[發明專利]一種走航斷面監測與衛星遙感結合的海域碳收支計算方法

在審

• 申請號: 201410332117.X
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104217098A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 杜震洪;張豐;劉仁義;方磊;孫笑笑;吳森森
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及海洋環境監測領域，具體涉及一種走航斷面監測與衛星遙感結合的海域碳收支計算方法。該方法可在中國近海海域碳收支評估及我國區域碳循環系統的宏觀調控中發揮較大的實際應用。?

背景技術

控制溫室氣體的排放，已成為《聯合國氣候變化框架公約》對世界各國減排的責任限定，直接影響國家經濟發展。海洋每年可從大氣吸收1/3左右的人類排放碳量，在全球變化中起著重要的作用。中國海洋國土面積約為300萬平方公里，占世界陸架邊緣海總面積的12％，它與我國的陸地生態系統共同構成了我國區域碳循環系統，調控著我國的總CO₂收支。目前，我國的陸地生態系統已經進行了各種相關碳庫吸收和排放的監測和估算工作，但對于中國海域的碳排放和吸收的格局和變化仍未有明確的說法，因此，在國家CO₂減排及環境外交談判的嚴峻壓力下，構建長期、穩定的海洋CO₂通量監測和評估體系，獲得可靠、科學的海氣CO₂通量評估結果，是極其迫切的國家需求。?

目前，我國的海洋CO₂通量觀測主要以船載pCO₂走航測定為主。船載走航觀測受船時限制，時間和空間覆蓋度都非常低，且觀測在時間上并不連續，這給海-氣CO₂通量估算帶來很大的不確定性。?

對于我國剛起步的海洋CO₂監測計劃來說，迫切需要在監測技術、數據校驗和質量控制，以及CO₂通量評估方法等方面進行規范化的應用技術開發，將多源不同尺度的CO₂監測數據進行統一、綜合的處理，以獲得可供我國履行國際公約和環境外交談判的可靠的、科學的數據支撐和決策服務。?

衛星遙感觀測數據具有大面積同步、高時空頻率、實時觀測、長期穩定及經濟性的觀測優勢，開發遙感觀測技術，結合現有的走航CO₂斷面觀測系統，可形成中國近海較完整的CO₂立體觀測體系。?

發明內容

本發明的目的是根據中國近海海域海-氣二氧化碳通量監測的業務需求及全球海-氣碳循環的研究需要，克服現有技術的不足，提供一種走航斷面監測與衛星遙感結合的海域碳收支計算方法。?

走航斷面監測與衛星遙感結合的海域碳收支計算方法包括如下步驟：?

1)獲取一年四個季度的多組走航斷面海-氣二氧化碳監測數據，選取計算所?需參數，填充缺失數據，剔除異常數據并統一數據格式；?

2)對每組走航斷面海-氣二氧化碳監測數據中的干空氣二氧化碳摩爾數進行原位校正，得到現場的大氣二氧化碳分壓和海水二氧化碳分壓數據；?

3)利用海洋遙感產品對缺失的參數進行同名點匹配，得到完整的海水溫度、海水鹽度和海面風速數據；?

4)根據步驟2)、步驟3)得到的參數進行海-氣二氧化碳通量計算，得到各季度的海-氣二氧化碳通量數據；?

5)對步驟4)得到的各季度海-氣二氧化碳通量數據進行網格化，得到各季度海-氣二氧化碳通量網格數據；?

6)對步驟5)所得到的各季度海-氣二氧化碳通量網格數據，在時空尺度上進行積分，得到各季度的海域碳收支值，匯總后得到年度海域碳收支值。?

所述的步驟1)包括：保留計算所需參數、填充缺失數據、剔除異常數據、統一數據格式；其中，?

保留的計算所需參數分為兩種：(1)用于碳收支計算的相關參數：海水溫度、海水鹽度、海面風速，(2)用于原位校正的相關參數：干空氣二氧化碳摩爾數、水體二氧化碳摩爾數、平衡器水溫、采水口水溫、現場溫度、現場鹽度、大氣壓；?

填充缺失數據：對于監測數據中的缺省數據進行填充，其中，干空氣二氧化碳摩爾數若存在缺省的數據，采用數據平滑的方式進行填充；?

剔除異常數據：對于監測數據中變異較大，不符合正常水平的數據進行剔除，以避免因數據精度問題帶來對最終計算結果的影響；?

統一數據格式：對經過上述幾步處理后的監測數據進行格式統一，統一到規范的計算格式。?

所述的步驟2)為：對每組走航斷面海-氣二氧化碳監測數據中的干空氣二氧化碳摩爾數進行原位校正的過程得到大氣二氧化碳分壓和海水二氧化碳分壓數據；其中，?