Estimates of European uptake of CO <sub>2</sub> inferred from GOSAT X <sub> CO <sub>2</sub> </sub> retrievals: sensitivity to measurement bias inside and outside Europe
Notice bibliographique
Résumé
Estimates of the natural CO 2 flux over Europe inferred from in situ measurements of atmospheric CO 2 mole fraction have been used previously to check top-down flux estimates inferred from space-borne dry-air CO 2 column (X CO 2 ) retrievals. Several recent studies have shown that CO 2 fluxes inferred from X CO 2 data from the Japanese Greenhouse gases Observing SATellite (GOSAT) and the Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY) have larger seasonal amplitudes and a more negative annual net CO 2 balance than those inferred from the in situ data. The cause of this elevated European uptake of CO 2 is still unclear, but some recent studies have suggested that this is a genuine scientific phenomenon. Here, we put forward an alternative hypothesis and show that realistic levels of bias in GOSAT data can result in an erroneous estimate of elevated uptake over Europe. We use a global flux inversion system to examine the relationship between measurement biases and estimates of CO 2 uptake from Europe. We establish a reference in situ inversion that uses an Ensemble Kalman Filter (EnKF) to assimilate conventional surface mole fraction observations and X CO 2 retrievals from the surface-based Total Carbon Column Observing Network (TCCON). We use the same EnKF system to assimilate two independent versions of GOSAT X CO 2 data. We find that the GOSAT-inferred European terrestrial biosphere uptake peaks during the summer, similar to the reference inversion, but the net annual flux is 1.40 ± 0.19 GtC a −1 compared to a value of 0.58 ± 0.14 GtC a −1 for our control inversion that uses only in situ data. To reconcile these two estimates, we perform a series of numerical experiments that assimilate observations with added biases or assimilate synthetic observations for which part or all of the GOSAT X CO 2 data are replaced with model data. We find that for our global flux inversions, a large portion (60–90 %) of the elevated European uptake inferred from GOSAT data in 2010 is due to retrievals outside the immediate European region, while the remainder can largely be explained by a sub-ppm retrieval bias over Europe. We use a data assimilation approach to estimate monthly GOSAT X CO 2 biases from the joint assimilation of in situ observations and GOSAT X CO 2 retrievals. The inferred biases represent an estimate of systematic differences between GOSAT X CO 2 retrievals and the inversion system at regional or sub-regional scales. We find that a monthly varying bias of up to 0.5 ppm can explain an overestimate of the annual sink of up to 0.20 GtC a −1 . Our results highlight the sensitivity of CO 2 flux estimates to regional observation biases, which have not been fully characterized by the current observation network. Without further dedicated measurements we cannot prove or disprove that European ecosystems are taking up a larger-than-expected amount of CO 2 . More robust inversion systems are also needed to infer consistent fluxes from multiple observation types.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».