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垂直廓线校正揭示中国氨排放的卫星-清单差异成因与农业排放集中化特征

氨；卫星反演；垂直廓线

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.7 大气痕量气体遥感和应用

大气氨（NH₃）排放在空气污染和生态系统氮沉降中发挥重要作用，准确量化其排放对制定有效的污染控制政策至关重要。然而，“自下而上”清单与基于卫星反演“自上而下”清单的氨排放估算之间长期存在显著差异，“自上而下”清单估算值通常高出三分之一，阻碍了针对性减排政策的制定。本研究表明，卫星垂直廓线假设的系统性偏差很大程度上解释了上述长期存在的差异。

本研究对比CMAQ 模拟高时空分辨率的NH₃垂直廓线，发现卫星基准廓线系统性高估了近地面氨浓度。通过垂直廓线校正，卫星与模型柱浓度差异从71%降至18%。基于全国尺度的混合反演分析表明，基线卫星反演高估了生长季排放量达 44%（2.1 Tg）；廓线校正后反演的后验排放估算显示生长季排放量为 4.82 Tg，与先验清单（4.98 Tg）差异仅7.9%。基于 AMoN-China 地面独立观测的验证结果表明，后验排放清单显著提升了模拟精度，各月归一化均方根误差降低 1-27%，7月高排放区的误差降幅达32%。更重要的是，本研究揭示中国 NH₃排放呈现比先验清单更集中的空间分布特征，排放最高的10%网格贡献了 54-56%的全国排放量，反映出农业集约化导致的排放集中趋势。这些研究结果不仅为在排放最集中的农业地区制定有针对性的控制政策提供了关键依据，还解决了长期以来制约NH₃排放管理的清单高不确定性问题。