Em Direção à Estimativa de Taxas de Crescimento de CO2 Atmosférico com Baixa Latência Usando Observações de Satélite: Avaliando os Erros de Amostragem dos Métodos de Observação por Satélite e In Situ

A taxa de crescimento de CO2 atmosférico é uma medida fundamental da força do clima. As estimativas de taxa de crescimento da NOAA, derivadas de observações in situ na camada limite marítima (MBL), servem como referência em políticas e ciência. No entanto, o método da NOAA baseado na MBL enfrenta desafios na estimativa precisa da taxa de crescimento de CO2 na atmosfera como um todo em escalas subanuais. Introduzimos o método Taxa de Crescimento a partir de Observações de Satélite (GRESO) como uma abordagem complementar para estimar a taxa de crescimento de CO2 na atmosfera inteira utilizando dados de satélite. As observações de CO2 por satélite oferecem ampla cobertura atmosférica que estende a capacidade da referência atual da NOAA. Avaliamos os erros de amostragem dos métodos GRESO e NOAA usando dez simulações de modelos de transporte atmosférico. As simulações geram dados sintéticos de satélite OCO-2 e dados da MBL da NOAA para calcular taxas de crescimento de CO2, que são comparadas contra a soma global dos fluxos de carbono usados como entradas do modelo. Encontramos um bom desempenho para o método NOAA (R = 0,93, RMSE = 0,12 ppm/ano ou 0,25 PgC/ano). O GRESO demonstra erros de amostragem mais baixos (R = 1,00; RMSE = 0,04 ppm/ano ou 0,09 PgC/ano). Além disso, o GRESO mostra um desempenho melhor em escalas mensais do que a NOAA (R = 0,77 vs 0,47, respectivamente). Devido à longevidade atmosférica do CO2, o método da NOAA captura com precisão as taxas de crescimento em intervalos de cinco anos. A robustez do GRESO em configurações de cobertura parcial (dados oceânicos ou terrestres) mostra que os satélites podem ser ferramentas promissoras para informações de taxa de crescimento de CO2 com baixa latência, desde que os vieses sistemáticos sejam minimizados usando observações in situ. Juntamente com dados in situ precisos e calibrados da NOAA, as taxas de crescimento derivadas de satélite podem fornecer informações sobre o ciclo global do carbono em escalas subanuais.