基于GEOS-Chem V12.6.3的全球CO2浓度同化系统的构建

为了研究同化OCO-2卫星柱浓度(XCO2)数据对于全球CO2浓度模拟的影响,本文基于GEOS-Chem V12.6.3,采用四维变分(four dimensional variational,4D-Var)的方法,构建 了一个同化OCO-2卫星XCO2数据的全球大气CO2浓度同化系统.首先,采用有限差分法验证了观测算子、积云对流、行星边界层和平流4个伴随模块计算结果的正确性.然后,以2018年为例,设计了模拟和同化两个实验,并利用TCCON、地面和航飞3种独立的观测数据进行对比验证.结果显示,同化实验结果与TCCON、地面和航飞观测数据之间的平均误差分别为0.37 mL/m3、0.41 mL/m3和0.51 mL/m3,相比于模拟实验,分别改善了 40.32％、42.25％和45.15％,表明了同化OCO-2卫星的XCO2数据能显著提高对全球大气CO2浓度模拟的准确性.