2021年4月1日，5123导航王桂芝教授等在Earth System Science Data发表了题为“Feasibility of reconstructing the summer basin-scale sea surface partial pressure of carbon dioxide from sparse in situ observations over the South China Sea”的研究成果。
海洋是吸收大气二氧化碳、抑制全球变暖的一个重要碳库。在过去的半个世纪里，海洋已经吸收了二氧化碳总排放量的约24%，速率从二十世纪六十年代每年吸收10±5亿吨碳增加到2019年每年吸收26±6亿吨碳。在不断增加的大气二氧化碳的年代际变化中，海洋的贡献高达40%。然而，海洋这个碳汇在区域和全球尺度上均存在着显著的时空差异。因此，为了更好地评估海洋碳吸收的能力，从而更好地理解全球碳循环的过程、更好地预测未来的气候变化，相关数据的时空覆盖度和数据精度的提高势在必行。
海洋吸收大气二氧化碳的能力由海-气二氧化碳通量来体现。而海-气二氧化碳通量主要取决于大气二氧化碳分压和海表二氧化碳分压的差值，其中海表二氧化碳分压的时空差异远远高于大气二氧化碳分压，因此海表二氧化碳分压是评估海洋碳吸收能力时空差异的重点关注参数。然而，实测的海表二氧化碳数据的空间覆盖率在许多海区仍然很低，南海尤其明显。
实验室王桂芝教授等团队基于遥感数据反演的海表二氧化碳分压的气候态模式建立了经验正交函数，以实测海表二氧化碳分压数据为时空基准，利用多元线性回归方法重建了海表二氧化碳分压的时空场；集成了南海海盆2000-2017年夏季海表二氧化碳走航的实测数据和南海定点时间序列站SEATS（18º N, 116º E）的观测数据，结合对应年份整个海盆区遥感反演的海表二氧化碳数据，以0.5º×0.5º的网格精度成功地重建了南海海盆海表二氧化碳分压完整的时空场，将有助于更准确地评估西太最大的边缘海二氧化碳吸收能力从过去到现在的时空变化。该研究工作为重建边缘海和大洋海表二氧化碳分压完整的时空场，进而更好地评估全球海洋碳吸收的水平，进一步更好地预测全球的气候变化提供了稳健的方法。
图1. 南海海表二氧化碳重建的步骤。这里RS pCO2是遥感反演的海表二氧化碳分压原始数据，Obs. pCO2是实测的海表二氧化碳分压原始数据，RS estimates是网格化的遥感反演的二氧化碳分压，Obs. data是网格化的实测二氧化碳分压。
图2. 南海2000-2017年夏季重建的海表二氧化碳分压场。
该研究工作由5123导航、海洋与地球学院、福建省海陆界面生态环境实验室联合自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室以及美国圣迭戈州立大学数学与统计系等多个课题组合作完成，实验室王桂芝教授为论文第一作者和通讯作者，圣迭戈州立大学沈善普教授为共同通讯作者。
该研究的中方人员得到了科技部（项目批准号：2015CB954001, 2009CB421200）和国家自然科学基金委（项目批准号：40521003）的资助。
论文来源：
Guizhi Wang*, Samuel S. P. Shen*, Yao Chen, Yan Bai, Huan Qin, Zhixuan Wang, Baoshan Chen, Xianghui Guo, Minhan Dai. 2021. Feasibility of reconstructing the summer basin–scale sea surface partial pressure of carbon dioxide from sparse in situ observations over the South China Sea. Earth Syst. Sci. Data, 13, 1403–1417. https://doi.org/10.5194/essd-13-1403-2021.
全文链接：https://essd.copernicus.org/articles/13/1403/2021/
