Диагностика экосистемных потоков CO2 в Сибири по данным измерений со спутника OCO-2

Поглощение СO2 растениями существенно ограничивает рост атмосферного содержания этого важнейшего парникового газа, связывая значительную часть его глобальных антропогенных эмиссий. Это обстоятельство обусловливает потребность в объективных оценках экосистемных потоков углерода на различных пространственных и временных масштабах. Одним из важнейших источников наблюдательной информации о таких потоках являются спутниковые измерения молярной фракции CO2 в столбе атмосферы (XCO2), которые в настоящее время осуществляются, в частности, со спутника OCO-2. Наиболее общий подход к извлечению и анализу этой информации предполагает применение методов обратного моделирования.
В данной работе измерения со спутника OCO-2 были использованы в рамках недавно созданной региональной системы обратного моделирования RIGGO (Regional inversion of greenhouse gases observations) [1,2] для изучения экосистемных потоков углерода на территориях Сибирского федерального округа. Система включает в себя комплекс моделей (модель экосистемного обмена VPRM, химико-транспортную модель (ХТМ) CHIMERE и метеорологическую модель WRF), объединенных в рамках оригинального метода обратного моделирования. Особенностями метода являются оценка экосистемных потоков посредством байесовской оптимизации параметров VPRM (а не непосредственно оценка значений самих потоков), а также использование разностных значений XCO2 для снижения чувствительности вырабатываемых оценок к граничным условиям ХТМ. В результате получены интегральные годичные оценки чистого экосистемного обмена (NEE) для всего региона и территорий с различными типами растительного покрова за 2019 и 2024 гг. Проанализирована сезонная динамика NEE. Полученные оценки согласуются (в пределах рассчитанных неопределенностей) с соответствующими оценками по данным ансамбля глобальных систем обратного моделирования, а также с данными локальных измерений потоков и концентрации CO2, выполненных в сибирской обсерватории ZOTTO.