Global atmospheric $CO_2$ distributions were simulated with a chemical transport model (GEOS-Chem) and compared with space-borne observations of $CO_2$ column density by GOSAT from April 2009 to January 2010. The GEOS-Chem model simulated 3-D global atmospheric $CO_2$ at $2^{\circ}{\times}2.5^{\circ}$ horizontal resolution using global $CO_2$ surface sources/sinks as well as 3-D emissions from aviation and the atmospheric oxidation of other carbon species. The seasonal cycle and spatial distribution of GEOS-Chem $CO_2$ columns were generally comparable with GOSAT columns over each continent with a systematic positive bias of ~1.0%. Data from the World Data Center for Greenhouse Gases (WDCGG) from twelve ground stations spanning $90^{\circ}S-82^{\circ}N$ were also compared with the modeled data for the period of 2004-2009 inclusive. The ground-based data show high correlations with the GEOS-Chem simulation ($0.66{\leq}R^2{\leq}0.99$) but the model data have a negative bias of ~1.0%, which is primarily due to the model initial conditions. Together these two comparisons can be used to infer that GOSAT $CO_2$ retrievals underestimate $CO_2$ column concentration by ~2.0%, as demonstrated in recent validation work using other methods. We further estimated individual source/sink contributions to the global atmospheric $CO_2$ budget and trends through 7 tagged $CO_2$ tracers (fossil fuels, ocean exchanges, biomass burning, biofuel burning, net terrestrial exchange, shipping, aviation, and CO oxidation) over 2004-2009. The global $CO_2$ trend over this period (2.1 ppmv/year) has been mainly driven by fossil fuel combustion and cement production (3.2 ppmv/year), reinforcing the fact that rigorous $CO_2$ reductions from human activities are necessary in order to stabilize atmospheric $CO_2$ levels.
Kim, Hyunjung;Kim, Hyun Mee;Kim, Jinwoong;Cho, Chun-Ho
Atmosphere
/
v.26
no.3
/
pp.387-400
/
2016
In this study, the atmospheric $CO_2$ concentrations estimated by CT2013B, a recent version of CarbonTracker, are compared with $CO_2$ measurements from the Comprehensive Observation Network for Trace gases by Airliner (CONTRAIL) project during 2010-2011. CarbonTracker is an inversion system that estimates surface $CO_2$ fluxes using atmospheric $CO_2$ concentrations. Overall, the model results represented the atmospheric $CO_2$ concentrations well with a slight overestimation compared to observations. In the case of horizontal distribution, variations in the model and observation difference were large in northern Eurasia because most of the model and data mismatch were located in the stratosphere where the model could not represent $CO_2$ variations well enough due to low model resolution at high altitude and existing phase shift from the troposphere. In addition, the model and observation difference became larger in boreal summer. Despite relatively large differences at high latitudes and in boreal summer, overall, the modeled $CO_2$ concentrations fitted well to observations. Vertical profiles of modeled and observed $CO_2$ concentrations showed that the model overestimates the observations at all altitudes, showing nearly constant differences, which implies that the surface $CO_2$ concentration is transported well vertically in the transport model. At Narita, overall differences were small, although the correlation between modeled and observed $CO_2$ concentrations decreased at higher altitude, showing relatively large differences above 225 hPa. The vertical profiles at Moscow and Delhi located on land and at Hawaii on the ocean showed that the model is less accurate on land than on the ocean due to various effects (e.g., biospheric effect) on land compared to the homogeneous ocean surface.
Carbon isotope ratio ($^{13}C/^{12}C$, expressed as ${\delta}^{13}C$) of tree ring can be proxy of atmospheric $CO_2$ concentration ([$CO_2$]) due to the inter-correlation between atmospheric [$CO_2$], ${\delta}^{13}C$ of atmospheric $CO_2$, and ${\delta}^{13}C$ of plant tissue that assimilates atmospheric $CO_2$. This study was conducted to investigate if ${\delta}^{13}C$ of tree ring of Pinus densiflora in polluted area may show a lower value than that in unpolluted area and to explore the possibility of reconstructing atmospheric [$CO_2$] using its relationship with ${\delta}^{13}C$ of tree ring. During the period between 1999 and 2005, ${\delta}^{13}C$ of tree annual ring tended to decrease over time, and the ${\delta}^{13}C$ in polluted area (-27.2‰ in 2009 to -28.3‰ in 2005) was significantly (P<0.001) lower than that (-26.0‰ in 1999 to -27.1‰ in 2005) in unpolluted area. This reflects a greater emission of $CO_2$ depleted in $^{13}C$ in the polluted area. Atmospheric [$CO_2$] was significantly (P<0.01) correlated with ${\delta}^{13}C$ of tree ring in a linear fashion. Using the linear regression equation, atmospheric [$CO_2$] in the polluted area was estimated to range from 392.3 ppm in 1999 to 410.9 ppm in 2005, and these values were consistently higher than the national atmospheric [$CO_2$] monitored at the Anmyoundo meteorological station (from 370.7 ppm in 1999 to 387.2 ppm in 2005). Our study suggested that it is possible to reconstruct atmospheric [$CO_2$] in a certain area using the relationship between tree ring ${\delta}^{13}C$ and atmospheric [$CO_2$].
Kim, Hyunjung;Kim, Hyun Mee;Cho, Minkwang;Park, Jun;Kim, Dae-Hui
Atmosphere
/
v.28
no.2
/
pp.113-121
/
2018
In order to monitor greenhouse gases including $CO_2$, various types of surface-, aircraft-, and satellite-based measurement projects have been conducted. These data help understand the variations of greenhouse gases and are used in atmospheric inverse modeling systems to simulate surface fluxes for greenhouse gases. CarbonTracker is a system for estimating surface $CO_2$ flux, using an atmospheric inverse modeling method, based on only surface observation data. Because of the insufficient surface observation data available for accurate estimation of the surface $CO_2$ flux, additional observations would be required. In this study, a system that assimilates aircraft $CO_2$ measurement data in CarbonTracker (CT2013B) is developed, and the estimated results from this data assimilation system are evaluated. The aircraft $CO_2$ measurement data used are obtained from the Comprehensive Observation Network for Trace gases by the Airliner (CONTRAIL) project. The developed system includes the preprocessor of the raw observation data, the observation operator, and the ensemble Kalman filter (EnKF) data assimilation process. After preprocessing the raw data, the modeled value corresponding spatially and temporally to each observation is calculated using the observation operator. These modeled values and observations are then averaged in space and time, and used in the EnKF data assimilation process. The modeled values are much closer to the observations and show smaller biases and root-mean-square errors, after the assimilation of the aircraft $CO_2$ measurement data. This system could also be used to assimilate other aircraft $CO_2$ measurement data in CarbonTracker.
The growth rate of atmospheric $CO_2$ undergoes significant interannual variability, largely due to temporal variability of partitioning of $CO_2$ between terrestrial biosphere and ocean. In the present paper, as a follow-up to the work by Lee et al. [1], we estimated the year-to-year variability in net global air-sea $CO_2$ fluxes between 1982 and 2003 from observed changes in wind speed and estimated changes in ${\Delta}pCO_2$ Changes in $pCO_{25W}$ were inferred from global records of sea surface temperature (SST) anomalies and seasonally varying SST dependence of $pCO_{25W}$. The modeled interannual variability of $\pm0.2\;Pg\;C\;yr^{-1}\;(1{\sigma})$ from the present work is significantly smaller than the values deduced from atmospheric observations of $^{1.3}CO_2/CO_2$ in conjunction with different atmospheric transport models, but it is closer to the recent estimates inferred from a 3-D ocean biogeochemical model and atmospheric transport models constrained with extensive observations of atmospheric $CO_2$.
Recently, in order to reduce carbon dioxide (CO2) emissions, which is the main cause of global warming, Korea has declared carbon emission reduction targets and carbon neutral. Accurate assessment of regional emissions and atmospheric CO2 concentrations is becoming important as a result. In this study, we identified the spatiotemporal differences between satellite-based atmospheric CO2 concentration and CO2 emissions for the Korean Peninsula region using column-averaged CO2 dry-air mole fraction from the Orbiting Carbon Observatory-2 and emission inventory. And we explained these differences using solar-induced fluorescence (SIF), a photosynthetic reaction index according to vegetation growth. The Greenhouse Gas Inventory and Research Center (GIR) and Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) emissions continued to increase in Korea from 2014 to 2018, but the satellite-based atmospheric CO2 concentration decreased in 2018, respectively. Regionally, GIR and EDGAR emissions increased in 2018 in Gyeonggi-do and Chungcheongbuk-do, but satellite-based CO2 concentrations decreased for the corresponding years. In addition, the correlation analysis between emissions and satellite-based CO2 concentration showed a low correlation of 0.22 (GIR) and 0.16 (EDGAR) in Seoul and Gangwon-do. Atmospheric CO2 concentrations showed a different correlation with SIF by region. In the CO2-SIF correlation analysis for the growing season (May to September), Seoul and Gyeonggi-do showed a negative correlation coefficient of -0.26, Chungcheongbuk-do and Gangwon-do showed a positive correlation coefficient of 0.46. Therefore, it can be suggested that consideration of the CO2 absorption process is necessary for analyzing the relationship between the atmospheric CO2 concentration and emission inventory.
Jeong, Seongha;Lee, Kang Soo;Keel, Sangin;Yun, Jin Han;Kim, Sang Soo
Particle and aerosol research
/
v.10
no.2
/
pp.75-82
/
2014
It is necessary to find out the reaction characteristics of $CaCO_3$ sorbent particles in air and $O_2/CO_2$ atmospheric conditions in order that an in-furnace desulfurization technique can be applied to oxy-fuel combustion system. In this study, rate of change of GMD(geometric mean diameter) and specific surface area of $CaCO_3$ sorbent particles reacted in DTF(drop tube furnace) experimental setup were analyzed to investigate the effect of particle size and humidity on the reaction characteristics of them. In air atmospheric condition, calcination process occurs actively within shorter residence times as the particle size increases. On the contrary, in $O_2/CO_2$ atmospheric condition, a calcination process is delayed as particle size increases. The increment of humidity accelerates calcination process in an air atmospheric condition and increase rate of calcination in an $O_2/CO_2$ atmospheric condition.
The Weather Research and Forecasting (WRF) model and Vegetation Photosynthesis and Respiration Model (VPRM) were coupled to simulate atmospheric $CO_2$ concentrations. The performance of the WRF-VPRM to simulate regional scale $CO_2$ concentration was estimated over coastal basin areas. Either Hestia 2011(HST) or Vulcan 2002(VUL) anthropogenic $CO_2$ emission data were used in two numerical experiments for the study regions. Simulated meteorological variables were validated with ground and background $CO_2$ measurement data, and the results show that the model captured temporal variations of $CO_2$ concentration on a daily basis. $CO_2$ directional analysis revealed that the dominant $CO_2$ emission sources are located S and SW. The simulated Net Ecosystem Exchange (NEE) agreed relatively well with measured $CO_2$ fluxes at each vegetation class site, showing approximately 40% at max improvement at shrub areas.
A model coupling a meteorological predictive model and a vegetation photosynthesis and respiration model was used to simulate $CO_2$ concentrations over coastal basin areas, and modeling results were estimated with aircraft observations during a massive sampling campaign. Along with the flight tracks, the model captured the meteorological variables of potential temperature and wind speed with mean bias results of $0.8^{\circ}C$, and 0.2 m/s, respectively. These results were statistically robust, which allowed for further estimation of the model's performance for $CO_2$ simulations. Two high-resolution emission data sets were adopted to determine $CO_2$ concentrations, and the results show that the model underestimated by 1.8 ppm and 0.9 ppm at higher altitude over the study areas during daytime and nighttime, respectively, on average. Overall, it was concluded that the model's $CO_2$ performance was fairly good at higher altitude over the study areas during the study period.
For this research, they were monitored $CO_2$ flux and environmental factors ($CO_2$ concentration, soil temperature, soil moisture, soil organic carbon, soil pH, soil Eh) in foreshore, paddy field and woods sites at the winter season (January 2009) and the summer season (September 2009). Seasonal and spatial variations for monitored data were analyzed, and linear regression functions of $CO_2$ flux as environmental factors were estimated. $CO_2$ fluxes averaged between surface and atmosphere monitored in foreshore and paddy field at the winter season were shown $-8\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ and $-25\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$, respectively. $CO_2$ fluxes averaged between surface and atmosphere monitored in foreshore and paddy field at the summer season were shown $47\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ and $117\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$, respectively. Thus, $CO_2$ was sunk from atmosphere to surface at the winter season and it was emitted from surface to atmosphere at the summer season. $CO_2$ fluxes in woods site were emitted $145\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ at the winter season and $279\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ at the summer season.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.