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1.
《中国科学:地球科学》2020,(9)
文章回顾了近年来发展的全球大气环流的三型分解理论,主要包括全球大气环流三型分解模型及全球大尺度水平型环流、经圈型环流和纬圈型环流的动力学方程组理论.与传统二维环流分解方法的对比表明:全球大气环流三型分解将垂直涡度中由水平涡旋运动与辐合辐散运动引起的垂直涡度分量有效地分解开来,也将垂直速度中的经向垂直环流与纬向垂直环流分量分解开来,为研究辐合辐散过程对垂直涡度场的演变作用及局地垂直环流的准确描述问题提供了新的方法.全球大气环流的三型分解是一种基于实际大气运动特征的三维环流分解方法,其分解后的水平型、经圈型以及纬圈型环流可分别看作是中高纬度Rossby波及低纬度Hadley和Walker环流在全球的推广.因此,新的环流分解模型及其动力学方程组为中高纬度大气环流与低纬度大气环流之间的相互作用问题研究以及全球变暖背景下大尺度环流异常演变的物理机制问题研究提供了新的理论与方法. 相似文献
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210Pbex沉积通量突发增大对湖泊生产力的指示 总被引：8，自引：0，他引：8
210Pb沉积计年的基本假设是大气沉降并经由湖水转入沉积物的210Pbex 通量稳定. 当沉积速率相对稳定时, 沉积物中210Pbex 的比活度将随沉积年代呈指数衰减. 湖泊水体中的210Pbex 主要随有机微粒的沉降而进入沉积物. 如果湖泊水体中有机质沉积通量出现突发增大时, 则可能显著地增大210Pbex 被清洗而转入沉积物的通量. 这种突发性清洗效应, 一方面显然不符合210Pb沉积计年的基本前提; 另一方面可能指示湖泊水体初级生产力的明显变化. 根据云南程海近代沉积物210Pbex 垂直剖面的特殊变化, 对这一问题进行讨论. 沉积物柱芯于1997年6月采自程海深水湖区. 137Cs比活度垂直剖面呈现出3峰特征, 给出了可靠的计年结果并显示出近几十年间沉积物堆积的稳定性. 而210Pbex 比活度垂直剖面呈现出特异的峰值分布, 并与Corg垂直剖面相似. 这一现象可能与制约210Pbex 转入沉积物的机制有关. 程海沉积物中Horg/Corg和Corg/Norg原子比平均值分别为5.51和7.04, 表明其有机质主要源于内生藻类残骸. 根据沉积物有机质“沉降-降解-堆积”的3阶段特征, 模拟计算出1970年以来有机碳Corg的沉积通量(F(Corg)). 不同年代210Pbex 的沉积通量(F(210Pbex ))与F(Corg)显示出很好的同步关系. 特别是1972～1974年和1986～1989年的两个时段, 二者同步增大. F(Corg)的变化导致F(210Pbex )的变化; F (210Pbex)的变化在一定程度上反映出湖泊生产力的历史变化. 相似文献
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北冰洋考察区海-气CO2的分布特征和通量研究 总被引：1，自引：2，他引：1
利用中国首次北极科学考察中走航观测所获得的北冰洋考察区海-气CO2分压及相关资料, 分析研究了考察区夏季大气和表层海水中CO2分压的分布特征, 首次用实测的海-气CO2资料于多种方法估算了考察区夏季海-气CO2的通量. 结果表明考察区夏季大气中CO2分压(Pa)的测值范围在(352~370)×10-6 CO2·Air-1(单位下同)之间, 平均为358, 平面上具有波因特来的北部海域较高, 其余海域分布较均匀的分布特征; 夏季表层海水中CO2分压(Pw)测值在98~580之间, 极值之差竟达472, 平均值为242, 比相应的分压(Pa)低116, 呈现西低东高、北低南高的平面分布特征, 并与研究区浮游生物、冰况、水温和环流状况有密切关系. 估算结果表明, 各种计算方法所估算出的碳通量F的平面分布趋势相似, 除考察区东部海域为大气CO2的弱源区外, 大部分海域都为大气CO2的汇区或强汇区, 但它们的值却有较大差异, 平均值在6.57(Liss法)至26.32 mg CO2·m-2·h-1(14C法)之间, 最大与最小值之间相差约4倍, 大约分别是全球平均值的2~10倍; 若以Wannikhof系数估算, 本海域的平均碳通量则是Takahashi, Feely等人在本海域模拟估算值的2倍左右. 相似文献
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西北太平洋等位势密度面上的东向副热带逆流 总被引：3，自引：0，他引：3
用美国海军高分辨率气候月平均温盐资料和等位势密度面P-矢量方法, 计算了西北太平洋各月等位势密度面环流. 主要讨论西北太平洋副热带流涡内部东向副热带逆流(简称: STCC)的空间分布、垂直结构、体积输送及其附近的涡旋现象. 计算结果很好地再现了STCC的一些观测特征, 并且还揭示了STCC在等位势密度面上呈现的一些新现象: (1) 在24.6 σθ面上, STCC的空间分布、源地和流动态势都有很强的季节变化, 1 ~ 3月份不存在STCC; (2) 5 ~ 10月, 日本以南黑潮逆流的一个分支汇入了STCC, 使得STCC的流速增强, 流幅显著地加宽; (3) 流速矢量场明显地表现出: STCC和它附近的一些涡旋伴随而生, STCC存在时它附近总伴随着一些涡旋, 当STCC消失时涡旋也就消失了; (4) 通过137.5°E断面, STCC的输送量夏季最强, 8月份最大输送量达6.9 Sv (1 Sv ≡ 106 m3/s), 春、秋季较弱, 4和11月份的输送量分别为1.7和1.6 Sv, 输送主要集中在24.0≤ σθ ≤25.0面之间; (5) 纬向流沿137.5°E断面的分布表明, STCC的流核位于24.3 ~ 24.7 σθ之间. 相似文献
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对帕米尔高原慕士塔格地区海拔4500 m第四纪冰川作用区夏季近地表大气CO2及H2O的含量进行了连续两年的观测, 结果表明自6月底至8月中旬大气CO2含量整体呈轻微的下降趋势, 下降幅度约5 μmol·mol-1, 并且具有明显的日变化周期. 该区近地表大气CO2日最高含量出现在当地时间2:30~5:30 am, 最低浓度发生于12:30~15:30 pm. 对比2002年与2003年的观测结果, 可以发现2002年夏季该区近地表大气CO2日平均含量整体较2003年低5 μmol·mol-1, 而且, 2002年CO2含量日变化幅度更大. 考察大气H2O与CO2含量变化的关系, 发现二者有很好的负相关. 上述现象揭示慕士塔格第四纪冰川作用区近地表大气CO2含量的变化不仅受植物光合作用的影响, 同时大气中H2O的含量在控制CO2含量方面起重要作用. 相似文献
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近10 a中国对流层NO2的变化趋势、时空分布特征及其来源解析 总被引：10，自引：0，他引：10
利用卫星遥感资料, 分析了1997~2006年中国对流层NO2的变化趋势和时空分布特征以及来源解析. 研究发现中国近10 a来对流层NO2垂直柱密度具有明显的增长趋势. 东部地区近10 a的NO2垂直柱密度平均值(9.3×1015 molec/cm2)是西部地区(0.6×1015 molec/cm2)的15倍, NO2污染最严重的地区主要集中在京津冀、长江三角洲、珠江三角洲以及四川盆地等人口聚居和工业发达的地区, 与人口的分布有密切的关系. 由于气象因素、人居和自然环境等因素的差异, 东部和西部地区对流层NO2浓度季节变化具有明显不同的特征, 东部地区在冬季浓度最高, 而西部地区在夏季达到极大值. 还分析了几个典型的超大城市对流层NO2垂直柱密度变化趋势, 上海以每年~20%的增长速率呈线性上升趋势, 增长率最高. 卫星遥感同地面实测资料的比较和验证表明, 大城市对流层NO2垂直柱密度与近地面的NO2浓度呈现一致的变化趋势, 且与机动车保有量的变化有显著的相关性, 表明剧烈的人为工业和经济活动对对流层NO2的来源有重要的贡献. 相似文献
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加拿大海盆上、下跃层水形成机制的同位素示踪 总被引：7，自引：5，他引：7
中国首次北极科学考察期间(1999年8月9日至8月21日), 于加拿大海盆3个站位获得S, T, 营养盐(NO3-, PO43-, SiO32-), 溶解氧, 2H, 18O等水文、地球化学与同位素数据. 结果表明, 在33.1等盐线附近 (150 m)存在营养盐, NO, PO*极大值, 而300 m层存在NO, PO*极小值, 分别呈现出上跃层水与下跃层水的特征. 采用S-δ18O-PO*, S-δD-SiO32-两个示踪体系确定了研究站位各层水样中大西洋水、太平洋水、海冰融化水和河水所占的份额. 2个示踪体系的计算结果均表明, 上跃层水对应深度存在太平洋水份额的极大值, 而下跃层水具有高份额的大西洋水. 结合NO/PO比值的变化, 说明上跃层水的形成缘于太平洋水通过白令海峡的输入. 该水体于楚克奇、东西伯利亚陆架区发生变性, 获得高盐、高营养盐特征, 经水平平流进入加拿大海盆. 下跃层水为通过巴伦支海进入的大西洋水于陆架区发生变性, 产生低营养盐、高溶解氧特征的水体, 经水平平流输送进入加拿大海盆产生NO, PO*的极小值. 河水份额的垂直分布显示, 其含量随深度增加逐渐降低, 至300 m以深已观察不到河水的存在. 研究海域河水积分储量明显高于北冰洋其他海盆, 证实加拿大海盆是北冰洋河水的主要储存区. 除表层水外, 研究海域均为净海冰生成区, 且往北推移, 净海冰生成总量逐渐增加. 相似文献
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山东沂沭地区幔源矿物中的流体和稀有气体地球化学研究 总被引：3，自引：1，他引：3
幔源物质中的流体和稀有气体是地幔信息的重要示踪剂. 利用热爆裂法和熔融法分别测试了山东沂沭地区新生代玄武岩中二辉橄榄岩包体的流体和稀有气体同位素组成, 结果表明, 其流体组成以CO2、CO、H2等为主, 三者约占流体总量的90%以上, 与中国东部其他地区幔源包体的研究结果类似; 3He/4He比值主要介于0.82~2.74 Ra, 40Ar/36Ar = 299.5~758.8, 均远低于大洋中脊玄武岩等典型上地幔样品值, 主要反映了大气和部分放射成因组分的影响. 沂沭地区幔源矿物的C/3He = (27.6~1050)×109, N2/Ar = 927~56612, N2/3He= (2.5~27)×109, 与受板块俯冲影响的美国西部、新西兰等地区幔源流体类似, 在多种综合图解上均位于地幔-地壳-大气源区之间, 反映大气和富有机组分的地壳物质的影响. 上述结果表明, 研究区幔源矿物流体和稀有气体同位素的组成可能反映了岩浆喷出过程或喷出后的变化, 也可能与古俯冲板块对该区陆下地幔的影响有关. 相似文献
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南秦岭早古生代地幔性质: 来自超镁铁质、镁铁质岩脉及火山岩的Sr-Nd-Pb同位素证据 总被引：3，自引：0，他引：3
南秦岭紫阳-岚皋地区早古生代晚期镁铁质岩脉及玄武岩的εNd (t) = +3.28 ~ +5.02, (87Sr/86Sr)i = 0.70341~0.70555, (206Pb/204Pb) i = 17.256~18.993, (207Pb/204Pb) i = 15.505~15.642, (208Pb/204Pb) i = 37.125~38.968, Δ8/4 = 21.18~77.43, Δ7/4 = 8.11~18.82, 基本与南秦岭区新元古代中期以来的幔源岩石特征一致, 显示了HIMU, EMII和少量EMI富集地幔端元组分混合而成的Sr-Nd-Pb同位素组成特征, 表明与大洋地壳俯冲消减和陆缘物质再循环密切相关, 是新元古代早期扬子北缘大洋地壳俯冲消减及其携带的陆源沉积物再循环进入亏损软流圈地幔的结果. 相似文献
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水-钠长石熔体相互作用实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
根据对含水钠长石玻璃的FTIR和Raman光谱研究, 认为水在钠长石熔体中的溶解作用同时存在两种机制: 一方面水与Al-O°-Al结构单元反应发生解聚作用并生成Q3 Al-OH, 造成FTIR及Raman光谱中4500和900 cm-1谱峰的出现; 另一方面同时发生水中的H+与钠长石熔体中的Na+的置换作用. 在溶解初期, 水的溶解机制以生成Al-OH为主, 随着水含量的升高, H+与Na+之间的置换作用变得愈加重要. 水在钠长石熔体中的溶解作用可表示为: H2O + 3NaAlSi3O8 = 2NaAl(OH)Si3O7.5 + HAlSi3O8 + NaOH. 相似文献
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选择青藏高原东北隅海北站区的4种高寒草甸土壤进行高分辨率采样, 测定土壤有机碳及其14C信号; 应用14C示踪技术探讨高寒草甸土壤有机碳更新周期和CO2通量. 研究得出海北站高寒草甸生态系统土壤有机碳储量在22.12´104 ~30.75´104 kgC·hm-2之间, 平均为26.86´104 kgC·hm-2. 高寒草甸土壤有机碳的更新周期从表层的45~73 a随深度增加到数百年甚至数千年或更长. 高寒草甸生态系统土壤呼吸的CO2通量变化于103.24~254.93 gC·m-2·a-1之间, 平均为191.23 gC·m-2·a-1. 土壤有机质分解产生的CO2通量变化于73.3 ~181 gC·m-2·a-1之间. 矮嵩草草甸土壤30%以上的有机碳贮存在土壤表层(0~10 cm)的活动碳库中, 土壤有机质更新产生的CO2占整个剖面有机质更新产生的CO2通量的72.8%~81.23%. 响应于全球变暖, 青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的储量、流量、归宿变化等问题有待进一步研究. 相似文献
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运用MnO2纤维富集-228Ac b计数法测定了南沙海域两个测站3个时间点水柱的228Ra比活度, 得其值介于0.38至 3.60 Bq×m-3. 发现228Ra的分布能满足稳态条件. 采用一维稳态模型, 以228Ra-NO- 3法测得测站NS97-43, NS99-53(T1)和NS99-53(T2)的新生产力分别为4.4, 5.1和5.7 mmolC·m-2·d-1. 结合初级生产力的文献报道值, 计算得南沙海域的f比介于0.12~0.15. 相似文献
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内蒙古大井铜-锡-银-铅-锌矿床的流体混合作用——流体包裹体和稳定同位素证据 总被引：9，自引：0，他引：9
内蒙古大井铜-锡-银-铅-锌矿床的石英包裹体水的δ D值集中于-100‰～-130‰, 表明为大气降水来源. 硫化物的δ 34S值(-0.3‰～2.6‰)指示深部岩浆硫来源. 根据碳酸盐矿物的δ 13C值(-2.9‰～-7.0‰), 计算了成矿流体的CO2气体和全碳的δ 13C值, 分别介于-0.3‰～-9.4‰和-2.6‰～-11.7‰, 表明主要来源于岩浆. 定量模拟表明, 岩浆去气不是造成流体包裹体气体组分变异的原因; 流体包裹体的显微温度计也不指示相分离. 在包裹体气体组分H2O-CO2, 以及CO, N2, CH4和C2H6的二元协变图上, 样点表现正相关关系, 代表了富CO2岩浆流体与大气水来源的地下水的混合作用. 地下水从古生界沉积岩的有机质中吸收了CO, N2, CH4, C2H6和放射性成因Ar. 混合引起的冷却效应导致了矿石矿物的沉淀. 相似文献
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白令海盆pCO2分布特征及其对北极碳汇的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
利用中国首次北极科学考察期间所观测到的白令海及楚克奇海表层海水CO2分压(pCO2)的变化及其异常, 研究了白令海盆pCO2的分布特征及与周围水文环流的相关关系. 结果表明, 与具有高生产力的白令海陆架区不同, 在白令海盆观测区内, 叶绿素整体水平较低, 生物作用不是pCO2空间分布的主要调控因子, 而水文环流要素呈现出重要影响, 是典型的高营养盐低叶绿素(HNLC)海区. 研究表明, 白令陆坡流(Bering Slope Current; 后变性为阿纳德尔流, Anadyr Current)对白令海盆pCO2空间分布也产生了重要影响. 从HNLC的白令海盆流过来的白令海亚北极水, 将补充西北冰洋夏季几乎耗尽的表层营养盐, 有利于浮游植物的生长, 增强对大气CO2的吸收能力, 形成有机碳汇; 另一方面, 注入白令海的淡水来源的无机碳在白令海没有向深海输出, 多数会通过阿拉斯加沿岸流注入北冰洋, 形成一个重要的无机碳汇, 这两大碳汇都在北极对全球变化的响应中起着十分重要的反馈作用. 相似文献
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西藏泽当英云闪长岩的地球化学和Sr-Nd同位素特征: 特提斯洋内俯冲的新证据 总被引：3，自引：0，他引：3
对雅鲁藏布江缝合带泽当段岛弧火成岩组合中英云闪长岩的分析表明, 该岩石具有与典型埃达克岩相似的特征: 高SiO2(58%~63%), Al2O3(18.4%~22.4%), Sr(810×10-6~940×10-6), Sr/Y(77~106), 低HREE(Y=9×10-6~11×10-6, Yb＝1×10-6~1.3×10-6), 富集LREE, 并有微弱的Eu正异常. ISr(0.70421~0.70487)较低, 而143Nd/144Nd (0.512896~0.512929)和εNd(t)值(+6.7~+7.3)较高. 以上特征表明, 泽当英云闪长岩是由洋壳俯冲到一定深度后部分熔融而成, 熔融过程中可能卷入了少量大洋沉积物. 这套俯冲洋壳成因的埃达克岩的厘定, 指示中生代时特提斯洋开始发生洋内俯冲, 印证了前人所提出的洋内岛弧的存在. 相似文献
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讨论了铁离子浓度为10-2 ~ 10-5 mol/kg的Fe2(SO4)3和FeCl3酸性溶液中毒砂和As(Ⅲ)的稳定性. 实验研究显示: (1) 在所述实验条件下毒砂是不稳定的, 它的氧化程度随Fe3+浓度和反应温度升高及pH降低而增加; (2) 毒砂氧化时释放的砷以As(Ⅲ)的含水氧化物为主; (3) 在FeCl3 溶液中, 毒砂和As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的氧化速度比在Fe2 (SO4)3溶液中快; (4) As(Ⅲ)的稳定性随氧化剂浓度和反应温度的降低而增加, 随Cl-浓度的增加及光照而降低. 相似文献
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湘东北钠质煌斑岩地幔源区特征及成岩构造环境 总被引：7，自引：0，他引：7
在湘东北中生代陆内拉张带中发现了一组特殊的钠质煌斑岩. 在常量元素、微量元素和Sr, Nd同位素等与常见钾质煌斑岩具有明显差异. 岩石以富Na2O高TiO2和Nb, Ta, Nd, LREE弱富集及不出现负铕异常为特征. 微量元素和Sr, Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB) 地幔源区性质, 87Sr/86Sr初始比值平均为0.705332, 143Nd/144Nd初始比值平均为0.512650, ε Nd(t)为+3.5~+3.9, 构成特殊的钠质煌斑岩地幔源区, 其形成主要是来自软流圈含挥发分的流体/熔体交代岩石圈底部原始地幔. 测得钠质煌斑岩Rb-Sr等时线年龄为136.61 Ma, 代表湘东北燕山晚期由挤压到拉张的构造转换时期. 钠质煌斑岩形成于大陆内部软流圈地幔上涌的地幔热点式构造环境. 软流圈地幔上涌是导致钠质煌斑岩形成和制约湘东北燕山晚期陆内拉张的主要地球动力学因素. 相似文献
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中国气候（水热）连续变化区域现代土壤中类脂物分子分布特征及其气候意义 总被引：2，自引：0，他引：2
利用GC/MS对我国气候（水热）连续变化区域现代土壤样品进行了系统分析，检测出丰富的类脂物分子，包括正构烷烃、正烷基酮和长链的支链烷烃等。其中，正构烷烃高碳数（nC29、nC31、nC33）和低碳数(nC16、nC17、nC18)的主峰优势记录了土壤成土过程中湿热和干冷区域的相关信息；正构烷烃（nC16+nC17+nC18 ）/ （nC29+nC31+nC33） 比值与水热条件的变化相一致，有可能成为气候变化研究的新指标；代表低等菌藻类、水生生物与高等植物、陆生生物输入的正构烷烃nC21—/nC22+、 nC17/nC31和（nC15+nC17+nC19 ）/（ nC27+nC29+nC31）比值在不同的气候地带（森林、草原、荒漠区域）有很好的交替变化，也反应了我国季风区域与内陆区域气候的差异。正烷基-2-酮C21-/C22+的比值以秦岭为界记录了南北温度变化的差异性。而湿度变化对正烷基-2-酮分布特征影响不明显。正烷基-3-酮C21-/C22+的比值随气候变化（温度、湿度）有明显的规律性分布。长链的支链烷烃A-D系列的生物来源有可能是生存于弱氧化还原环境的喜水热的某种特殊真菌，其分布特征记录了气候变化的相关信息。现代土壤类脂物分子的分布特征很好地记录了水热连续变化区域的气候变化信息，是我国典型气候变化研究的重要载体。 相似文献
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陆良、保山气藏碳、氢同位素特征及纯生物乙烷发现 总被引：9，自引：1，他引：9
近10余年间云南陆良和保山两个盆地中分别发现了小型天然气藏. 过去基于地质背景、天然气组分和碳同位素组成研究, 基本厘定两个气藏为细菌成因气藏. 本次研究全面测定了两个盆地天然气碳、氢同位素组成, 从较深层次揭示了其成气作用的机制. 陆良盆地天然气δ13C1值 为-73.3‰ ~ -72.1‰, δ DCH4为-242‰ ~ -234‰, 显示其生物成气作用以CO2还原占主导地位. 证明在陆相淡水条件下, 存在CO2还原的生物成气过程. 保山盆地天然气δ13C1为-63.6‰ ~ -62.5‰, δ DCH4为-260‰ ~ -252‰, 为过渡相区生物气特征. 在陆良盆地一个重要发现, 是测得了纯生物成因乙烷的碳同位素组成, δ13C2值为-66.0‰ ~ -61.2‰. 这批数据在我国是首次发现, 与世界迄今两例δ13C2<-55‰的报道相比, 一个重要差异是后两例中均有表征热成因乙烷的混杂. 相似文献