二氧化碳浓度的日变化
在一个被植被包围的中欧大陆站点,大气二氧化碳浓度最重要的特征之一是其显著的日变化,这是由植物和调节大气垂直混合的昼夜周期的周期性光合作用和呼吸作用产生的。夏季,由于植被活动和夜间较高的呼吸率,CO2浓度的日变化幅度最大。具体来说,10 m高度处的日变化幅度最大,可达60.5 µmol/mol,而115 m高度处则相对较小,为17.2 µmol/mol。相比之下,冬季的日变化幅度显著减小,10 m和115 m高度处分别为6.5和1.5 µmol/mol。
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
通过对比全天和午后(12:00-16:00 LST)测量数据的季节变化,揭示了植被生长周期对CO2浓度季节变化的显著影响。在115 m高度处,基于午后测量的季节幅度为25.8 µmol/mol,而在更接近地面的10 m高度处,季节幅度更大,为29.3 µmol/mol。这种高季节幅度反映了植被活动的周期性,以及植被对大气CO2浓度变化的重要调节作用。
此外,研究还比较了Hegyhátsál站点的季节变化与42-52°N纬度带的海洋边界层参考浓度的季节变化。结果显示,两者的季节变化模式存在显著差异。在海洋边界层,CO2浓度的年最大值出现在4月,而Hegyhátsál站点的CO2浓度在年底达到年最大值。这种差异主要是由于晚冬到早春期间大气动力学的显著变化,导致大气中CO2浓度的降低。
Hegyhátsál站点10 m和115 m高度处基于午后测量的CO2浓度的季节变化与42-52°N纬度带海洋边界层参考浓度的比较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。
Hegyhátsál站点115 m高度处CO2浓度的时间变化趋势与海洋边界层参考浓度对比研究进一步分析了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