助力生态固碳，气象监测能有何作为？

根据最新的气候监测数据，至少到21世纪中期，气候变暖仍将持续，极端事件也将变得更为严重，多重影响并发的概率将增加。2020年全球大气中温室气体平均浓度再创新高，全球正面临共同的生态环境和气候变化等严峻挑战，也正在共同经历史上最大规模的绿色低碳转型。

随着各国二氧化碳排放增加，温室气体猛增，影响着碳循环、生态环境和生命安全。在这一背景下，世界各国纷纷以全球协约的方式减排温室气体，我国也提出碳达峰和碳中和目标。其中，实现碳中和的途径主要有通过植树造林、森林草原管理、生态恢复等措施，把大气中的二氧化碳固定在植被和土壤中及通过开发清洁能源，减少化石能源燃烧，减少向大气中排放二氧化碳。

对此，气象部门通过开展植树造林适宜期气象预报、风能和太阳能开发利用、生态系统固碳量气象估测、气候和气候变化对植被固碳影响评估、气象灾害对植被固碳影响评估等方法，助力实现碳达峰、碳中和。

针对生态系统固碳量，可以借助专业的地面气象观测和气象卫星遥感监测等进行气象估测。NPP（净初级生产力，植被所固定的有机碳中扣除本身消耗的部分）和NEP（净生态系统生产力，净初级生产力中减去异养呼吸消耗光合产物之后的部分）是陆地生态系统极为重要的特征量，NEP又是陆地生态系统与大气之间碳交换的物理量，在不考虑各种扰动影响的情况下，NEP的数值反映了净碳交换量，即碳源汇的大小。

2006年以来，气象部门基于纯气象要素驱动的植被生态机理模型，逐步实现逐日估测全国草原、森林等陆地植被NPP和NEP。其中，草原生态模型是在引进中国科学院大气物理研究所植被大气交互作用模型的基础上，通过在草原生态系统的地面验证和业务改进后，实现对草原植被NPP、NEP、生物量、产草量的估算；森林生态模型是通过引进中国科学院大气物理研究所和北京师范大学的森林模型，在业务中实现对森林NPP、NEP、LAI（叶面积指数）、凋落物等要素的估测。模型分别描述植被冠层内部及大气、土壤之间的水热交换和系统物理状态的变化、植被群体的生理和生长过程以及干物质积累和在植被各器官之间的分配。

同时，自2005年以来，气象部门利用气象卫星遥感和地面气象观测资料，研发基于植被光能利用原理的植被NPP估算模型，实现了植被NPP的逐月动态估测，形成以机理模型为核心、基于地面气象和气象卫星遥感的植被固碳监测评估业务服务技术体系。

以逐日地面气象、专业气象观测、逐日土壤水分观测、旬月尺度气象卫星遥感等综合气象观测资料为基础，以纯气象资料驱动的草原、森林等模型和基于气象卫星及地面气象的光能利用率模型等机理模型为核心技术，气象部门实现对陆地生态系统固碳量的估测和气象影响评估。

针对主要生态系统，建立包括草地、森林、农田、荒漠等生态气象监测评价技术体系。例如，植被NPP、NEP、覆盖度估测，生态质量指数计算，草原产草量估测和载畜量预测，森林固碳释氧量估测，作物产量估测预测，北方易起沙尘指数估测等。

天气气候是影响植树造林的重要自然因子，关系造林绿化的质量和成本。在需求牵引下，气象部门开展植树造林适宜期气象预报，综合预报未来适宜植树的墒情、热量及地区、时间等，助力降低植树成本。

热量条件与水分条件是树木种植所需要的关键因素。在热量条件方面，国家气象中心提供的指标显示，大多暖温带树种（国槐、杨树、桃树等）需要旬平均气温达到5℃左右；亚热带树种（樟树、榕树、马尾松等）需要旬平均气温达到10℃左右；热带树种需要旬平均气温达到15℃左右。据北京师范大学提供的指标，植树造林日最低气温需稳定在5℃以上。

每年春季，随着气温升高，我国由南向北陆续进入植树造林时期，需要特别关注春季气温回升情况。可以通过近10天平均气温、最低气温，未来10到20天的气温预报，确定适宜树木栽种的气温指标，预测植树造林适宜地区、适宜时间，避开降温时段，做好防冻措施。

植树绿化离不开充足的水分条件。可以通过全国土壤墒情监测网逐日了解土壤蓄墒情况，通过全国逐日降水监测、全国未来10至30日降水预报，充分掌握植树前、植树期间、植树后的降水情况，以及灌溉时的水源保障情况。

展望未来，如何挖掘气候资源，应对气候变化，助力碳达峰、碳中和和绿色发展是我们的必答题。

围绕减少碳排放和增加碳吸收，首先要挖掘气候资源，增加清洁能源。除了加大风能、太阳能的利用外，还可加快生物质能利用和水能利用气象服务技术研究；加强牧草种植、植树造林、生态保护修复气象服务技术研究。在减少碳排放方面，可加强绿色建筑气候资源利用、节能办公气象服务、低碳出行气象服务技术研究等。

其次，要加强气象影响评估和预估，促进碳中和绿色发展。加大生态系统气象影响评估，实现包括湿地、城市等生态系统固碳的气象影响评估，加强气象灾害对固碳的影响评估预测技术研发，助力碳管理；加强极端天气气候事件对固碳的影响研究，加强气候变化对碳影响的评估预估，助力应对气候变化。另外，要从尊重自然的角度进行土地开发利用，开展工程气候可行性论证，保障生态安全，促进绿色发展。

例如，在植树造林适宜期气象预报方面，加强“适地+适时+适树”的植树适宜期气象预报，促进绿化高质量发展，扩大植树规模，优化植树结构，加强节水灌溉预报。建立乡土树种数据库和气象指标库，确定每种树种的气候适宜种植区，评价每种树种遭受气象灾害的风险，研究适宜造林气象预报模型，建立植树造林适宜期气象监测预报系统和国省植树造林气象服务保障体系。