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Guanghui YUAN Shuqi WU Yingchang CAO Zihao JIN Keyu LIU Yanzhong WANG 《中国科学:地球科学(英文版)》2023,(7):1622-1646
Various types of geofluids exist in deep and ultra-deep layers in petroliferous basins.The geofluids are much more active under high-temperature and high-pressure (HTHP) conditions,but their properties are unclear.We simulated the mixing of different fluids in CH4/C3H8/C6H14/C8H18-water systems and C6H14/C8H18-CO2-H2O systems at temperatures of 25℃ to 425... 相似文献
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CO2浓度升高对稻田生态系统碳(C)氮(N)循环具有重要作用,阐明CO2浓度升高对稻田CH4和N2O排放的影响是农业生产应对全球气候变化的重要组成部分.文章采用Meta分析的方法,讨论了不同CO2浓度升高状况和田间管理措施条件下CO2浓度升高对稻田CH4和N2O排放的影响,结果可为未来气候条件下稻田温室气体减排提供参考.结果表明:整体平均而言,CO2浓度升高显著增加稻田CH4排放(增幅为23%,P<0.05),同时显著降低稻田N2O排放(降幅为22%,P<0.05).CO2浓度升高对稻田CH4和N2O排放的影响程度与CO2熏气年限和CO2浓度梯度有关.CO2熏气年限≥10a时,CO2浓度升高同时显著降低稻田CH4和N2O排放,降幅分别为27%和53%(P<0.05);随CO2浓度梯度上升,CO2浓度升高对稻田CH4排放的促进作用呈现先减弱后增强的趋势,而对稻田N2O排放的影响则由促进作用变为抑制作用.不同N肥施用量、秸秆还田、水分管理和水稻品种等田间管理措施不同程度地影响稻田CH4和N2O排放对CO2浓度升高的响应.无秸秆和半量秸秆还田时,CO2浓度升高显著促进稻田CH4排放(增幅分别为27%和49%,P<0.05),而全量秸秆还田时,CO2浓度升高对稻田CH4排放无显著影响(P>0.05);随秸秆还田量的增加,CO2浓度升高对稻田N2O排放的抑制作用不断增强.对比持续淹水,间歇灌溉条件下CO2浓度升高减弱了对稻田CH4排放的促进作用,却增强了对稻田N2O排放的抑制作用.未来CO2浓度升高条件下,建议推广全量秸秆还田和间歇灌溉相结合的稻田管理措施,并辅以优化N肥管理和选育"高产低排"水稻品种等方法,达到最优的"增产减排"效果.此外,有必要进行多尺度、多要素和多方法的综合研究,以期有效降低稻田CH4和N2O排放对CO2浓度升高响应的不确定性. 相似文献
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含油气盆地深层-超深层地质流体类型多样,并在更加高温-高压条件下表现出更强的活跃性和未知性.本文以25～425℃、5～105MPa条件下的CH4/C3H8/C6H14/C8H18-水和C6H14/C8H18-CO2-水体系为例,利用原位可视化微米石英管模拟系统和分子动力学数值模拟平台,开展了低温低压到高温高压全过程条件下有机-无机流体混溶过程微观可视化热模式研究,系统探讨了各体系流体在温度压力增加过程中的混溶过程、规律和微观混溶机理.结果表明,不同烷烃-水和烷烃-CO2-水体系的混溶不是瞬间完成的,实验过程中不同物质间的混溶程度整体上均随温压升高而逐渐增强,根据物理模拟实验可分为明显开始混溶、分段动态混溶和基本完全混溶3大阶段,结合物理热模拟和分子动力学数值模拟,又可将烷烃-水和烷烃-CO2 相似文献
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本文使用Athens站2001—2005年间电离层GPS/TEC和foF2数据,分析了TEC、NmF2和电离层板厚τ日变化、季节变化特征以及与太阳活动的统计关系,得到以下结论:电离层TEC和NmF2具有相似的日变化特征,最大值出现在14∶00LT;TEC在2001和2002年白天出现"冬季异常"现象,NmF2在2001—2005年白天均出现该现象;电离层板厚τ主要分布在200~600 km,存在黎明峰和日落峰双峰结构,黎明峰一般出现在5∶00—6∶00LT,日落峰结构一般从日落后开始出现,在午夜前达到极大值;14∶00LT和2∶00LT时刻TEC、NmF2同太阳活动的关系呈现"线性"、"饱和"以及"放大"趋势,而τ则出现正、负及不明显的线性关系;最后,我们分析认为黎明峰归因于电离层TEC增加以及NmF2的减少,而日落峰主要是由TEC减少速度低于NmF2造成的. 相似文献
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为揭示岩溶湿地表层水体二氧化碳分压(pCO2)的时空分布规律及其扩散通量,以我国最大的岩溶湿地贵州威宁草海为研究对象,分别于2019年7月(丰水期)和12月(枯水期)通过网格布点法,系统采集草海表层湿地水体,测定水样理化指标和离子组成,利用PHREEQCI软件计算水体pCO2,并基于Cole提出的气体扩散模型估算水-气界面二氧化碳(CO2)的扩散通量.结果表明:草海湿地表层水体丰水期pCO2的变化范围为0.44~645.65μatm,平均值为(55.94±124.73)μatm;枯水期变化范围为35.48~707.95μatm,平均值为(310.46±173.54)μatm;丰水期水体整体pCO2低于枯水期,空间上两期水体均呈现东部区域及河流入湖口处pCO2较高,而中西部区域pCO2欠饱和的特征.水-气界面CO2的扩散通量在丰水期变化范围为-43.27~27.16 mmol/(m2·d),平均值(-34.49±12.93)mmol/(m2·d),枯水期变化范围为-33.36~28.15 mmol/(m2·d),平均值(-8.02±15.85)mmol/(m2·d),与其他岩溶湖库相比,水生植物丰富的草海在两个极端水文期CO2扩散通量相对较低,总体表现为大气CO2的汇. 相似文献
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1.27μm波段的氧分子近红外气辉是火星大气最重要的气辉辐射之一,该气辉高光谱分辨辐射传输模型的建立对于研制火星探测载荷,反演火星大气的风场温度场与臭氧浓度,以及研究火星空间物理,有重要的科学价值与工程意义.在研究火星大气O2(a1Δg)气辉光化学反应模型的基础上,提出了O2(a1Δg)气辉体辐射率的计算方法,并建立了火星大气气辉辐射传输理论;通过与用于研究火星大气特征的光谱学探测仪(Spectroscopy Spectrograph for the Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars, SPICAM)的实测数据进行对比,验证了所建立的火星O2(a1Δg)气辉高光谱分辨辐射传输模型的准确性;针对火星与地球大气的O2(a1Δg)气辉,在体辐射率、自... 相似文献
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利用阿德莱德（35°S,138°E）和武汉（30.6°N,114.5°E）的流星雷达观测数据首次给出了80~100 km高度上周期为12.66太阳时的大气太阴半日潮汐（N2潮）的季节、高度、年度变化及其与周期为12.42太阳时的大气太阴半日潮汐（M2潮）的对比分析.分析结果表明：武汉和阿德莱德的N2潮和M2潮均有明显的季节、高度和年度变化.N2潮与M2潮的幅度比值大于其引力势之比0.191,在某些年份的不同季节和高度上,N2潮的幅度甚至大于M2潮的幅度.大多幅度之比接近或超过N2潮和M2潮引力势之比的2倍.中低热层的大气太阴N2潮汐值得关注. 相似文献
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基于2018年12月4日至2020年8月15日“霍山窗”地区全时段的断裂带土壤气H2的观测资料，根据测量值的分布范围对资料的可靠性进行了评价，对其气象影响因素也做了分析。结合“霍山窗”地区的小震集中活动，分析了断裂带H2异常与小震活动性的关系。结果表明：土地岭—落儿岭断裂带H2浓度前兆异常幅度较大，对观测点所在断裂上的地震活动反应灵敏，映震效果较好。研究区变质岩含有丰富的H2气源，应力积累加速了断裂带内H2的释放，张性断裂为H2的运移提供了良好的通道。 相似文献
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为研究汤东断裂带土壤气体地球化学特征及其所反映的构造地球化学背景, 采用野外监测的方法分析了张河村与邢李庄村两条测线的土壤H2、 Rn分布特征。 结果表明, 张河村H2浓度、 Rn活度浓度的分布范围分别为0.24×10-6～174.7×10-6、 13.3～69.8 kBq·m-3, 背景值分别为14.26×10-6, 24.8 kBq·m-3。 邢李庄测线H2浓度、 Rn活度浓度的分布范围11.8×10-6～67.06×10-6、 43.6～72.6 kBq·m-3, 背景值分别为37.13×10-6、 72.6 kBq·m-3。 张河村测线在90～105 m处, H2、 Rn出现强烈高值异常, 而120～150 m处出现高值异常。 异常值位于断裂带附近, H2、 Rn气体测值对断裂位置具有良好的指示作用。 气体异常主要受汤东活动断裂构造控制, 汤东断裂下方的深大断裂和汤阴地堑中下地壳的低速体对深部气体释放有重要作用。 相似文献
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长期以来,中元古界待建系下马岭组和“新元古界”龙山组之间是否存在3亿多年的“大型不整合”,一直有较大争议.本文应用地层学、沉积学、碎屑锆石定年,以及锂同位素、常量与微量元素等对二者之间关系进行了系统分析.结果表明,下马岭组-龙山组,由不同级别、厚度不等、由粗到细的砂泥岩正旋回组成,由下至上发育局限台地(潟湖)-浅海陆棚-潮坪-滨岸-潮滩沉积序列,特别是龙山组底部含砾砂岩不具有大地构造意义底砾岩属性.龙山组和上覆景儿峪组砂岩最年轻碎屑锆石年龄均老于16亿年,未发现来自下马岭组1.32～1.2Ga大火山岩省(锆石)物源.从下马岭组顶部到龙山组下部,δ7Li呈逐渐上升趋势,Li含量则渐次降低,化学蚀变指数减小;同时K2O/Al2O3和Fe O/Fe2O3降低,Na2O/Al2O3升高,Li/Al、V/Cr和V(V+Ni)等小幅增或减.二者界面处Ce/Ce*呈正异常,Eu/Eu*呈负异常,Rb/Sr... 相似文献
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为全面探索河流溶解性有机碳(DOC)与二氧化碳(CO2)动态及驱动因素的相关关系,以我国三峡库区河流——澎溪河为对象,于雨季和旱季采集表层水体水样,分别通过原位和室内测定,明确水文参数(水温、pH、碱度和流速)、DOC浓度和营养元素(总氮(TN)和总磷(TP))浓度,并计算水体CO2分压(pCO2)、水—气界面CO2交换通量和营养元素化学计量比(DOC:TN、DOC:TP和TN:TP)。以河流CO2、DOC和营养状态动态变化为基础,通过对DOC、TN、TP、营养元素化学计量比和荧光峰(B、T、A、M、C、D和N)与河流pCO2的多维分析建立及评估潜在的耦合关系,从而揭示特定区域河流CO2的来源与驱动因素特征。结果显示,澎溪河水—气界面CO2交换速率在3.75～22.9 m/d范围内,雨季((9.91±4.93)m/d)>旱季((6.69±4.30) m/(d),pCO2在65.95～2... 相似文献
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本研究提出一种基于l1-l2范数的稀疏约束类时频分析方法,以提高信号时频分析的精度.稀疏约束类时频分析方法通过窗口类时频分析的逆变换构造反演方程,使用稀疏范数约束每个时间点的频谱,从而提高时频谱的分辨率;常用约束包括l1范数、lp范数等,近几年l1-l2范数被证明稀疏约束能力强于lp范数,被广泛的应用于地震数据处理高分辨率、反演等问题中.本文基于压缩感知理论,使用l1-l2范数约束频谱,基于交替方向乘子法(ADMM)进行反问题的求解,得到基于l1-l2范数的高分辨率时频分析方法,并将其应用于地震频散属性的计算中.模型分析表明,本研究提出的基于l1-l2约束时频分析具有高时频聚焦性,高抗噪性,适用于地震信号的时频分析.实际数据表明,基于l1-l2范数的时频分析具备... 相似文献
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利用现有大气本底站的大气CO2浓度观测信息,综合考虑不同经济区划与土地覆盖类型对应的CO2浓度差异及其季节变化规律,构建模式区域内以月为单位的网格化大气CO2浓度非均匀动态分布数据模型.由此数据模型驱动RegCM4-CLM3.5区域气候模式运行,对东亚区2000年3月—2009年2月之间的气候变化特征进行了模拟,进而对大气CO2浓度非均匀动态分布可能引起的区域气候效应进行了初步研究.结果表明:目前气候模式中CO2浓度的常态均匀分布假设可能将温室效应夸大了10%左右.对大气CO2浓度非均匀动态分布影响气温变化的可能机制进行研究表明:CO2的自身效应(改变大气透射率)并不是导致Exp2试验温度降低的主要原因.大气CO2浓度的变化影响了大气与植物胞间CO2分压差,陆地植被通过改变气孔阻力适应这种变化,气孔阻力的变化直接影响到植物与大气间水分的交换,这种作用一方面通过蒸发冷却改变环境温度,另一方面,蒸发水分改变了近地面层湿度,进而水汽扩散到空中影响低云的分布.冬季,植物处于非生长季,对大气CO2浓度变化响应微弱,湿度和低云变化不明显;夏季,植物生长旺盛,由CO2生理学强迫激发的云反馈效应强烈,其效果是使中低云趋于增加,进而减弱了到达对流层低层的太阳短波辐射,造成温室效应减弱. 相似文献
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本文利用南极中山站(ZHS),以及北极与其地理共轭的Tromso站(TRO)、地磁共轭的Longyearbyen站(LYB)各自约一个太阳活动周的观测数据,对比分析了极区电离层F2层峰值电子浓度(NmF2)对太阳活动的依赖性.结果表明,三个台站NmF2月中值随修正太阳10.7 cm通量指数F10.7P(简称P)增大在总体上呈线性增长,这说明在这三个台站,太阳辐射仍是其F2层主要电离源.其中TRO站NmF2与P线性关系最好,ZHS站的次之,LYB站的最差.在日变化中,TRO站NmF2对太阳活动响应最为敏感的时刻出现在地方时中午附近,LYB站出现在磁中午,ZHS站则出现在地方时中午和磁地方时中午之间.这主要是由地理/地磁纬度差异引起的不同强度的光致电离与极区等离子体对流共同作用的结果.在年变化中,TRO站NmF2随太阳活动变化上升最快的季节出现在冬季,夏季上升最慢.在ZHS站与LYB站,NmF2对太阳活动变化的响应都在两分季最为敏感.这种季节上的差异则是由于三个台站光致电离与中性大气成分R[O/N2]的不同所致. 相似文献
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由于具有高效的CO2-浓缩机制,蓝藻在低CO2浓度条件下具有竞争优势。然而,随着大气中CO2浓度急剧增加,蓝藻CO2-浓缩机制如何响应的研究较少。因此,本文以常见水华蓝藻——微囊藻为研究对象,通过对滇池微囊藻水华动态及不同CO2-浓缩机制基因型进行监测,探讨蓝藻CO2-浓缩机制基因的微进化特征及其动态变化。同时,设置高(0.08%)、中(0.04%)、低(0.02%)CO2浓度(V/V)进一步揭示微囊藻不同CO2-浓缩机制基因微进化对CO2的竞争效应。结果表明:滇池无机碳浓度在4个采样点存在空间差异性,均呈现先降低后升高的趋势,并以HCO3-为主要无机碳存在形式。调查期间,东大河、观音山、洛龙河和生态所4个采样点的微囊藻均以sbtA基因型占绝对优势,相对丰度远高于bicA基因型。在不同水华时期,bicA基因型和sbtA基因型呈现相反的变化趋势,即从... 相似文献
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陇县—宝鸡断裂带位于青藏块体东北缘,属于鄂尔多斯块体西南缘弧形断裂束的最南段。为对比分析该断裂带的分段活动性强弱特征,利用断裂带逸出气CO2的地球化学特征进行反演。布设6条跨断层土壤气CO2测线,进行2期测量,共计获取150个土壤气CO2组分浓度,计算了气体的相对活动强度;收集了60件CO2气体样品,测试了其碳同位素组成。结果表明：岐山—马召断裂的气体活动强度（1.56～2.70）比固关—虢镇断裂的气体活动强度（1.73～1.75）大,且岐山—马召断裂上的CO2碳同位素组成比固关—虢镇断裂上的CO2更靠近深部物质端元。位于南段的岐山—马召断裂的地下构造连通性较好,断裂闭锁程度较低,而位于北段的固关—虢镇断裂气体活动性较弱,闭锁程度较高,未来发生地震的危险性较高。 相似文献
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利用北半球40°N～50°N纬度带上HALOE实验测量的O3和H2O廓线资料,根据示踪成分O3和H2O空间分布的化学寿命以及输运特征时间常数等性质,在等熵坐标中构建了对流层顶附近及最低平流层300～390 K等熵面间,O3/H2O混合关系的结构形态和季节特征.结果表明: (1) 在对流层顶转换层的320～380 K等熵面间O3混合比廓线的斜率具有空间转折"突变",而H2O混合比廓线的斜率则出现空间渐变转折.在对流层顶附近O3和H2O的源分别是平流层与对流层,使O3混合比和H2O混合比在320～380 K等熵面的两侧显现出截然不同的垂直分布梯度.(2) 在对流层顶附近O3/H2O达到最小二乘意义上的最佳拟合时,两者参考关系的对流层支与平流层支呈现出非规则"L"结构形态的季节与季节内变化,其中对流层支的斜率为负,而平流层支的斜率可随季节出现正负变化.同时,由"L"形态的转角处可确定随季节变化的化学对流层顶(chemopause)特征.(3) 由O3/H2O混合关系反映出对流层不同区域空气携带的物质成分分别与平流层空气混合而形成混合层,而且可使混合层的混合线不恒定.混合层的表现在2003年、2005年1月和2003年4月的混合程度相当,混合的等熵厚度大约是30 K,即在320～350 K等熵面间.2005年11月的混合高度有所增高,进入平流层的H2O混合比要比2003年和2005年1月的小,混合的等熵厚度大约为30 K,在330～360 K等熵面间.不同季节混合的等熵厚度变化较小,但高度可随季节而变化.O3/H2O混合关系的平流层支随季节的变化很明显,1月最低平流层空气脱水是引起平流层支季节变化的重要原因. 相似文献
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Haiyang YU Tianyu WANG Qiong HUANG Kaifu SONG Guangbin ZHANG Jing MA Hua XU 《中国科学:地球科学(英文版)》2022,65(1):96-106
The inevitable rise of atmospheric CO2 concentration plays an important role in regulating the carbon(C)and nitrogen(N)cycling in the rice-cropping system.Elucidating the effects of elevated CO2 concentration(ECO2)on CH4 and N2O emissions from paddy fields is essential for evaluating agricultural production in response to global climate change.In this study,we conducted a global meta-analysis to assess the overall effect of ECO2 on CH4 and N2O emissions from paddy fields,aiming at providing a guideline for sustainable C and N management in paddy fields under future climate conditions.The results showed that,overall,ECO2 significantly increased CH4 emissions from rice fields by 23%(P<0.05),but reduced N2O emissions by 22%(P<0.05).With a long duration(>10 yr)of ECO2 ,ECO2 significantly reduced CH4 and N2O emissions from paddy fields by 27%and 53%,respectively(P<0.05).Along with the increasing levels of ECO2 ,the stimulating effect of ECO2 on CH4 emissions showed a trend of"weakening firstly and then strengthening",while its effect on N2O emissions changed from stimulation to inhibition.Agronomy managements(e.g.,N application rates,straw incorporations,water regimes,and rice cultivars)affected the effects of ECO2 on CH4 and N2O emissions from paddy fields.With no or half amount of straw incorporation,ECO2 increased CH4 emissions by 27% or 49%(P<0.05)from paddy fields,respectively,while non-significant effects on CH4 emissions from paddy fields were observed under full straw incorporation.With the increasing amount of straw incorporation,the reductions in N2O emissions from paddy fields were enhanced by ECO2.Compared with a continuous flooding regime,intermittent irrigation weakened the promoted effect on CH4 emissions but stimulated the inhibited effect on N2O emissions from paddy fields under ECO2.Therefore,under the future condition of ECO2,it is recommended to adopt the appropriate agricultural management measures,such as combining straw incorporation and intermittent irrigation,and optimizing N application and using rice cultivars of high-yield with lower emissions.In addition,it is necessary to conduct comprehensive studies at multiscale,with multi-factor,and by multi-method to effectively reduce the uncertainty of quantifying the response of CH4 and N2O emissions from paddy fields to future ECO2 . 相似文献