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《地球科学进展》2017,(3)
北欧海是连接北冰洋和大西洋的纽带,在全球气候系统中具有特殊重要地位。北欧海通过格陵兰—苏格兰海脊溢流的高密度水,是北大西洋深层水的重要来源,在全球大洋输送带中具有关键性作用。通过评述国内外关于现代北欧海溢流的研究成果,介绍了北欧海3个主要溢流通道即法罗海台水道(FBC)、冰岛—法罗群岛海脊(IFR)、丹麦海峡(DS)上溢流水体性质、流量的基本特征和多尺度变化特征,剖析了各通道上溢流水体的来源及影响溢流变化的可能因素和物理过程,并着重阐述了法罗群岛—设德兰岛水道上溢流的强混合特征。基于这些认识,分析了北欧海总溢流的变化特征及各通道溢流之间的关系,给出北欧海溢流的整体结构。介绍了正压和斜压效应在溢流过程发挥的作用,将溢流各种尺度的变化与大气过程建立了联系。由于溢流过程非常复杂,与北欧海内部的对流和混合过程密切相关,很多问题尚不清楚,需要更多的观测与研究。 相似文献
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北欧海深层水的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
北欧海作为联系北大西洋和北冰洋的纽带,在全球气候系统中具有重要作用。受冷却等作用的影响,北欧海上层海水下沉形成中层水和深层水。该部分海水向南输运,以溢流的形式进入北大西洋深层,是在全球大洋输送带中具有关键性作用的北大西洋深层水的重要来源。通过综述国内外关于北欧海深层水的研究历史和研究现状,剖析了北欧海深层水形成的重要物理过程,分析了影响北欧海深层水的可能因素和物理过程、北欧海深层水的输运过程以及北欧海深层水近年来的变化趋势,为开展相关研究提供参考。 相似文献
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格陵兰海海冰外缘线变化特征分析 总被引：2，自引：0，他引：2
格陵兰海作为北冰洋的边缘海之一,容纳了北极输出的海冰,其海冰外缘线的变化既受北极海冰输出量的影响,也受局地海冰融化和冻结过程的影响。利用2003年1月到2011年6月AMSR-E卫星亮温数据反演的海冰密集度产品,对格陵兰海海冰外缘线的变化特征进行了分析。结果表明,格陵兰海海冰外缘线不仅存在一年的变化周期,还存在比较显著的半年变化周期,与海冰在春秋两季向岸收缩有关。格陵兰海冬季的海冰外缘线极大值呈逐年下降的趋势,体现了北极增暖导致的冬季海冰范围减小;而夏季海冰外缘线离岸距离的极小值呈上升趋势,表明夏季来自北冰洋的海冰输出量增大。2003—2004年是格陵兰海夏季海冰融化最严重的2年。2007年北冰洋夏季海冰覆盖范围达到历史最小;而格陵兰海夏季的最小海冰范围最大,表明2007年北冰洋海冰的输出量大于其他年份。此外,夏季格陵兰岛冰雪融化形成的地表径流对海冰外缘线有一定的影响。对海冰外缘线影响最大的不是格陵兰海的局地风场,而是弗拉姆海峡(Fram Strait)区域的经向风,它直接驱动了北冰洋海冰向格陵兰海的输运,进而对格陵兰海海冰外缘线的分布产生滞后的影响。 相似文献
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2010年7月参加第三届北京中学生北极科学考察活动,收集了北极沿岸地区的挪威斯瓦尔巴德群岛(Svalbard)、冰岛、格陵兰沿岸地区的海水、沿岸海水、海冰表面冰样、地表径流等水体样品,对样品进行了氢氧稳定同位素成分测定,分析了北极沿岸地区水体的水循环过程.结果表明,该地区不同水体中的稳定同位素具有不同特征.沿岸海水中δ... 相似文献
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北欧海的锋面分布特征及其季节变化 总被引：2，自引：0，他引：2
利用多年月平均格点数据分析了北欧海主要锋面的分布特征和季节变化规律,并讨论了月平均数据分析锋面适合使用的方法。月平均数据显示的锋面出现间断或多重的现象是锋面侧向摆动造成的,这是月平均数据的一大特点。北欧海各锋面主要水文和季节变化特征差异很大。东格陵兰极地锋在夏季锋面强度大,锋面较连续完整,而冬季强度小,锋面结构零散。9月由于东格陵兰寒流势力最强,可观察到温度梯度较大且连续的东格陵兰锋。北极锋的季节变化在水平方向呈＂哑铃型＂分布,中段摆动较南北两端小。由于挪威海流在冬季出现的最大流量引起挪威海流的流幅在该处加宽,莫恩海脊锋冬季向西北移动,对前人文章中基本上没有季节性移动的说法进行了修正和补充。冰岛—法罗群岛锋随深度增加向南移动,锋面强度增强,这是溢流造成的。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(6)
依托第3次、第4次、第5次北极科学考察在北极楚科奇海采集的表层沉积物样品,通过碱液连续提取法对生物硅含量进行分析,以探讨楚科奇海的生物硅分布及硅质泵过程。结果显示,楚科奇海表层沉积物中生物硅的含量为1.23%~10.60%。高值区位于楚科奇海陆坡处72°N附近和楚科奇海南部阿纳德尔流和西伯利亚沿岸流的交界处68°N附近,低值区位于楚科奇海东部阿拉斯加沿岸流影响区域,其生物硅含量小于3%。楚科奇海表层沉积物中生物硅的分布与上层水体的初级生产力的分布格局较一致,而影响上层水体浮游植物生产的两个重要因素分别为楚科奇海环流格局(尤其是太平洋入流水的影响)和海冰融化。生物硅和有机碳之间存在很好的正相关关系,表层沉积物中蛋白石/有机碳(Sibio/Corg)的比值为1.6~2.02,与北太平洋中该比例相当,表明上层海洋硅质泵过程对楚科奇海碳埋藏的贡献较大,使得楚科奇海成为全球海洋吸收大气CO2重要的汇之一。 相似文献
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2003年夏季中国第二次北极科学考察期间,在北冰洋楚科奇海陆架、楚科奇海台、陆坡流区、门捷列夫海岭和加拿大海盆等不同区域进行了200 m以浅海水和部分观察站沉积物表层叶绿素a浓度的现场观测。结果表明,观测水体叶绿素α浓度变化范围为0.002～39.008 μg/dm3。表层浓度分布范围为0.037～4.644 μg/dm3,平均值为0.612 μg/dm3;高叶绿素α浓度出现在水深20～30 m的次表层水。叶绿素α浓度分布具有明显的区域性特征,水柱平均浓度的次序为楚科奇海陆架区>陆坡流区>楚科奇海台区>加拿大海盆区>门捷列夫海岭区。表层沉积物叶绿素α浓度从未能检出～3.978 μg/g(湿重),平均浓度为0.954 μg/g(湿重),表现为沉积物表层的浓度高于下层,陆架和陆坡流区的浓度高于海岭区以及海台和海盆区的分布特征。 相似文献
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加拿大海盆双扩散阶梯结构分布与热通量研究 总被引：3，自引：0，他引：3
基于2008年中国第三次北极科学考察的CTD数据,研究了北冰洋加拿大海盆的双扩散现象.双扩散对流导致的阶梯状均匀混合在加拿大海盆广泛存在,在加拿大中央海盆及门捷列夫海脊观测到了明显的双扩散阶梯.阶梯结构在深度分布上有显著的空间差异,在100～500 m深度范围内都可能存在双扩散阶梯,稳定的阶梯结构位于温跃层所在深度,阶... 相似文献
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地热系统内部地质要素特征分析是建立其成因模式的基础,也是后期研究地热资源赋存特征和资源量评价的依据。结合前人研究成果和区内地热钻井资料,通过对冀中坳陷束鹿凹陷地热系统“源、储、通、盖”主要地质要素分析,建立了其概念模型,并开展了地热资源量评价。束鹿凹陷为一新生代发育在渤海湾盆地冀中坳陷内的典型的箕状凹陷,接受可能来自于其下深部地壳结构约20 km处低阻体的热源供给。新近系馆陶组砂岩热储和奥陶系碳酸盐岩热储分别构成了两套独立的地热系统。其中,馆陶组砂岩热储全区稳定分布,底板埋深介于1100~2000 m,储层厚度约为200~320 m,孔隙度约在15%~35%之间,渗透率最高可达1200 mD,热储底板温度在57~78℃;奥陶系碳酸盐岩热储受箕状凹陷边界断裂的控制呈单斜状倾伏,埋深1800~6000 m,储层厚度100~550 m,孔隙度2%~18%,渗透率0.5~50 mD,地热水井口温度在75~92℃。两套地热系统由西边太行山的大气降水沿着地层不整合面和断裂运移通道进行补给,通过深部热传导和局部热对流增温后,在储层中富集形成地热水。上覆松散的第四系沉积和明化镇组河流相碎屑岩沉积厚300~1400 m,热导率0.9~1.8 W/(m·K),构成了良好的区域盖层。束鹿凹陷地热资源量评价结果表明,馆陶组砂岩地热系统含244.430×108 GJ,奥陶系岩溶地热系统
含203.752×108 GJ,总量合计448.182×108 GJ,折合标煤15.296×108 t。年开采地热资源量满足的供暖面积可达1.106×108 m2,开发潜力巨大。 相似文献
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黑潮与毗邻陆架海域的碳交换 总被引：2，自引：0，他引：2
作为沟通陆架边缘海与开放大洋的北太平洋西边界流,黑潮对毗邻中国陆架海域碳循环有着不可忽视的影响。分析总结了黑潮与毗邻陆架海域海水中溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、溶解无机碳(DIC)和颗粒无机碳(PIC)分布与交换的现有研究成果。分析表明,黑潮通过表层水涡旋、入侵以及次表层以下水体上涌等形式携碳进入毗邻陆架海域。在黑潮与毗邻陆架海域,DOC和POC的分布受生物活动、水团混合以及沉积物—水界面相互作用的共同影响,表层与陆架水中含量较高,DIC受海水碳酸盐体系平衡影响,表层含量低于底层,在陆架海域与上升流区有高值,PIC含量较低。在台湾东北海域,DOC,POC和DIC由东海陆架海域向黑潮有净输出,输出量分别为2 431×109,1 051×109和21 733×109mol C/a,PIC通过陆架源悬浮颗粒物向黑潮主流输送,通量为1 852×109mol C/a。DOC,POC和PIC由南海经吕宋海峡向黑潮有净输出,输出量分别为2 652×109,1 009×109和230×109mol C/a,但DIC由黑潮向南海有净输出,通量为13 005×109mol C/a。台湾海峡碳循环受黑潮输运的影响,但影响机制及过程至今并不清楚。因此,黑潮与毗邻陆架海域的碳交换过程研究还有若干重大科学问题亟待解决,尚需深入系统的研究。 相似文献
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通过野外地质调查及室内综合研究,分析了关中盆地浅层地热能的开发利用情况、赋存特征和形成模式,并对资源量进行了估算,总结了盆地不同地貌单元、不同岩性的岩土体热物性参数特征,计算了区域恒温带深度和浅层大地热流值。关中盆地地热能的形成模式主要为热传导型和热对流型: 热传导型地热资源主要分布于西安凹陷、固市凹陷等完整地质块体内; 热对流型地热资源主要分布于深大断裂直接沟通地表的区域以及断裂带周边区域。采用层次分析法对关中盆地浅层地热能进行适宜性分区,认为关中盆地整体属于地埋管地源热泵系统适宜区或较适宜区,地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区主要分布在盆地中部漫滩区和阶地区。利用热储法,计算关中盆地浅层地热能热容量为1.38×1016 kJ/℃,浅层地热能储量巨大,开发利用前景优良。 相似文献
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青藏高原唐古拉哈日钦冰芯表层和深层可培养细菌特征 总被引：1，自引：1，他引：0
对唐古拉哈日钦冰芯表层0.04~3.04 m及深层127.44~130.36 m中可培养细菌进行了对比研究。发现表层和深层可培养细菌数没有表现出显著差异性,表层冰芯中可培养细菌数为0~9.8×103 CFU·mL-1,略高于深层冰芯的0~8.4×103 CFU·mL-1。表层冰芯中微生物总数为103~106 cells·mL-1,深层冰芯中微生物总数为102~103 cells·mL-1。冰芯中可培养细菌属于Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）和Deinococcus-Thermus（异常球菌门） 5大类。但表层和深层可培养细菌属于不同的优势门,表层为Proteobacteria（38%）,深层为Firmicutes（42%）。表层和深层优势属均为Bacillus（芽孢杆菌属）,占比分别为18%和29%。已有研究表明哈日钦冰芯98.8 m达到了公元1000年的历史记录,因此对比千年尺度上可培养细菌数量及多样性的差异,能够为进一步发掘新基因,丰富微生物多样性,为了解可培养细菌的进化历史奠定基础。 相似文献
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干旱区内陆河流域的生态安全与生态需水量研究——兼谈塔里木河生态需水量问题 总被引：14，自引：0，他引：14
结合对干旱区生态安全和生态需水量关键科学问题的探讨,提出干旱内陆河流域生态脆弱区的生态安全分析是以水过程研究为核心的,水文过程控制着生态过程,对流域生态系统的稳定性有着直接影响,而水资源开发利用和水循环对生态系统功能有重要影响,天然植物恢复和生长的合理地下水位的研究是确立生态需水量的基础.并实证分析和计算了维系塔里木河生态安全的生态需水量,塔里木河干流现状生态需水量为31.74×108 m3,其中,上、中、下游分别为9.95×108 m3、18.47×108 m3和3.32×108 m3. 相似文献
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北冰洋西部晚第四纪浮游有孔虫氧碳同位素记录的海冰形成速率 总被引：2，自引：0，他引：2
北冰洋西部晚第四纪浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)壳体的δ18O和δ13C与浮游有孔虫丰度和筏冰碎屑含量的综合研究表明,MIS 7晚期以来,Nps的δ18O和δ13C值出现7次明显的偏轻,可能与海冰形成速率的提高造成轻同位素卤水的生产和下沉相关.偏轻的Nps δ18O和δ13C值对应于极低的浮游有孔虫丰度和筏冰碎屑含量,因此这些轻值与温暖的大西洋水和淡水的输入无关,应当指示进入北冰洋的大西洋水减弱和楚科奇海陆架水的大量减少.相反,Nps δ18O的重值则反映输入北冰洋的淡水和太平洋水的减少;Nps δ13C的重值指示来自陆架流通性更好的表层和盐跃层水向北冰洋的输送. 相似文献
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CHRISTIAN MILLO MICHAEL SARNTHEIN ANTJE VOELKER HELMUT ERLENKEUSER 《Boreas: An International Journal of Quaternary Research》2006,35(1):50-60
The Denmark Strait Overflow (DSO) today compensates for the northward flowing Norwegian and Irminger branches of the North Atlantic Current that drive the Nordic heat pump. During the Last Glacial Maximum (LGM), ice sheets constricted the Denmark Strait aperture in addition to ice eustatic/isostatic effects which reduced its depth (today ∼630 m) by ∼130 m. These factors, combined with a reduced north-south density gradient of the water-masses, are expected to have restricted or even reversed the LGM DSO intensity. To better constrain these boundary conditions, we present a first reconstruction of the glacial DSO, using four new and four published epibenthic and planktic stable-isotope records from sites to the north and south of the Denmark Strait. The spatial and temporal distribution of epibenthic δ18O and δ13C maxima reveals a north-south density gradient at intermediate water depths from σ0 ∼28.7 to 28.4/28.1 and suggests that dense and highly ventilated water was convected in the Nordic Seas during the LGM. However, extremely high epibenthic δ13C values on top of the Mid-Atlantic Ridge document a further convection cell of Glacial North Atlantic Intermediate Water to the south of Iceland, which, however, was marked by much lower density (σ0 ∼28.1). The north-south gradient of water density possibly implied that the glacial DSO was directed to the south like today and fed Glacial North Atlantic Deep Water that has underthrusted the Glacial North Atlantic Intermediate Water in the Irminger Basin. 相似文献
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M. Schmidt R. Botz E. Faber M. Schmitt J. Poggenburg D. Garbe-Sch nberg P. Stoffers 《Chemical Geology》2003,200(3-4):359-375
A decrease in temperature (ΔT up to 45.5 °C) and chloride concentration (ΔCl up to 4.65 mol/l) characterises the brine–seawater boundary in the Atlantis-II, Discovery, and Kebrit Deeps of the Red Sea, where redox conditions change from anoxic to oxic over a boundary layer several meters thick. High-resolution (100 cm) profiles of the methane concentration, stable carbon isotope ratio of methane, and redox-sensitive tracers (O2, Mn4+/Mn2+, Fe3+/Fe2+, and SO42−) were measured across the brine–seawater boundary layer to investigate methane fluxes and secondary methane oxidation processes.
Substantial amounts of thermogenic hydrocarbons are found in the deep brines (mostly methane, with a maximum concentration up to 4.8×105 nmol/l), and steep methane concentration gradients mainly controlled by diffusive flow characterize the brine–seawater boundary (maximum of 2×105 nmol/l/m in Kebrit Deep). However, locally the actual methane concentration profiles deviate from theoretical diffusion-controlled concentration profiles and extremely positive δ13C–CH4 values can be found (up to +49‰ PDB in the Discovery Deep). Both, the actual CH4 concentration profiles and the carbon-13 enrichment in the residual CH4 of the Atlantis-II and Discovery Deeps indicate consumption (oxidation) of 12C-rich CH4 under suboxic conditions (probably utilizing readily available—up to 2000 μmol/l—Mn(IV)-oxihydroxides as electron acceptor). Thus, a combined diffusion–oxidation model was used to calculate methane fluxes of 0.3–393 kg/year across the brine–seawater boundary layer. Assuming steady-state conditions, this slow loss of methane from the brines into the Red Sea bottom water reflects a low thermogenic hydrocarbon input into the deep brines. 相似文献
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As a connection region between North Atlantic and Arctic Oceans, the Nordic Sea plays a critical role in global climate system. In the Nordic Seas, surface water converts into intermediate water and deep water after cooling and other effects. These waters transport southward, and enter into North Atlantic as a form of overflow, therefore, they are the main source of the North Atlantic Deep Water(NADW), which play a key role in global ocean conveyor. The causes and processes of the deep water formation in the Nordic Seas are still uncertain. Based on a review of current and historical research results of the deep water in the Nordic Seas, the most important process for deep water formation convection is addressed. Factors and physical processes that may have impact on deep water formation are summarized. The transport of deep water in the Nordic Seas is summed up. Multi year variation of the deep water is described with the aim of giving some instructions and research directions to the readers. 相似文献
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黑河流域地下水同位素年龄及可更新能力研究 总被引：3，自引：1，他引：2
通过对黑河流域地下水的放射性同位素如氚(T)和14C的测定, 对该流域浅层和深层地下水的年龄以及其更新速率进行了估算. 结果表明: 整体上看, 从黑河流域的上游、中游至下游, 浅层和深层地下水年龄逐渐增加, 地下水更新速率也逐渐增大. 其中, 黑河上游浅层和深层地下水平均更新速率分别为1.96%·a-1和1.76%·a-1, 可更新能力最强; 中游浅层和深层地下水平均更新速率为1.25%·a-1和0.68%·a-1, 可更新能力次之; 下游浅层和深层地下水平均更新速率分别为0.74%·a-1和0.18%·a-1, 可更新能力最差. 黑河流域不同地带地下水由于循环条件的不同, 浅层和深层地下水年龄存在较大的差异. 其中, 中游山前平原补给条件较好, 浅层和深层地下水年龄较小; 中、下游远离河道地区浅层和深层地下水补给条件差, 显示了更老的年龄. 黑河流域埋深40 m以上的浅层地下水平均更新速率(1.13%·a-1)高于埋深40~100 m之间的中层地下水(0.65%·a-1)以及埋深100 m以下深层地下水(0.55%·a-1). 因此, 在黑河流域地下水开发过程中要合理开发浅层地下水, 适当缩减开发深层地下水. 相似文献