Direct estimation of wildfire emissions at high latitudes from combined polar orbiter FRP and Sentinel-5P CO data
William Maslanka · Martin J. Wooster · Zixia Liu 等 4 人
提出基于卫星观测的高纬度火灾排放估算方法HLFREM，直接关联辐射能与CO排放。
结合GFAS FRP与TROPOMI CO柱浓度，推导生物群落特定排放系数，应用
HLFREM在森林生物群落与现有清单一致，但灌木和草地排放估计显著偏低。
可扩展至其他区域或气体，改进非森林生物群落排放系数，或结合更高分辨率数据提升精度。
该研究聚焦高纬度野火排放估算，与三农、农业信息化等主题无关。
摘要：高纬度（HL）景观火灾是温室气体和气溶胶的重要来源，在人为气候变化引起的快速变暖背景下，其重要性日益凸显。当前的火灾排放清单大多属于“自下而上”性质，即结合或依赖于卫星遥感数据与基于过程的模型输出之间的线性回归关系。然而，这些方法受制于燃料负荷和燃烧完全性方面的不确定性。在此，我们针对高纬度火灾（HLFREM）改进了“自上而下”的火灾辐射能排放（FREM）方法，通过仅由卫星观测推导的系数，将火灾辐射能（FRE）直接与排放联系起来。我们结合GFAS v1.4的火灾辐射功率（FRP）与TROPOMI一氧化碳总柱羽流观测数据，为高纬度地区四种最易发生火灾的生物群系（落叶针叶林、常绿针叶林、草地和灌木地）推导出生物群系特定的排放系数。通过将这些系数应用于2003—2024年每日GFAS v1.2火灾辐射能总量，我们利用HLFREM估算了高纬度地区的CO和总碳排放量。HLFREM推导的CO排放量在森林生物群系中与其他广泛使用的清单（GFAS v1.2、FEERv1.0-GFASv1.2和GFEDv4.1s）总体一致，其中落叶针叶林的年均差异为-32%至-43%，常绿针叶林为-28%至-43%。对于灌木地和草地生物群系，HLFREM的估算值分别低31%—43%和61%—80%。使用排放因子计算的总碳排放量在所有生物群系中均显示出与CO一致的模式。我们的结果代表了首个仅基于卫星数据的高纬度火灾排放数据集，这些数据涉及火灾排放的主要含碳气体（CO）以及火灾辐射能释放速率。