAA全球合作空气采样网络的一部分，1994年开始进行现场CO₂浓度测量。站点位于潘诺尼亚盆地西部边缘，海拔248 m，周围环境以农田、草地和森林为主，具有较高的空间代表性。

站点的监测塔高117 m，配备了空气采样口和气象传感器，安装在电视和无线电发射塔上。站点的运营最初由匈牙利气象局（HMS）负责，2020年起由匈牙利核物理研究所（ATOMKI）接管。

Hegyhátsál站点的气候属于温暖的温带气候，全年湿润，夏季温暖。该地区的年均温度在过去几十年中呈现上升趋势。站点的地理位置使其受到西风气流的影响，但由于阿尔卑斯山的阻挡，风向主要是东北和西南。通过使用Lagrangian前向传输模型评估了当地排放源对浓度测量的影响，结果表明在关键时期，附近村庄的排放对监测站点的影响较小。

监测系统

2020年以前，CO₂的分析使用的是非分散红外（NDIR）气体分析仪，之后改为Picarro G2301光腔衰荡光谱（CRDS）分析仪。CRDS分析仪具有更高的精度和稳定性，且对环境压力和温度变化不敏感，因此可以减少校准的频率。监测系统还包括质量流量控制器和Nafion干燥器，以确保测量的准确性和重复性。此外，系统设计允许在必要时进行最小修改以适应新的分析技术。

测量周期和校准

二氧化碳浓度的日变化

尽管在过去30年中日变化幅度整体上没有显著变化，但在夏季，尤其是7月份，日变化幅度有轻微的上升趋势。这种上升趋势的增长率为0.57±0.30 µmol/mol/yr，可能与夜间温度的升高和呼吸作用的增强有关。

不同季节和测量高度的CO₂摩尔分数月平均日变化相对于115 m高度的日均值

二氧化碳浓度的长期变化

研究还深入探讨了CO₂浓度的长期趋势，通过115 m高度处CO₂浓度的时间变化，包括月均值、拟合的平滑曲线和趋势来看，整体增长率为2.20 µmol/mol/yr，与全球增长率2.09 µmol/mol/yr相近。这表明Hegyhátsál站点的CO₂浓度变化与全球趋势一致，尽管存在几个µmol/mol的正偏移，这可能反映了欧洲地区人为排放的影响。

研究进一步分析了ENSO现象对大气CO₂浓度增长率的影响。结果表明，ENSO与CO₂增长率之间存在相关性。在Hegyhátsál站点，ENSO指数滞后6-7个月时，CO₂增长率与ENSO指数的相关性最大。这表明ENSO现象对大气CO₂浓度的年增长率有显著的调节作用，尽管这种影响在欧洲站点可能不如在太平洋盆地的站点那么显著。

Hegyhátsál站点与全球大气中CO₂浓度增长率的时间变化及其与ENSO指数的相关性