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海表二氧化碳分压(pCO2)是指海洋表层水和大气之间的二氧化碳(CO2)交换处于动态平衡时CO2的含量, 是描述海-气CO2交换的一个主要因子。本文利用2008—2014年覆盖南海大部分海域的海表pCO2观测资料, 结合现场海表温度和海表盐度以及卫星观测的叶绿素a数据, 构建了基于多元线性回归方法的分区域反演模型。模型在水深浅于30m的区域均方根误差为5.3μatm, 其余海区均方根误差为10.8μatm, 与前人基于个别航次的有限区域反演结果的均方根误差相当。利用该模型公式和HYbrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)再分析海表温、盐数据及MODIS-Aqua卫星观测的叶绿素a数据进行反演, 得到了时空分辨率为5'×5'的2004—2016年的逐月南海海表pCO2数据。该数据能较好地反映南海海表pCO2在海表温度影响下, 春夏高、秋冬低的季节变化特征, 与前人基于航次观测的研究结果相似, 表明反演模型具有较高的可信度。进一步分析发现, 南海及邻近海域平均海表pCO2具有显著的准十年振荡特征: 2012年附近出现了极小值, 之前表现为降低的趋势, 之后略有升高的趋势。受海表pCO2的影响, 南海海盆平均海-气CO2通量在2012年之前出现了显著降低的趋势, 表明南海释放到大气中的CO2减少, 并在2007年之后的冬季出现了负值(从碳源变为碳汇), 2012年之后变化较为平缓。热带太平洋年代际振荡引起的南海区域海表盐度变化是造成海表pCO2及海-气CO2通量准十年变化的主要原因。分区分析的结果表明, 南海北部海表pCO2变化最为显著, 在南海海表pCO2的季节和准十年变化中都起到非常重要的作用。 相似文献
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周日观测对掌握近海碳酸盐体系变化和海-气CO2交换过程是必要的,有助于降低碳源汇评估的不确定性。针对北部湾东北部的英罗湾-安铺港海域,于2018年4月和8月利用24 h定点逐时采样观测了该区域表层海水碳酸盐体系及相关要素,分析了春、夏季的表层海水CO2分压(p CO2)24 h逐时变化规律及其调控因子。观测结果表明,春、夏季p CO2变化范围分别为530～628μatm和427～748μatm,平均海-气CO2通量分别为(1.7±0.8)mmol/(m2·d)和(1.2±0.8)mmol/(m2·d),均表现为大气CO2的弱源。其中春季p CO2 24 h逐时变化受温度的影响相比夏季更显著,而夏季p CO2对潮汐作用以及区域内沿岸河流、地下水等淡水汇入引起的生物生产和呼吸代谢过程增强的响应更明显。海水升温主导了春季区域表层高p CO2的形成,夏季咸淡水的物理混合过程中增... 相似文献
3.
基于控制因子分析的方法,本研究建立了夏季珠江口海域海水CO2分压(pCO2)的遥感反演模型。基于珠江水与黑潮水的两端元混合,建立了水平混合和热力学作用的量化模型,并生成了查找表。同时,建立了基于黄色物质(含碎屑)吸收系数的盐度遥感算法,实现珠江口海域表层盐度的遥感反演。利用走航pCO2和匹配的遥感叶绿素质量浓度产品,建立了生物作用的量化模型。通过集成水平混合和生物作用,最终实现夏季珠江口海域pCO2的遥感反演。与走航pCO2比较表明,仅考虑水平混合和热力学作用的遥感结果会显著高估,考虑生物作用后,遥感结果无论在量值和空间变化趋势上均与实测结果相符。此外,遥感反演结果表明,夏季珠江口近岸水域为CO2的汇区,而离岸的陆架水域则为CO2的弱源。 相似文献
4.
浮游植物光合和呼吸作用是调节河口碳交换的重要过程。本文在模拟实验基础上,采用重氧水(H218O)加富法培养海水,用四极杆质谱精确测定溶氧的变化和重氧(18O16O)的生物富集速率,同步测定总生产力(Gross primary production, GPP)与净群落生产力(Net community production, NCP),估测长江口最大浑浊带、锋面地带和冲淡水延伸区域(舟山海域)的水柱积分GPP和NCP。结果表明,受光限制影响,最大浑浊带水柱积分GPP低(6.11 mmol·m-2·d-1),呼吸作用造成NCP为负值,呈异养状态;锋面水柱积分GPP和NCP分别为164.87和135.91 mmol·m-2·d-1,主要由表层水体的硅藻贡献,周转效率高达0.82;舟山海域水柱积分GPP和NCP分别为235.44和180.75 mmol·m-2·d-1,主要由0... 相似文献
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利用海-气界面浮标观测得到的高频数据,分析了春季青岛近岸海域海表二氧化碳分压(pCO2)的变化规律及驱动因素,并对海-气CO2通量进行了估算。观测期间该海域由大气的碳汇转变为碳源,主要是由海表pCO2的不断增长所致。对海表pCO2控制因素进行分析,发现温度升高是pCO2增长的主要驱动因素,生物过程起到一定的抑制作用。海表pCO2呈现出日变化特征,温度和生物因素对海表pCO2日变化的作用均与太阳辐射相关,但两者的作用相反。此外,分析发现浮标的不同采样频率会对海-气CO2通量估算产生影响,缩短采样间隔能有效降低海-气CO2通量估算的偏差,提高估算的准确性。 相似文献
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为探究不同凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)池塘养殖系统养殖期间水-气界面CO2通量及其环境影响因素,以凡纳滨对虾池塘单养系统(L)和凡纳滨对虾-硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)池塘综合养殖系统(低密度硬壳蛤LM-L、中密度硬壳蛤LM-M、高密度硬壳蛤LM-H)为研究对象,采用静态箱气相色谱法逐月监测了养殖期间(5—9月)池塘的水-气界面CO2通量,分析了CO2通量与环境因子的关系。研究表明：(1)对虾单养系统养殖期间水-气界面平均CO2通量为-12.66 mg·m-2·h-1,整体表现为CO2的汇;(2) LM-L、LM-M和LM-H综合养殖系统养殖期间水-气界面平均CO2通量分别为-16.02、-16.48和-36.70 mg·m-2·h-1,整体表现为CO2的汇,随着硬壳蛤放养密度的增加其碳汇能力增强;... 相似文献
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测定了2018年春季长江口及其邻近海域海水和大气中碘甲烷(Iodomethane,CH3I)、二溴甲烷(Dibromomethane,CH2Br2)和溴仿(Tribromomethane,CHBr3)的浓度,研究其在海水和大气中的浓度分布特征,探讨了环境因素对其源汇和浓度分布的影响。调查海域海水中CH3I、CH2Br2和CHBr3的浓度分别为(5.76±2.50)、(5.38±3.31)和(4.65±3.50)pmol·L-1,总体呈现出近岸高,远岸低的趋势。调查海域CH3I的浓度分布受浮游植物的影响显著;CH2Br2的分布是多种因素共同作用的结果,其中人为输入是影响CH2Br2浓度分布的重要因素之一;CHBr3的浓度分布受人为输入和浮游植物产生释放的共同影响。垂直方向上,海水上下混合比较均匀,受长江冲淡水和沉积物释放的影响,CH3I、CH2Br2和CHBr3在表层和底层都观测到浓度高值。大气中CH3I、CH2Br2和CHBr3浓度分别是(1.06±0.77)、(1.72±1.22)和(1.97±2.12)pptv,总体上呈现近岸高于远岸的趋势,人为排放、海-气交换和气团活动共同影响了大气中挥发性卤代烃(Volatile halocarbons,VHCs)的浓度分布,大气中的CH2Br2和CHBr3存在多种来源,不同来源之间CH2Br2和CHBr3排放比率存在较大差异。CH3I、CH2Br2和CHBr3的海-气通量分别为(50.21±45.47)、(-1.76±77.43)和(-37.65±87.07)nmol·(m2·d)-1,表明调查期间长江口及其邻近海域是CH3I的源,同时也是CHBr3和CH2Br2的汇。 相似文献
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根据2018年7月、11月和2019年1月、4月对广东考洲洋牡蛎养殖海域进行4个季节调查获得的p H、溶解无机碳(DIC)、水温、盐度、溶解氧(DO)及叶绿素a(Chla)等数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、初级生产力(PP)、表层海水CO2分压[p(CO2)]和海-气界面CO2交换通量(FCO2),分析牡蛎养殖活动对养殖区碳循环的影响。结果表明:牡蛎养殖区表层海水中Chl a、DIC、HCO3–和PP显著低于非养殖区;养殖淡季表层海水中pH、DO、DIC、HCO3–、和CO32–显著大于养殖旺季,养殖旺季的p(CO2)和FCO2显著大于养殖淡季。牡蛎养殖区表层海水夏季、秋季、冬季和春季的海-气界面CO2交换通量FCO2平均值分别是(42.04±9.56)、(276... 相似文献
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采用船载海?气CO2连续观测系统于2011年和2014年夏季在琼州海峡开展了现场观测,分析研究了表层海水二氧化碳分压(pCO2)时空变化及其影响因子。2011年和2014年夏季pCO2分别为(516±29) μatm和(533±15) μatm,海?气CO2交换通量分别为(8.4±1.7) mmol/(m2·d)和(4.5±0.4) mmol/(m2·d),均是大气CO2的强源,高于相邻及相似海域,主要受控于东口海域上升流和海峡中部狭管效应。2011年夏季东口上升流增大pCO2的同时也促进了浮游植物繁殖,光合作用吸收水体CO2,降低了pCO2,而且受其影响,西口口门附近叶绿素a和溶解氧含量陡增,pCO2突降。2014年夏季东口海域上升流较弱,且观测海域垂直混合作用显著,pCO2和溶解氧分布特征与2001年夏季明显不同。海峡中部狭管效应造成水体输运速率大、混合作用强,浮游植物“来不及”生长,pCO2较高。 相似文献
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群落净生产力(Net Community Production, NCP)代表了总初级生产力与群落呼吸的差值,是衡量生物活动对上层海洋碳循环影响的重要指标。O2/Ar比值消除了物理过程对海水中溶解氧(O2)饱和度的影响,因此基于生物氧饱和度(ΔO2/Ar)可以估算海洋混合层群落净生产力。本研究于2015年10月,首次利用膜进样质谱法走航获取了黄东海表层海水中高分辨率O2/Ar数据,并估算了其NCP,探讨了其分布特征及影响因素。本航次观测到的Δ(O2/Ar)范围为-30.21%～44.38%,平均值为(0.32±8.29)%,低值主要出现在长江口北侧,而长江口(11.75±13.75)%和浙闽沿岸(5.42±5.21)%的Δ(O2/Ar)明显高于南黄海(-2.62±5.96)%和东海陆架区(-0.79±5.02)%。南黄海和东海陆架区平均NCP为(-9.24±23.15)和(-4.04±18.68) mmol·m-2·d-1<... 相似文献
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基于卫星资料建立的CCMP风场、ECMWF波浪和最新CO2分压数据, 分别用4种以风速为单参数和2种包含海况影响的双参数气体交换速率公式, 估算了全球海-气CO2通量, 发现前者的结果比后者平均小30%左右, 从整体上看, 与单参数公式相比, 双参数公式使得海洋中CO2源和汇的强度均明显增强。在此基础上, 讨论了时间平均尺度对海-气CO2通量估计的影响, 结果表明, 标量平均法比矢量平均具有更好的稳定性, 但依然使得短时间平均比长时间平均得到的CO2通量值要大, 月平均与6 h平均相比, 单参数公式和双参数公式分别使海洋的净吸收量减少33%和5%, 说明双参数公式具有较好的稳定性。研究还发现, 1988-2009年间, 全球平均风速有增大的趋势, 2006年前后出现一个极大值, 但相应的CO2年净通量基本保持稳定, 甚至其绝对值有所减小、海洋的吸收能力减弱的倾向。 相似文献
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南海北部春季非水华期的CO_2分压及其调控 总被引：1，自引：0，他引：1
针对南海北部和吕宋海峡附近海域的海-气CO2通量及其调控问题,研究了2009年3月底至4月中旬在这些海域通过走航观测的方法取得的海-气CO2分压和海表温度、盐度等相关数据。结果表明,在河口、沿岸流以外的南海北部开阔海域,与大气平衡的CO2分压分布在368~380μatm,南低北高,平均值为371μatm;而海表CO2分压分布在293~405μatm,南高北低。南海北部开阔海域的海表CO2分压主要受温度效应调控,也在一定程度上受水团混合、海-气交换、生物活动等非温度效应的影响。在相同水温条件下,黑潮区的海表CO2分压比南海北部的海表CO2分压低。本研究和大多数前人研究的结果都表明,南海北部海盆区域和吕宋海峡西侧海域在春季与大气CO2接近源汇平衡,而非大气CO2的显著源区。 相似文献
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基于2012年7月对东海的调查,剖析了其水体中各形态碳(pCO2、DIC、DOC、POC)的区域分布特征,估算了海-气界面CO2的交换通量(FCO2),探讨了影响其交换的主要因素,在此基础上,结合历史资料初步分析了近十几年来该海域海-气界面CO2交换通量的变化趋势。结果表明,2012年7月长江口邻近海域相对南部陆架区具有较低的DIC浓度,而DOC与POC的浓度相对较高。调查区域表层水pCO2变化范围为96.28~577.7μatm(1atm为101 325Pa),平均值为297.6μatm,低值区出现在长江冲淡水区(30°~33°N,123°~125°E),高值区主要分布在东海陆架的南部区域。表层水pCO2主要受控于长江冲淡水的输入和混合(盐度)、台湾暖流以及生物生产等。调查海域2012年7月海-气FCO2平均为(-6.410±7.486)mmol/(m2·d),表现东海在夏季是大气CO2的汇区,区域碳汇强度由强到弱依次为:长江冲淡水区(CDW)、黄东海混合水区(YEMW)、陆架咸淡水混合区(SMW)、近岸上升流区(CUW)和台湾暖流区(TWCW),东海夏季每日吸收大气CO2(以C计)约(18.3±19.8)kt。结合历史资料分析发现,近十几年来东海夏季碳汇强度有增强趋势,CDW区的海-气界面CO2通量平均年增速为-0.814mmol/(m2·d),即海水吸收大气二氧化碳每年增加约54.6kt,是夏季东海碳汇增加的最主要贡献者。 相似文献