Пожары являются ключевым компонентом глобального углеродного цикла, и люди меняют их характеристики. Мониторинг выбросов от пожаров важен для отслеживания этих изменений, а спутниковые наблюдения TROPOMI за диоксидом азота в тропосфере, окисью углерода и индексом поглощающих аэрозолей могут использоваться для количественной оценки и проверки точности и точности глобальных оценок выбросов от лесных пожаров на ежедневной основе. Авторы использовали наблюдения TROPOMI для оценки новой базы данных о выбросах пожаров на основе данных Глобального атласа пожаров для проекта Sense4Fire (GFA-S4F) и Глобальной системы пожарной ассимиляции (GFAS) системы мониторинга атмосферы Copernicus (CAMS) для ряда тестовых регионов по всему миру, представляющих наиболее важные типы лесных пожаров. Основное внимание уделяется биомам Амазонии и Серрадо (влажные тропические леса и вырубка лесов) в августе – сентябре 2020 года, но анализ также проводится для региона Африки к югу от Сахары (саванна), а также двух регионов Сибири (степи и бореальные леса/тундра). Выбросы от пожаров GFA-S4F и GFAS используются в качестве исходных данных для моделирования глобального состава атмосферы на основе IFS-COMPO, то есть расширения Интегрированной системы прогнозирования (IFS) ECMWF для моделирования состава атмосферы. Сравнение результатов модели с наблюдениями TROPOMI обеспечивает косвенную проверку реалистичности этих оценок выбросов. Кроме того, модель IFS-COMPO также используется для оценки модельной чувствительности общего содержания диоксида тропосферного азота к изменениям выбросов при пожаре. Это локальное соотношение используется для оптимизации выбросов NOx при пожаре непосредственно с использованием наблюдений за диоксидом азота Sentinel-5p. 

Результаты показывают, что для небольших пожаров оценки выбросов диоксида азота в среднем реалистичны, хотя и с большим разбросом, т.е. для отдельных пожаров выбросы могут быть значительно занижены или завышены независимо от базы данных о выбросах. Однако выбросы диоксида азота при крупных пожарах систематически и в значительной степени завышаются во всех четырёх регионах. Завышение может быть на порядок и даже больше. Для общих выбросов диоксида азота на территории эта «большая погрешность от пожаров» имеет второстепенное значение, т.е. в общих выбросах диоксида азота преобладают небольшие пожары. Оценки выбросов GFA-S4F характеризовались бо́льшим положительным смещением для случаев крупных выбросов NO₂ по сравнению с GFAS. Источник этой предвзятости не совсем понятен. Благодаря оптимизации выбросов NO₂ путём прямой корректировки выбросов с использованием наблюдений за диоксидом азота TROPOMI можно эффективно устранить значительную положительную погрешность. В сочетании с обновлённой информацией о выбросах NOx в почве, вызывающей слишком низкие фоновые уровни NOx, было достигнуто довольно хорошее согласие между IFS-COMPO и TROPOMI. 

Выбросы оксида углерода с использованием GFAS в целом были занижены (в среднем ~50 % для выбранных регионов). Обновление данных о выбросах окиси углерода в регионе Амазонки за счёт включения большего количества спутниковых данных Sentinel (GFA-S4F) действительно значительно уменьшило это смещение CO при пожаре (в среднем до ~ 25%). 

В целом результаты показывают, что данные TROPOMI позволяют систематически выявлять неопределённости и ошибки в выбросах пожаров на основе спутниковых данных. Результаты также показывают, что использование динамических коэффициентов выбросов может ещё больше улучшить глобальные кадастры выбросов, полученные со спутников. Кроме того, результаты также подчёркивают, что использование данных TROPOMI может быть гораздо более подробным и уточнённым для ежедневной оценки отдельных пожаров для лучшего понимания их динамики, а также для улучшения и диверсификации коэффициентов выбросов от пожаров.

 

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2024/egusphere-2024-732/