过去2000 年大气甲烷含量与气候变化的冰芯记录          下载免费PDF全文

徐柏青  姚檀栋  J. Chappellaz 《第四纪研究》2006,26(2):173-184

温室气体与气候变化的关系是当前全球变化研究中的一个核心内容。目前关于大气温室气体含量变化只有几十年的实测资料, 而冰芯包裹气体中的CH4 不仅能反映过去大气CH4 含量随时间的变化, 而且能很好地揭示陆地CH 向大气中的释放随时间及空间的分布。近年来, 极地冰芯研究表明南极和北极过去大气层中的甲烷含 量差异很大, 北极大气层中甲烷含量远大于南极大气层。科学家们推测, 中低纬度地区是全球大气层甲烷含量变 化的驱动源。而对这一可能驱动源的甲烷含量变化, 很长时间人们一无所知。达索普冰芯记录揭示了中低纬度大 气CH4 含量与极地冰芯记录相同的变化趋势, 并明确显示工业革命以来大气CH4 含量的增长。高分辨率达索普 冰芯记录的工业革命以来大气CH4 含量变化最显著的特征是20 世纪两次世界大战期间人类活动CH4 排放的减缓 使大气CH4 含量呈负增长。中低纬度大气CH4 含量的恢复使我们有机会与极地冰芯记录进行定量对比研究。 0 ～1850A. D. 中低纬度大气CH4 的平均含量为782nmol /mol, 与格陵兰和南极大气CH4 平均含量差分别达66 nmol /mol和109nmol /mol, 并且其最大自然波动幅度超过200nmol /mol, 这是极地冰芯记录从未有过的。达索普冰芯 记录表明工业革命前中低纬度为全球大气重要的CH4 源区, 但最近1000a 来, 北半球中高纬度的排放有了显著的 加强; 过去2000a 来的自然变化时期, 气候变化的纬向差异对北半球不同纬度带CH4 排放格局有重要影响。  相似文献   

龙感湖沉积物中人类活动导致的营养盐累积通量估算^*   总被引：8，自引：9，他引：8       下载免费PDF全文

吴艳宏  王苏民 《第四纪研究》2006,26(5):843-848

通过LL-4孔沉积环境指标研究表明,近100年来龙感湖地区人类活动加强,导致营养元素磷、碳、氮以及铁在沉积物中的浓度均呈增长趋势,特别是1950年以来,随着大量人口的迁入,围湖造田、破坏湖滨湿地等造成水土流失加剧,沉积物质量累积速率加快,同时营养元素累积量急剧增加。根据营养元素与参比元素Al, Fe和Ti之间的关系,以及不同营养元素之间的相互关系,人类活动引起的累积量得以从自然背景上区分出来,结合沉积物质量累积速率计算,人类活动引起的磷、有机碳和氮的累积通量分别在151.0~889.4mg/m²a,4.3~149.0g/m²a和0.5~18.6g/m²a间变化。碎屑物质的累积稀释了沉积物中营养盐的富集浓度,龙感湖草型湖泊的特点,使湖泊沉积环境易于呈氧化环境,生物和地球化学作用,也削弱了人类活动累积营养盐的变化幅度,使沉积中营养盐呈平稳上升的趋势。  相似文献   

基于人工神经网络的ChinaFLUX 观测站CO₂模拟研究通量*     

何洪林于贵瑞  张雷明孙晓敏 苏 文 《中国科学D辑》2006,36(Z1):234-243

涡度相关技术的发展, 为准确获取区域尺度的CO₂通量分布格局提供了数据基础. 但由于涡度相关技术自身的局限性, 需要利用模型模拟作为获取区域CO₂通量的重要手段. 可是CO₂通量和其他微气象变量之间的非线性关系给模拟CO₂通量的时空动态变化带来了一定的困难.人工神经网络模型为模拟CO₂通量与其他微气象变量的非线性关系提供了一种新的手段. 在ChinaFLUX三个不同类型(农田、森林、草地)生态系统中, 基于2003年6~8月的半小时涡度相关观测数据, 采用BP人工神经网络模型, 以能量通量(净辐射、潜热、显热和土壤热通量)以及温度(空气温度、土壤温度)和表层土壤水分作为输入变量, 模拟了CO₂通量的动态变化. 结果表明, 人工神经网络模型具有较好的模拟结果, 其R2系数在0.75与0.866之间.RMSE在0.008 ?mol/m²与0.012 ?mol/m²之间, MAE在1.38 ?mol/m²与3.60 ?mol/m²之间, 其中农田和森林生态系统的模拟精度略高于草地生态系统.其次, 通过比较土壤水分要素是否参与模拟的结果表明, 在生长季期间, 不存在土壤水分胁迫的情况下, 土壤水分的参与并不能显著提供模型模拟的精度. 最后, 应用连接权重方法进行了神经网络模型不同输入变量的重要性分析, 指出神经网络模型不完全是一个黑箱模型, 也可以有效地揭示出某些机理性现象.该研究证明, 神经网络模型不仅可以有效地模拟CO₂通量, 也可以揭示出一些机理现象, 为通过涡度相关观测与遥感反演技术的集成途径, 利用已获取的区域尺度能量通量数据, 模拟分析区域尺度的CO₂通量分布格局提供了一种有效的方法.  相似文献   

中纬度北太平洋依赖于ENSO事件及独立于ENSO事件的变率特征:观测事实与海气耦合模式模拟   总被引：18，自引：0，他引：18  

Zhou Tianjun  Yu Rucong  Li Zhaoxin 《大气科学进展》2002,19(6):1127-1147

观测事实显示,在E1 Ni(?)o发生期间,伴随着赤道中东太平洋的增暖,中纬度北大平洋中部表层海温（SST）常出现冷距平,而北美大陆西海岸SST则出现暖距平。借助观测资料分析和海气耦合模式模拟两种手段,检验了北太平洋对ENSO事件的上述响应。观测证据和数值模拟都支持有关学者提出的“大气桥”概念,即大气对赤道中东太平洋SST异常增暖的响应,随后强迫中纬度北太平洋,并导致那里SST的变冷,从而起到了连接热带和热带外特别是中纬度北太平洋的“桥梁”的作用。关于其机制,本文认为主要是海洋对大气强迫的动力响应导致那里的SST变冷,尽管潜热通量的贡献也很显著。至少模式结果证明短波辐射、长波辐射和感热通量的贡献都是次要的。进一步的分析揭示,北太平洋存在着线性独立于ENSO事件的所谓“北太平洋模态”,在空间型上,它和线性地依赖于ENSO事件的模态非常相近,即它们的纬向结构都呈现出扁平的“双极”型,只是彼此间SST距平极大值的中心位置不同。模拟结果表明,北太平洋模态与大气的耦合作用,主要是通过海气热通量交换实现的,其中短波辐射和长波辐射的作用居主导地位,而潜热通量的贡献则基本可以忽略。  相似文献   

南海北部神狐海区的自生碳酸盐岩烟囱——海底富烃流体活动的记录   总被引：17，自引：0，他引：17  

陆红锋陈芳  刘坚廖志良  孙晓明苏新 《地质论评》2006,52(3):352-357

大陆边缘海的流体喷流活动或水合物分解都会导致自生碳酸盐岩的形成。南海北部神狐海区出现的自生碳酸盐岩主要为烟囱状，以铁白云石、文石、方解石碳酸盐矿物为主；稳定同位素研究显示，烟囱的δ^13CPDB值在-40．18‰～-38．69‰、δ^18OPDB值在3．75‰～4．31‰之间变化，显示了导源于甲烷厌氧氧化作用的特征，是海底富含甲烷的流体活动的最终产物。持续或间断的流体喷流活动，使神狐海区碳酸盐岩烟囱发生单阶段或多阶段沉淀。  相似文献   

我国高寒草甸碳循环研究进展     

张伟  张宏  泽柏 《山地学报》2006,24(B10):266-274

在我国，高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型之一，它对青藏高原大气与地面之间的能量平衡、水气交换、生物地球化学循环有着极其重要的作用。近年随着人们对全球气候变暖问题的日益关注，高寒草甸，这个全球气候敏感生态系统的源、汇动态及其影响因素的研究，成了认识全球碳循环的关键之一。分析了草地生态系统在碳循环研究中的地位和重要性，对我国高寒草地生态系统碳循环的研究现状作了较为详尽的阐述，包括植物、凋落物和土壤三大碳库以及主要含碳温室气体通量等。  相似文献   

中国活动火山区甲烷的碳同位素研究   总被引：8，自引：2，他引：8  

上官志冠  赵慈平高玲 《岩石学报》2006,22(6):1458-1464

中国长白山天池、腾冲、五大连池等主要活动火山区逸出气体中甲烷的碳同位素组成测试结果显示，腾冲、长白山（不包括天池火山口内湖滨）火山区岩浆来源气体中甲烷的δ^13C值的变化范围与国际上地热区甲烷大致相同，平均值分别为-19．0‰，-32．6‰；五大连池火山区与天池火山口内湖滨强气体释放带逸出甲烷的δ^13C值较低，平均值分别为-45．8‰和-47．9‰，类似于东非裂谷带基伍（Kivu）湖的甲烷。研究认为，这些低δ^13C值甲烷可能直接来自上地幔；岩浆来源甲烷在火山喷发过程中的动力学分馏导致了其δ^13C值的降低，岩浆源区越深，其δ^13C值越低；岩浆源区深度（d）与甲烷δ^13C值有如下关系：d（km）=0．0107（δ^13C1）^2＋1.14。岩浆来源CO2和CH4之间的碳同位素分馏温度可指示气体最后源区的深度。  相似文献   

加氢和TSR反应对天然气同位素组成的影响   总被引：2，自引：1，他引：2  

刘文汇  张殿伟王晓锋 《岩石学报》2006,22(8):2237-2242

天然气形成过程中的加氢作用和 TSR 反应是有机-无机相互作用的重要方式。相邻水体和深部来源的氢,是天然气形成的重要氢源,塔里木盆地天然气的甲烷氢同位素组成明显表现出不同沉积水体对甲烷氢同位素的控制作用,大宛105～25井和阿克1井具有深部流体加氢的特征;TSR 反应中硫同位素在不同反应阶段和反应过程具有不同的分馏特征,这种特征在四川盆地高舍硫天然气中具有很好的表现,TSR 反应硫同位素分馏一般小于20‰,而单体硫、黄铁矿和硫酸盐矿物等其它反应过程的产物硫同位素分馏不明显。  相似文献   

太湖湖滨带秋、冬季CH4排放特征及其影响因素初步研究   总被引：1，自引：2，他引：1  

王洪君  王为东  卢金伟  杨龙元  尹澄清 《湿地科学》2006,4(1):21-28

2003年9月至2004年2月期间,在太湖北部的梅梁湾湖区,采用原位静态暗箱方法,沿水体至陆地方向对两种典型湖滨带进行了CH4的近地(水)表面浓度体积分数和CH4排放通量研究。研究结果表明,观测期间的富营养化湖泊湖滨带是CH4的排放源,其近地(水)表面的CH4体积分数变化范围为1.889×10-6~14.151×10-6,高于大气背景的CH4体积分数(1.745×10-6)。研究区中,有植被的水向辐射区CH4体积分数最高,为(13.208±1.333)×10-6。观测期间,研究区的CH4排放通量变化在-179~83344μg/(m2·h)之间,秋、冬季CH4排放通量的平均值分别为(10530±22030)μg/(m2·h)和(106±354)μg/(m2·h)。在有植被的湖滨带,CH4排放通量具有明显的空间梯度变化,CH4排放通量从水体向陆地方向先升高,至水向辐射区达到最高,然后随地表土壤层水分含量的降低而降低,并且有植被的水向辐射区与其它各区的CH4排放通量存在显著性差异,有植被的水向辐射区是湖滨带的CH4高排放区,因此在进行水体CH4排放评估时必须单独考虑有植被的水向辐射区。  相似文献   

非对称天然沸石陶瓷膜的制备及其性能表征   总被引：1，自引：0，他引：1  

张学斌  胡晓翠  陈小丽  刘杏芹 《矿物学报》2007,27(1):6-10

利用天然沸石为主要原料,制备出具有过滤功能和重金属离子吸附功能的天然沸石非对称陶瓷膜。非对称膜中支撑体、中间层膜和顶层膜的平均孔径分别为6.6μm、0.6μm和0.1μm。非对称膜单位压力降(1 MPa)下的氮气通量和水通量分别为:24.69×103m3/(m2h)和1.87×103m3/(m2h);对重金属离子(铅离子)吸附交换能力为7.13 mg/g。  相似文献