近日，我院博士研究生王君以第一作者身份，在大气科学领域国际期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》发表题为“Measurement Report: Airborne Observation of CO2 and CH4 in the Urban Atmospheric Boundary Layer in Eastern China”的研究论文。论文通讯作者为肖薇教授，美国耶鲁大学、浙江省气象科学研究所、江苏省气候中心等单位学者参与合作研究。
城市大气边界层是地表排放与自由大气交换的关键区域，也是温室气体排放信号累积和输送的重要空间。为揭示城市大气边界层中CO2和CH4的垂直分布特征，研究团队利用搭载高精度CO2/CH4/H2O分析仪的人影飞机，在北京、南京、衡水和商丘四个中国东部城市开展机载观测，获得了北京和南京从近地面至约2 km高度的完整垂直廓线，以及衡水和商丘的部分廓线资料。
研究发现，城市大气边界层内CO2和CH4浓度普遍高于自由大气，北京和南京均表现出近地面浓度最高的特征，表明城市人为排放对边界层温室气体累积具有显著影响。研究还定量刻画了城市边界层顶附近CO2和CH4浓度的“逆温跳跃”特征，为认识边界层夹卷过程及其对城市温室气体收支的影响提供了观测依据。在现有可查阅的文献中，本研究是首次对城市CO2和CH4逆温跳跃值进行量化的报道。
此外，研究发现气团传输路径变化可在数小时内使南京上空自由大气CO2浓度改变约3 ppm，说明城市温室气体浓度不仅受本地排放影响，也受区域输送过程调控。与EDGAR排放清单对比发现，南京CH4:CO2排放比存在明显偏差，提示现有清单可能尚未充分反映交通部门能源结构转型带来的排放变化。
该研究为中国东部城市温室气体垂直结构观测提供了新的数据支撑，可服务于城市温室气体排放评估、卫星反演产品验证和大气输送模型评估，也为进一步认识城市大气边界层动力过程提供了科学依据。
图1 研究团队利用人影飞机开展城市大气边界层温室气体机载观测
图2 机载观测航线及四个进行垂直廓线观测城市（北京、衡水、商丘、南京）位置
图3北京（BJ）、衡水（HS）、商丘（SQ）和南京（NJ）四个城市上空CO2和CH4垂直廓线，黄色圆点为地面观测值。
论文信息：Wang, J., Xu, H., Xiao, W., Pang, Y., Hu, N., Xu, J., Liu, Y., Bu, L., Cao, C., Yang, Z., Wang, T., Jia, L., Wu, J., Zhang, M., and Lee, X.: Measurement report: Airborne observation of CO2 and CH4 in the urban atmospheric boundary layer in Eastern China, Atmospheric Chemistry and Physics, 26, 8169–8184, https://doi.org/10.5194/acp-26-8169-2026, 2026.
附件链接：https://doi.org/10.5194/acp-26-8169-2026-supplement
数据链接：https://doi.org/10.7910/DVN/ZPVSVU
