Characteristics of Lake Breezes and Their Impacts on Energy and Carbon Fluxes in Mountainous Areas     

Lujun XU  Huizhi LIU  Qun DU  Yang LIU  Jihua SUN  Anlun XU  Xiaoni MENG 《大气科学进展》2021,38(4):603-614

In mountainous lake areas, lake–land and mountain–valley breezes interact with each other, leading to an "extended lake breeze". These extended lake breezes can regulate and control energy and carbon cycles at different scales. Based on meteorological and turbulent fluxes data from an eddy covariance observation site at Erhai Lake in the Dali Basin,southwest China, characteristics of daytime and nighttime extended lake breezes and their impacts on energy and carbon dioxide exchange in 2015 are investigated. Lake breezes dominate during the daytime while, due to different prevailing circulations at night, there are two types of nighttime breezes. The mountain breeze from the Cangshan Mountain range leads to N1 type nighttime breeze events. When a cyclonic circulation forms and maintains in the southern part of Erhai Lake at night, its northern branch contributes to the formation of N2 type nighttime breeze events. The prevailing wind directions for daytime, N1, and N2 breeze events are southeast, west, and southeast, respectively. Daytime breeze events are more intense than N1 events and weaker than N2 events. During daytime breeze events, the lake breeze decreases the sensible heat flux(Hs) and carbon dioxide flux(F_{CO_2}) and increases the latent heat flux(LE). During N1 breeze events, the mountain breeze decreases Hs and LE and increases F_{CO_2}. For N2 breeze events, the southeast wind from the lake surface increases Hs and LE and decreases suppress carbon dioxide exchange.  相似文献   

The First Global Carbon Dioxide Flux Map Derived from TanSat Measurements     

Dongxu YANG  Yi LIU  Liang FENG  Jing WANG  Lu YAO  Zhaonan CAI  Sihong ZHU  Naimeng LU  Daren LYU 《大气科学进展》2021,38(9):1433-1443

Space-borne measurements of atmospheric greenhouse gas concentrations provide global observation constraints for top-down estimates of surface carbon flux.Here,the first estimates of the global distribution of carbon surface fluxes inferred from dry-air CO_2 column (XCO_2) measurements by the Chinese Global Carbon Dioxide Monitoring Scientific Experimental Satellite (Tan Sat) are presented.An ensemble transform Kalman filter (ETKF) data assimilation system coupled with the GEOS-Chem global chemistry transport model is used to optimally fit model simulations with the Tan Sat XCO_2 observations,which were retrieved using the Institute of Atmospheric Physics Carbon dioxide retrieval Algorithm for Satellite remote sensing (IAPCAS).High posterior error reduction (30%–50%) compared with a priori fluxes indicates that assimilating satellite XCO_2 measurements provides highly effective constraints on global carbon flux estimation.Their impacts are also highlighted by significant spatiotemporal shifts in flux patterns over regions critical to the global carbon budget,such as tropical South America and China.An integrated global land carbon net flux of 6.71±0.76 Gt C yr~(-1) over12 months (May 2017–April 2018) is estimated from the Tan Sat XCO_2 data,which is generally consistent with other inversions based on satellite data,such as the JAXA GOSAT and NASA OCO-2 XCO_2 retrievals.However,discrepancies were found in some regional flux estimates,particularly over the Southern Hemisphere,where there may still be uncorrected bias between satellite measurements due to the lack of independent reference observations.The results of this study provide the groundwork for further studies using current or future Tan Sat XCO_2 data together with other surfacebased and space-borne measurements to quantify biosphere–atmosphere carbon exchange.  相似文献   

大气气溶胶中的铁及其溶解度研究综述          下载免费PDF全文

齐宇轩  周杨 《山东气象》2021,41(2):1-13

生物活性铁(Fe) 进入生物地球化学循环中能够调节碳循环,影响海洋初级生产力,间接影响全球气候变化。决定 Fe生物可利用度的关键因子是可溶Fe含量,其中大气气溶胶的长距离传输是上层海洋获取生物可利用Fe的重要来源。近年来,对气溶胶中的Fe及溶解度的研究取得了重要进展,包括对不同区域Fe质量浓度和溶解度的观测以及对Fe溶解度影响因素的讨论。基于以上研究成果,汇总了近二十年全球部分陆地和海洋站点观测所得的不同粒径气溶胶颗粒物中的Fe质量浓度及其溶解度数据;重点介绍了气溶胶沉降入海洋前影响Fe溶解度的主要因素,包括Fe的来源、大气物理过程以及大气化学和传输混合过程等,并就各影响因素间的关联及相对重要性展开讨论;对未来气溶胶 Fe的研究方向和方法提出建议。  相似文献   

欧盟减排《责任分担条例》修正案分析与启示     

刘季熠  张旖尘  张东雨  付琳  曹颖 《气候变化研究进展》2022,18(6):756-763

欧盟自1997年起就如何通过市场和行政手段“双轮驱动”控制碳排放总量进行不断探索,并逐步建立了较为成熟的碳排放交易体系及减排责任分担机制,已经取得了良好的减排效果。文中梳理分析《责任分担条例》修正案中关于成员国减排目标更新的内容、目标分配的原则与方法、灵活性机制,归纳了欧盟采用行政手段控制碳排放交易系统未涉及部门的温室气体排放的经验,并对中国如何构建充分考虑市场手段和行政手段的CO₂排放总量控制制度提出政策建议。  相似文献   

近百年来湖泊有机碳与无机碳埋藏响应流域开发的协同变化——以石林喀斯特地区为例     

王露  陈光杰  黄林培  孔令阳  李蕊  韩桥花  李平  索旗  周起 《湖泊科学》2022,34(5):1751-1764

有机碳和无机碳的流域输出是湖泊碳埋藏的重要驱动因子, 而喀斯特地区无机碳循环具有反应迅速且对人类活动影响敏感的特点. 在流域开发持续增强的背景下, 喀斯特地区湖泊有机碳和无机碳的来源、含量与埋藏通量可能会出现同步变化的协同模式. 本文以云南省石林喀斯特地区流域土地利用类型不同的两个中型湖泊(长湖、月湖)开展对比分析, 通过对沉积物钻孔的土壤侵蚀强度(磁化率)、流域外源输入(C∶N比值)、水动力(粒度)、营养盐(总氮、总磷)、藻类生产力(叶绿素色素)等代用指标的分析, 结合监测数据和历史资料重建了两个湖泊环境变化的近百年历史, 并定量识别了有机碳和无机碳埋藏响应流域开发的变化特征与协同模式. 沉积物磁化率和C∶N比值结果揭示了流域地表侵蚀和外源输入的阶段性特征, 同时总氮和总磷含量记录了长湖和月湖营养水平上升的长期模式. 在流域森林覆被较高(33.43%)的长湖中, 全岩和有机质C∶N比值分别与磁化率信号呈显著正相关(r=0.95和0.89, P＜0.001), 且与无机碳和有机碳含量呈显著负相关(r=-0.94, P＜0.001和r=-0.52, P=0.01), 反映了森林植被退化时流域碳输出的减少对沉积物碳含量的影响. 而在流域耕地覆被为主(60.98%)的月湖中, 全岩和有机质C∶N比值与磁化率信号呈显著负相关(r=-0.54, P＜0.01和r=-0.67, P＜0.001), 且全岩C∶N比值与无机碳含量(P=0.15)无显著关系, 反映了耕作强度的增加可能促进了水体富营养化和内源输入的增强. 在两个湖泊中, 营养水平的上升和内源生产力的增加促进了有机碳含量的快速增加. 进一步分析表明, 近百年来长湖有机碳与无机碳含量变化的同步性明显(r=0.54, P＜0.001)而在月湖中无显著关系(P=0.20, P>0.05). 两个湖泊中沉积通量的变化均与全岩C∶N比值呈显著正相关(r=0.48和0.45, P≤0.001), 且有机碳与无机碳埋藏通量均呈现同步变化的显著特征(r=0.72和0.85, P＜0.001). 其中长湖的无机碳埋藏通量显著高于有机碳埋藏通量, 而月湖的有机碳埋藏通量略高于无机碳埋藏通量, 反映了岩溶地区流域外源输入和水体富营养化的差异性驱动影响. 在流域开发增强的梯度下, 森林退化会降低流域碳输出的负荷, 而农业扩张和水体富营养化会促进藻类生长和内源有机碳的累积. 因此, 流域土地利用和水体营养水平对湖泊无机碳和有机碳埋藏变化的长期轨迹和协同模式产生了重要影响, 对喀斯特地区的碳库评估需要考虑无机碳循环的重要性.  相似文献   

青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因     

赵文斌  郭正府  李菊景  马琳  刘嘉麒 《岩石学报》2022,38(5):1541-1556

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7～52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区...  相似文献   

塔中地区良里塔格组海平面变化对高频层序和沉积演化的控制          下载免费PDF全文

高达  王明敏  陶叶  黄理力  孙春燕  黄鑫淼  武建伟 《中国地质》2022,49(6):1936-1950

【研究目的】碳酸盐岩地层易受海平面变化影响而发育高频层序,但是反映海平面变化的地化指标的精度不足,导致高频层序对海平面振荡的响应认识不够深入,高频海平面变化对台地边缘礁滩沉积的高频层序和沉积演化的控制尚不明确。【研究方法】论文研究选取塔里木盆地塔中地区某钻井的上奥陶统良里塔格组连续取心资料,通过密集取样开展微相分析和碳、氧同位素测试分析。【研究结果】该井良里塔格组中上部发育7种微相类型,沉积演化分析表明良里塔格组沉积中—晚期,沉积环境由潮坪向生物礁-颗粒滩再到较深水的开阔台地演化。碳、氧同位素测试显示δ¹³C为0.5993‰~1.6228‰（均值1.139‰）,δ¹⁸O值为-8.3608‰~-5.1452‰（均值为-6.790‰）;δ¹³C和δ¹⁸O的振荡变化与微相变化和沉积旋回对应良好。古海洋条件分析表明,良里塔格组沉积时期气候温热,礁、滩体发育层段样品的古温度值最高,代表着高的碳酸盐产率;Z值所反映的古盐度在底部潮坪沉积段最高,在高频旋回的顶部古盐度均明显减小,指示可能存在大气淡水的影响。与塔北地区南缘和巴楚地区的δ¹³C和δ¹⁸O存在一定差异,主要受控于沉积环境和古水深。【结论】良里塔格组中—上部存在至少3个完整的海平面升降变化周期,内部又包括至少2个次级周期;不同级别的海平面振荡主要受古气候变化驱动,并控制了高频层序的发育。海平面先缓慢上升再持续稳定或小规模振荡,是连续厚层的生物碎屑和砂屑颗粒滩沉积发育的有利条件;良里塔格组沉积晚期海平面快速上升,沉积环境向滩间洼地和较深水的开阔台地转变。在高频层序顶部海平面的小规模下降导致的早期岩溶作用是礁滩体储层质量改善的重要因素。  相似文献   

Identification of Milankovitch Cycles and Calculation of Net Primary Productivity of Paleo-peatlands using Geophysical Logs of Coal Seams     

SHAO Longyi  WEN He  GAO Xiangyu  Baruch SPIRO  WANG Xuetian  YAN Zhiming  David J. LARGE 《《地质学报》英文版》2022,96(6):1830-1841

Individual coal seams formed in paleo-peatlands represent sustained periods of terrestrial carbon accumulation and a key environmental indicator attributed to this record is the rate of carbon accumulation. Determining the rate of carbon accumulation requires a measure of time contained within the coal. This study aimed to determine this rate via the identification of Milankovitch orbital cycles in the coals. The geophysical log is an ideal paleoclimate proxy and has been widely used in the study of sedimentary records using spectral analysis. Spectral analyses of geophysical log from thick coal seams can be used to identify the Milankovitch cycles and to calculate the period of the coal deposition. By considering the carbon loss during coalification, the long-term average carbon accumulation rate and net primary productivity (NPP) of paleo-peatlands in coal seams can be obtained. This review paper presents the procedures of analysis, assessment of results and interpretation of geophysical logs in determining the NPP of paleo-peatlands.  相似文献   

岩溶关键带水文地球化学研究进展   总被引：1，自引：0，他引：1  

周长松  邹胜章  冯启言  朱丹尼  李军  王佳  谢浩  邓日欣 《地学前缘》2022,29(3):37-50

岩溶关键带处于岩石、水、土壤、大气、生物五圈交汇地带。正确认识岩溶关键带的结构、特点及其水文地球化学过程是当前地球关键带与岩溶水科学研究的重点问题。本文基于对国内外相关研究成果的归纳整理,剖析了岩溶关键带水文地球化学内涵、岩溶关键带水动力垂向分带、岩溶关键带框架下的水文地球化学过程与机制, 探寻变化环境下岩溶关键带水文地球化学过程演变的规律与驱动机制。指出了当前研究中存在的薄弱环节:目前工作仅停留在传统岩溶地下水科学工作范畴,未从岩溶关键带框架体系的角度考虑植物冠层至岩溶含水层之间水文地球化学过程及其耦合关系,未考虑新污染物持续输入、地球大数据科学工程深入实施、全球碳排放路径逐渐改变等时代因素对岩溶水文地球化学研究的潜在影响。进一步的研究可以从以下方面开展:基于岩溶关键带框架体系的新污染物水文地球化学研究,基于大数据框架体系的岩溶水文地球化学研究,“双碳战略”下的岩溶水文地球化学研究,岩溶关键带水文地球化学驱动的物质转化与能量迁移过程及其耦合以及高分辨率监测、评估与模拟手段的综合应用。  相似文献   

四川旺苍大河坝浅变质岩型石墨矿床地球化学特征与成因分析     

段威  唐文春  黎龙昌  冉强  张飞  李小松  徐永胜 《现代地质》2021,35(3):599-607

大河坝石墨矿是川北米仓山南缘石墨矿带新发现的大型显晶质石墨矿床。研究了该矿床的地质特征和矿石主量、微量及稀土元素地球化学特征,结果表明:含矿岩层为副变质岩,矿区石墨矿体原岩沉积于缺氧的还原环境,原岩为一套含碳质黏土质细—粉砂岩及含碳质泥灰岩组合。微量元素特征指示矿体原岩由近海陆源碎屑物沉积形成,沉积水体主要为盐度较低的、混合不均匀的淡水—半咸水。矿石ΣREE平均值为150×10^-6,与泥灰岩相近;δCe值平均为0.91,呈弱负异常,δEu值平均为0.67,呈负异常,具滨海潮坪相沉积特征。含矿岩石δ¹³C值为-21.4‰~-19.0‰,平均为-19.86‰,表明成矿碳质来源主要为有机碳,并混合了部分无机碳。矿床成因类型为沉积变质型,其变质作用可能包括多次区域变质作用并叠加了混合岩化作用。  相似文献