历次联合国气候变化大会的核心议题是：如何通过国际协调，将大气CO₂控制在某个浓度水平之内。迄今为止，国际社会评价全球大气CO₂浓度增长状况所引用的数据主要来自世界气象组织(WMO)的本底站。本底站点大气CO₂浓度的逐年增长主要是由于化石燃料的大量使用造成的，其季节变化跟陆地净初级生产力以及气候变化有关。与本底站大气CO₂浓度的年际和季节变化相比，其日变化要剧烈的多；那么本底站CO₂的日变化主要受哪个排放源影响呢？

　　最近，我中心牛振川研究员及合作者采用高时间分辨率的Δ¹⁴CO₂观测，追踪了我国本底站冬夏季典型日变化中来自化石排放和生物排放的CO₂对大气总CO₂的贡献水平。并揭示了影响化石源CO₂和生物源CO₂变化的关键因素。研究表明：（1）尽管在本底地区，化石源CO₂一日之内仍有较大的变化，可达几十个ppm。冬季化石源CO₂普遍高于夏季，可观测到早晚交通引起的浓度小高峰。化石源CO₂的日变化主要受气团来源、风向、当地排放源和大气边界层影响；其中气团来源影响最大，例如其使得上甸子冬季某天化石源CO₂在4个小时之内从31.6±1.3 ppm下降到近乎0 ppm。（2）生物源CO₂显示剧烈的日变化，在夜晚浓度较高，白天浓度较低或者为负值，冬季生物源CO₂浓度明显低于夏季。生物源CO₂的日变化受光合作用和呼吸作用的此消彼长以及大气边界层的影响。（3）夏季日变化事件中，区域本底站新增大气CO₂主要受生物排放源影响，夜晚影响最大。冬季日变化事件中，新增大气CO₂主要受化石能源排放影响，在10:00-16:00影响最大。

　　上述研究成果有助于揭示化石源和生物源在本底站点大气CO₂昼夜变化中的作用，进而减缓全球大气CO₂浓度的增长。研究受国家自然科学基金、中科院先导专项、中科院青促会(2016360)、大气攻关和陕西省自然科学基础研究计划等项目的资助，已发表在环境领域国际知名刊物《Science of The Total Environment》。

Niu Z. C., Zhou W. J.*, Feng X., et al. 2020. Determining diurnal fossil fuel CO₂ and biological CO₂ by Δ¹⁴CO₂ observation on certain summer and winter days at Chinese background sites. Science of The Total Environment, 718, 136864. 

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136864

　图1. 上甸子（SDZ）、临安（LAN）、鹿回头（LHT）和瓦里关（WLG）冬夏季连续两天高时间分辨率的大气Δ¹⁴CO₂观测

图2. 上甸子（SDZ）、临安（LAN）、鹿回头（LHT）和瓦里关（WLG）基于高时间分辨率Δ¹⁴CO₂观测的CO_2ff和CO_2bio在冬夏季连续两天的日变化。CO_2ff负值表示其Δ¹⁴C值高于本底值，CO_2bio负值表示被植被吸收，红色箭头表示由早晚交通引起的小高峰。