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海洋是自然界中重要的碳汇，海-气二氧化碳通量通常利用大气和海水表层的二氧化碳分压(pCO2)差进行估算。受制于时空分布不均匀的观测样本和预测数据，目前已有海水表层二氧化碳分压的重构结果在空间分辨率上仍有较大可提升空间。为在高空间分辨率下更好地拟合时空变化，基于表层大洋二氧化碳地图(SOCAT)的海水表层二氧化碳逸度(f CO2)数据集和遥感卫星等多源数据，利用XGBoost模型建立了海水表层二氧化碳分压值与海洋物理、生物、光学等要素的非线性关系，并根据样本时空频率构建权重模型，最终重构了2000-2018年大西洋0.041 7°×0.041 7°下月度海水表层二氧化碳分压分布。预测结果的相关系数为0.966，均方根误差为8.087μatm，平均偏差为4.012μatm，与同类重构结果相比，海水表层二氧化碳分压的时空变化趋势一致性强，且在空间分辨率上具有优势。 相似文献
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海洋中的CO2观测与研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在1985年～1997年之间"陆架边沿海海洋通量研究"和"中美海气联合调查"(TOGA)海洋观测调查项目中,利用库仑仪系统和高精度测量海水二氧化碳分压气相色谱系统测量了表层和深层海水总溶解二氧化碳(TCO2)、海水和大气CO2分压(PCO2)样品,测量精度为±1umol/kg和±1utam.根据表层和深层CO2数据,讨论了影响CO2变化的主要因素,通过研究计算获得了CO2和温度(T)、盐度(S)、总碱度(ALK)相关回归方程.CO2分布变化与流、水团、黑潮变化密切相关.本文根据在中国东海四个航次测量的海水和大气的PCO2,描述了调查海域CO2的源与汇以及通量的分布. 相似文献
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依据2006年8月对渤海的大面调查和2005年7月对莱州湾的现场实测得到的渤海表层海水二氧化碳分压(pCO2)数据,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,重点分析了夏季渤海表层海水pCO2的分布特征,并讨论了CO2的源/汇影响机制.调查结果表明:夏季渤海水-气界面pCO2在313～1 118 μatm之间,平均值为537 μatm,在渤海中西部沿岸区域(119°E～120.5°E,38.5°N～40°N)和辽东湾外东部沿岸(120.7°E～121.2°E,39.9°N～40.1°N)存在大气CO2的汇区,其面积大约占渤海面积的1/5,而渤海整体表现为大气CO2的源.河流等陆源输入支持了源区pCO2高值,而部分海域内水质较好,透明度高,浮游植物的生物活动是形成汇区的主要原因. 相似文献
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根据2001年10—11月在赤道北太平洋海域(含赤道东太平洋东、西部海区和西太平洋暖池区)的调查资料，分析了该海域水体中二氧化碳体系各组分的含量及其分布状况，并对其与营养盐及碳酸钙饱和度之间的关系进行了初步探讨。结果表明，表层海水总二氧化碳(∑CO2)含量为1.07—2．01mmol．L^-1，自赤道北太平洋东部向西呈逐渐降低趋势；表层海水二氧化碳分压(Pco2)高于大气二氧化碳分压平均值，表明赤道北太平洋可能为大气二氧化碳的海水源区；海水二氧化碳体系的垂直分布主要受生物生命过程和碳酸钙沉淀与溶解过程影响。 相似文献
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以1993—2018年北太平洋海表面温度(SST)、海表面盐度(SSS)、叶绿素a浓度(Chl-a)、二氧化碳分压(pCO2)等数据为基础，利用传统线性回归分析和BP神经网络算法，建立表层海水pH值的预测模型。结果表明：两种方法对于重建北太平洋表层海水pH值都能达到较高的精度，其中线性回归模型基于SSS、Chl-a、pCO2参数模拟最佳，BP神经网络模型基于SST、SSS、Chl-a、pCO2参数模拟最佳。对比两种最佳模型的均方根误差和拟合系数发现，BP神经网络模型优于线性回归模型。除此之外，最佳BP神经网络模型在4个季节的拟合效果均很好，不同季节的适用性远高于最佳线性回归模型。表层海水pH值受到多种因素的综合影响，与pCO2、SST呈负相关关系，与SSS、Chl-a呈正相关关系。应用最佳BP神经网络模型重建北太平洋表层海水pH值发现，本研究模型的预测结果与已有研究、哥白尼欧洲地球观测计划数据、站点实测数据都存在很好的一致性，表层海水pH值冬季高于夏季，整体呈现西北高东南低的趋势。 相似文献
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工业革命以来，近1/3人为排放的二氧化碳被海洋吸收，海洋负排放潜力巨大。海洋碱化技术被认为是最具有固碳潜力的海洋负排放技术之一。硅酸盐碱性矿物橄榄石风化速率高，在自然界中具有广泛的分布。海水增汇效率受到橄榄石的溶解速率、扩散速率等因素的影响。基于近海橄榄石海上反应平台，利用清洁能源将橄榄石破碎、研磨加速其溶解，再由海流将高碱度海水进行扩散促进毗邻海域对大气二氧化碳吸收的方法具有广阔的应用前景。随着我国近海油气资源的开发，基于海上油气平台发展橄榄石碱化增汇技术，降低海上碱化反应平台基建成本的同时，可捕集油气生产过程中的二氧化碳，随碱化后海水入海，进一步提高碱性矿物增汇技术的碳封存效能。 相似文献
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海洋是海气交换的敏感区,同时对调节全球气候的冷、暖也具有决定性的作用。海洋和大气中ＣＯ２含量的变化也会直接影响气候的变化。本文主要介绍热带西太平洋海水和大气中二氧化碳分压（ＰＣＯ２）、海水总溶解二氧化碳（ＴＣＯ２）的测试方法以及所得数据在碳循环方面的应用。目前在国内对海洋碳体系能够系统测试甚少,所得数据非常珍贵,对将来研究我国和世界的气候都有着不可忽视的作用。 相似文献
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海洋是海气交换的敏感区,同时对调节全球气候的冷、暖也具有决定性的作用。海洋和大气中ＣＯ２含量的变化也会直接影响气候的变化。本文主要介绍热带西太平洋海水和大气中二氧化碳分压（ＰＣＯ２）、海水总溶解二氧化碳（ＴＣＯ２）的测试方法以及所得数据在碳循环方面的应用。目前在国内对海洋碳体系能够系统测试甚少,所得数据非常珍贵,地将来研究我国和世界的气候都有关不可忽视的作用。 相似文献
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中国海洋碳循环生物地球化学过程研究的主要进展(1998-2002) 总被引：11，自引：1，他引：11
阐述了1998-2002年期间中国海洋碳循环及其生物地球化学过程研究的3个主要进展部分：（1）海-气二氧化碳通量过程；（2）海水中碳及其生物地球化学循环；（3）入海河流流域土壤和沉积物在海洋碳循环中的作用；海洋与陆家容纳了近一半人类排放的二氧化碳，另外的50%被释放到大气中，海洋在缓和二氧化碳温室效应方面的作用不言而喻的，海洋储有的碳主要以无机碳的碳酸盐（CO3^2-）和碳酸氢盐（HCO3^-）的形式存在。海洋生态系统通过生物泵的作用驱动大气CO2进入海洋，在表面混合层中，由于生物的光合作用，CO2不断被转化成有机碳和生物碳酸盐，并进一步从表层CO2向深层转移，形成了海洋碳循环的主要途径，海洋水体中碳循环过程受到河口与近海碳的形态，转化，分布，迁移和生物生产过程等影响，海洋生物泵明显影响着海洋对空气中CO2的容量，春季和冬季东中国海皆为大气二氧化碳的汇，夏季皆为二氧化碳的源，秋季渤海与北黄海为二氧化碳的汇，南黄海与东海是二氧化碳的源。入海河流流域土壤，非入海河流流域的土壤和海洋沉积物在碳的来源，分布，含量以其迁移循环中具有重要的作用。 相似文献
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The 3rd Chinese National Arctic Research Expedition(CHINARE–Arctic III) was carried out from July to September in 2008. The partial pressure of CO2(pCO2) in the atmosphere and in surface seawater were determined in the Bering Sea during July 11–27, 2008, and a large number of seawater samples were taken for total alkalinity(TA) and total dissolved inorganic carbon(DIC) analysis. The distributions of CO2 parameters in the Bering Sea and their controlling factors were discussed. The pCO2 values in surface seawater presented a drastic variation from 148 to 563 μatm(1 μatm = 1.013 25×10-1 Pa). The lowest pCO2 values were observed near the Bering Sea shelf break while the highest pCO2 existed at the western Bering Strait. The Bering Sea generally acts as a net sink for atmospheric CO2 in summer. The air-sea CO2 fluxes in the Bering Sea shelf, slope, and basin were estimated at-9.4,-16.3, and-5.1 mmol/(m2·d), respectively. The annual uptake of CO2 was about 34 Tg C in the Bering Sea. 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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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
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Contrasting decrease and increase trends of sea surface temperature（SST） have been documented in the western Subarctic（WSA） and the rest of the Northwest Pacific（NWP） from 1958 to 2017, respectively. Consequently, more（less） total carbon dioxide（TCO2） due to ocean cooling（warming） is transported to the surface, which leads to increase（decrease） of oceanic surface partial pressure of carbon dioxide（pCO2）. With the combined influence of the rising atmospheric carbon dioxide（C... 相似文献
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海浪对北太平洋海-气二氧化碳通量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用4种海-气界面气体传输速率公式对比研究了北太平洋气体传输速率及其CO2通量的季节变化特征。与单纯依赖风速的算法相比, 考虑波浪影响的气体传输速率和CO2通量在空间分布和季节变化上具有明显差异。在低纬度地区(0°～30°N), 波浪参数使气体传输速率下降, 海洋对大气CO2的吸收减少, 而在30°N以北范围内则出现新的气体传输速率高值区, 海洋对大气的吸收增加。进一步研究了黑潮延伸体区域的气候态月平均气体传输速率和CO2通量。结果表明, 该区域气体传输速率和CO2通量最大值分别出现于冬季和春季, 引入波浪参数后, 虽然该区域气体传输速率和CO2通量平均值没有明显差异, 但季节变化强度显著增强。 相似文献
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In the northwestern North Pacific, annual net air-sea CO2 flux is greatest in the Kuroshio Extension（KE） zone,owing to its low annual mean partial pressure of CO2（pCO2）, and it decreases southward across the basin. To quantify the influences of factors controlling the latitudinal gradient in CO2 uptake, sea surface pCO2 and related parameters were investigated in late spring of 2018 in a study spanning the KE, Kuroshio Recirculation（KR）, and... 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
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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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海?气界面CO2通量的估算采用块体公式,其等于气体交换速率、CO2溶解度以及海水与大气的CO2分压差的乘积,其中的气体交换速率通常与风速相联系,不同作者提出了气体交换速率为风速不同幂次多项式的参数化方案。本文对比了气体交换速率为风速函数的主要研究结果,发现与风速多项式的依赖关系相比,观测数据所基于的观测方法对于气体交换速率的影响更大。在此基础上,本文用多种不同的气体交换速率参数化公式计算了1982?2018年全球的CO2通量,海洋整体上是大气CO2的汇,赤道海区是源,南北半球40°附近的海域构成沿纬向的强吸收带。37 a间,海洋CO2通量的年平均值(以碳计)为(?1.53±0.15) Pg/a, 1999年前,海洋吸收量逐年减小,1999年达到最小值,之后海洋吸收量开始增大,海洋吸收量的增大主要发生在南大洋。 相似文献