近日，团队博士生刘文昊作为第一作者在《International Journal of Remote Sensing》发表研究成果。该研究基于WRF-Chem模型研发出3DVAR碳同化系统，通过同步同化气象观测数据与多源卫星融合XCO₂产品，实现了中国中东部地区CO₂浓度的模拟与同化，为碳循环研究提供了可靠技术支撑。该研究是在其导师，国际欧亚科学院院士、国际宇航科学院通讯院士薛勇教授的指导下完成。

该系统不仅同化了靳春林博士研究的OCO-2、OCO-3、GOSAT等多源卫星遥感融合数据集产品（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106385），同时同化温度、湿度、风速等气象要素，应用于2018年9月至2020年8月的模拟研究。各气象要素经同化后模拟精度得到提升：上海站相对湿度模拟的均方根误差（RMSE）从14.92%降至8.60%，风向模拟的相关系数（R）从0.58-0.62提升至0.64-0.69，而温度和气压模拟始终保持高准确度，R值分别稳定在0.97和0.99。同化后的CO₂浓度模拟精度也得到提升：经TCCON站点验证，同化后系统不仅精准捕捉到2020年春夏季节波动，还修正了2019年秋季的低估偏差， Bias从0.376 ppm优化至0.296 ppm，RMSE从3.151 ppm降至1.913 ppm，R值从0.629大幅提升至0.829。在WDCGG站点的验证中，Bias从-0.344 ppm修正为-0.028 ppm，RMSE从2.898 ppm降至2.024 ppm，R值高达0.914，充分体现了同化系统对不同观测数据的适配性。与欧洲CAMS-EGG4再分析数据集对比显示，同化后XCO₂模拟的RMSE降低58%，相关系数提升至0.86，且实现了9公里空间分辨率、1小时时间分辨率的全区域覆盖。

该同化系统解决了单一卫星数据源覆盖有限、模拟误差较大的行业痛点，且同时优化气象场和CO₂浓度场，使模拟结果更能反映真实大气传输与源汇动态。该成果不仅为我国碳排放精准核算提供了新工具，也为全球碳循环研究中的区域尺度模拟提供了可借鉴的技术方案。

本研究得到了国家自然科学基金项目（42275147, 42075114）的支持。

论文链接： https://doi.org/10.1080/01431161.2026.2612845