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大气科学学报 2024年

作者：戈畅曹芳谢锋吴长流张煜娴李翰宇章炎麟南京信息工程大学生态与应用气象学院南京信息工程大学教育部气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心

二氧化碳是大气主要的温室气体，对地球气候变化有着严重的影响，对大气中二氧化碳(CO2)浓度及其稳定碳同位素组成(δ13C)的观测，是评估人为活动对大气CO2浓度影响的重要手段，可以为我国实现“双碳”目标提供重要科学支撑。本研究于2... 详细信息

二氧化碳是大气主要的温室气体，对地球气候变化有着严重的影响，对大气中二氧化碳(CO2)浓度及其稳定碳同位素组成(δ13C)的观测，是评估人为活动对大气CO2浓度影响的重要手段，可以为我国实现“双碳”目标提供重要科学支撑。本研究于2021年夏季(6-8月)对南京城市区域大气中的CO2浓度及其δ13C值进行了高时间分辨率的观测研究。通过对比新冠疫情封控前后(其中7月21日至30日为封控期)的逐时和日变化数据，本文揭示了人为排放变化对大气CO2浓度及其δ13C值的影响。封控前，CO2平均浓度为(454.45 ± 23.96) × 10-6(410.98× 10-6～546.96 × 10-6)，封控期间则显著下降至(433.02 ± 17.34) × 10-6(408.5× 10-6～529.56 × 10-6)；而解封后CO2浓度迅速升至 (463.54 ± 32.24) × 10-6(402.25× 10-6～617.93 × 10-6)。δ13C值的变化趋势与CO2浓度变化相反，封控期平均值(-9.28‰ ± 0.61‰)比封控前后(分别为-9.85‰ ± 0.85‰和-10.23‰ ± 1.00‰)明显偏正，表明封控期间人为排放源发生显著变化。根据keeling plot图解法分析，发现南京大气CO2人为排放主要来源于工业燃煤和交通排放。此外，本研究运用SHAP-随机森林模型模拟了主要大气污染物和气象要素对大气CO2浓度及其δ13C值的影响，结合封控期间δ13C-CO2值的变化及风向模拟，推断封控期间大气CO2浓度下降主要与工业燃煤和机动车排放的减少有关。最后，基于同位素混合模型量化了封控期间工业燃煤和交通排放对CO2减排的贡献率，分别是61%和39%；而在解封后这两者对CO2增量贡献率分别为72%和28%。

关键词：城市大气CO 稳定同位素 C keeling plot图解法随机森林模型疫情封控

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