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Two-Year Observation of Fossil Fuel Carbon Dioxide Spatial Distribution in Xi’an City
Advances in Atmospheric Sciences ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-05-15 , DOI: 10.1007/s00376-020-9241-4
Xiaohu Xiong , Weijian Zhou , Shugang Wu , Peng Cheng , Hua Du , Yaoyao Hou , Zhenchuan Niu , Peng Wang , Xuefeng Lu , Yunchong Fu

The need for atmospheric carbon dioxide (CO 2 ) reduction in the context of global warming is widely acknowledged by the global scientific community. Fossil fuel CO 2 (CO 2ff ) emissions occur mainly in cities, and can be monitored directly with radiocarbon ( 14 C). In this research, annual plants [ Setaria viridis (L.) Beauv.] were collected from 26 sites in 2013 and 2014 in the central urban district of Xi’an City. The Δ 14 C content of the samples were analyzed using a 3 MV Accelerator Mass Spectrometer, and CO 2ff concentrations were calculated based on mass balance equations. The results showed that the CO 2ff mixing ratio ranged from 15.9 to 25.0 ppm (part per million, equivalent to µmol mol −1 ), with an average of 20.5 ppm in 2013. The range of measured values became larger in 2014, from 13.9 ppm to 33.1 ppm, with an average of 23.5 ppm. The differences among the average CO 2ff concentrations between the central area and outer urban areas were not statistically significant. Although the year-to-year variation of the CO 2ff concentration was significant ( P < 0.01), there was a distinctly low CO 2ff value observed in the northeast corner of the city. CO 2ff emissions from vehicle exhaust and residential sources appeared to be more significant than two thermal power plants, according to our observed CO 2ff spatial distribution. The variation of pollution source transport recorded in our observations was likely controlled by southwesterly winds. These results could assist in the optimal placement of regional CO 2 monitoring stations, and benefit the local government in the implementation of efficient carbon emission reduction measures. 由全球变暖引发的一系列环境、生态问题日益凸显, 为了应对气候变化, 碳减排已成为全球共识. 城市是化石源二氧化碳(CO 2ff )排放的主要区域, 也是碳减排的关键区域, 又是14C示踪大气CO 2ff 研究的热点区域. 本文以西安为研究对象, 分别于2013年和2014年在西安中心城区采集了26个地点的狗尾草【Setaria viridis (L.) Beauv.)】样品, 利用3MV加速器质谱仪(AMS)测定其Δ14C, 再根据质量平衡方程获得大气CO 2ff 浓度. 结果表明:2013年西安中心城区大气CO 2ff 浓度变化范围为15.9-25.0 ppm (part per million, 相当于μmol/mol), 平均值为20.5ppm;2014年, CO 2ff 波动浓度有所增大, 为13.9-33.1ppm, 平均值升至23.5ppm;环城路以内、环城路-二环及二环-绕城高速三个区域内CO 2ff 平均浓度没有显著差异;CO 2ff 的年际变化差异显著(P<0.01), 但市区东北角CO2ff浓度始终处于较低水平. 进一步分析了各种CO 2ff 排放源及气象条件的影响, 发现机动车尾气和居民生活排放对CO 2ff 浓度空间分布影响较市区的两座热电厂大, 而中心城区CO 2ff 污染来源的变化很可能受控于西南风. 我们的观测结果将有助于区域CO–2观测站点分布的优化和当地政府部门碳减排政策的有效实施.

中文翻译:

西安市化石燃料二氧化碳空间分布两年观测

在全球变暖的背景下减少大气二氧化碳 (CO 2 ) 的必要性已得到全球科学界的广泛认可。化石燃料 CO 2 (CO 2ff ) 排放主要发生在城市中,可以直接用放射性碳 ( 14 C ) 进行监测。本研究于 2013 年和 2014 年在西安市中心城区的 26 个地点采集了一年生植物 [狗尾草 (L.) Beauv.]。使用3MV加速器质谱仪分析样品的Δ 14 C含量,并基于质量平衡方程计算CO 2ff 浓度。结果表明,CO 2ff 混合比范围为 15.9 至 25.0 ppm(百万分率,相当于 µmol mol -1 ),2013 年平均为 20.5 ppm。 2014 年测量值范围变大,从 13.9 ppm到 33.1 ppm,平均为 23.5 ppm。中心区与外围城区的CO 2ff 平均浓度差异无统计学意义。尽管CO 2ff 浓度的逐年变化显着( P < 0.01),但在城市东北角观察到的CO 2ff 值明显偏低。根据我们观察到的 CO 2ff 空间分布,来自车辆尾气和住宅排放源的 CO 2ff 排放似乎比两个火力发电厂更显着。在我们的观察中记录的污染源运输的变化可能受西南风的控制。这些结果有助于区域CO 2 监测站的优化布置,并有利于当地政府实施有效的碳减排措施。由全球气候引发的热环境、问题引起的争议,有助于气候变化可能成为全球气候变化。城市是化石源汽车(CO 2ff)排放的主要区域,也是碳区域的区域关键,又是14C暗示大气CO 2ff研究的热点。本文以西安为研究对象,分别于2013年和2014年在西安中心城区采集了26个地点的狗尾草【狗尾草(L.)Beauv.)】,车型利用3MV加速器营养仪(AMS)补充其Δ14C,再根据质量平衡获得巨大的CO 2ff浓度。结果西安宁静:2013年中心城区大气CO 2ff浓度变化范围为15.9-25.0 ppm(百万分率,相当于μmol/mol),浓度浓度为20.5ppm;2014年,CO 2ff浓度变化范围为15.9-25.0ppm,为20.5ppm 13.933.1ppm-浓度升至23.5ppm;环城路以内、环城路-二环及二环-绕城三个区域高速内CO 2ff 平均浓度没有显着差异;CO 2ff 的年际变化显着(P<0.01), 但东北角CO2ff 始终保持较低水平。进一步分析了各种CO 2ff 排放源及气象条件的影响,对发现CO 尾气和居民生活排放的影响 2ff 浓度分布影响较严重的市区两座热电厂大,中心CO 2ff 污染源的变化很可能知于西南风。我们的宣传结果将全面区域CO-2 地下站点分销的优化和当地政府部门有效的碳政策的实施。5ppm;2014年, CO 2ff 晕浓度范围, 为13.9-33.1ppm, 灯光升至23.5ppm;环城路以内、环路-二环及二环-绕城高速三个区域内CO 2ff 平均浓度没有着差异;CO 2ff 的年际变化差异显着(P<0.01),但大西洋东北角CO2ff浓度始终处于较低水平。进一步分析了各种CO 2ff 排放源及气象条件的影响,对发现CO 尾气和居民生活排放的影响 2ff 浓度分布影响较严重的市区两座热电厂大,中心CO 2ff 污染源的变化很可能知于西南风。我们的宣传结果将全面区域CO-2 地下站点分销的优化和当地政府部门有效的碳政策的实施。5ppm;2014年, CO 2ff 晕浓度范围, 为13.9-33.1ppm, 灯光升至23.5ppm;环城路以内、环城-二环及二环-绕城高速三个区域内CO 2ff 平均浓度没有着差异;CO 2ff 的年际变化差异显着(P<0.01),但大西洋东北角CO2ff浓度始终处于较低水平。进一步分析了各种CO 2ff 排放源及气象条件的影响,对发现CO 尾气和居民生活排放的影响 2ff 浓度分布影响较严重的市区两座热电厂大,中心CO 2ff 污染源的变化很可能知于西南风。我们的宣传结果将全面区域CO-2 地下站点分销的优化和当地政府部门有效的碳政策的实施。
更新日期:2020-05-15
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