南黄海溶解氧在海——空之间的交换

海空界面之间的气体交换，是研究气体在海洋中循环的一个重要内容。而大气中的一些可能影响气候的痕量气体，以及由海洋产生，并向大气释放的气体，在海空界面之间的交换通量及交换速度，近年来更引起人们的注意。了解气体在海空界面上的交换速度对解决这些问题是非常重要的。     

名词解释

名词解释海气用互作用（ａｌ。－。。ａ－ｉ。ｔｅｒｘｃｔｉｏｎ）：由于大气和海洋组成了两种混合流体的单一的机械和热力体系。穿越大气海洋界面发生了热量、动量＿因体和气体均交换，从而产生了海气相互作用。由于海气界面是一个非常复杂的移动界面，＿通常难以测量这...     

北太平洋西部海-气热量交换对我国汛期降水的影响

海洋与大气界面上的热量交换是海气相互作用的重要內容。海洋给大气热量的多少,不仅对海洋表层热状况,而且对天气及气候的形成、变迁都有着重要的作用。已有的资料表明,北太平洋西部海洋热状况异常对我国大陆降水有着重要的影响。本文拟用北太平洋西部大面积长时间的海气热量交换值,来寻求它与     

1959年北太平洋海区海洋与大气能量交换的基本特征

海洋与大气的相互作用问题,是气象学和海洋学研究的重要问题之一。海洋与大气的能量交换(以下简称海气间能量交换)问题亦日益受到各国学者的重视。叶笃正在论述近代气象学的新发展和展望中指出:海洋的热容量很大,海水温度的小量变化给予大气的影响是不容忽视的;不了解大气和海洋的关系,对长期预告是不利的。 海气间能量交换,即海洋表面与近海面层大气的热量交换。Ⅲ早在1935年     

副热带海域的海洋加热异常及其对副高的影响

海洋在天气、气候及大气环流变化过程中起着重要作用,海洋热源的异常分布是造成长期天气异常的重要原因。海洋对大气的作用主要是通过海气界面的热量交换来实现的，因此,直接运用海气热量交换来考虑海洋对大气的加热作用,分析海洋加热异常对长期天气、气候及大气环流的影响,具有更明确的物理意义。 西北太平洋副热带高压是造成我国旱、涝及天气变化的主要副热带天气系统,对我国夏季气温、雨带位置及强度影响很大。西北太平洋中、低纬副热带地区是海洋向大气提供热量和水汽较多的地区,也是海气相互作用最强烈的海域,这一地区的海洋加热对西北太平洋副热带高压的变化将有直接影响。本文分析了冬季西北太平洋副热带海域海洋加热主要场的分布特征,指出了海洋加热与西北太平洋副热带高压的关系。结果表明,冬季该海域海洋加热较常年偏多时,冬、春至初夏副高偏弱,位置偏东、南(6月副高脊线位置除外);反之,海洋加热较常年偏少时,副高偏强,位置偏西、北(6月副高脊线位置除外)。该海域海洋加热对副热带地区大气环流,尤其是副热带高压环流的变化有着重要作用。本结果对预测西北太平洋副热带高压的变化,研究中纬度海洋加热对西北太平洋副热带高压及其大气环流的影响有十分重要的意义。     

中太平洋西部赤道附近天气与海气热交换关系的初步分析

中太平洋西部赤道附近地处低纬,属热带海洋区域,温度高,蒸发量大,是地球大气中水分和热量的主要源地之一。由于热带天气的变化,对推动和调整全球大气环流具有很大的作用和影响,而热通量变化是被看作海洋-大气间的反馈过程中重要的一个过程。海气界面热量交换是剖析海气相互作用机制的一个重要环节。就海气界面热量交换而言,许多作者已经作了大量研究。但对中太平洋西部海区来说,研究尚少。本文,拟就中太平洋西部赤道附近产生的天气与海气热交换关系进行初步分析。     

台风期间海洋飞沫对海气湍通量的影响研究

本文以2006年9月日本以南海域的台风YAGI为例,应用黑潮延伸体附近的KEO浮标观测资料,并结合卫星遥感等融合资料,分析海洋飞沫在台风不同发展阶段对海气界面间热量通量和动量通量的影响。首先,定量地分析台风期间海洋飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫能够显著地加剧海气界面间的热量交换,尤其是潜热交换。海洋飞沫增加的热通量随着风速的增强而增大,随着波龄的增大而减小。随后,通过动量分析表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫显著地增强了由大气向海洋的动量转移。当风速达到台风量级后,考虑海洋飞沫所增加的动量通量与界面动量通量大小相当,同时,在此风速条件下,海洋飞沫在海气界面形成极限饱和悬浮层,抑制风到海表面的动量转移,导致海气界面间总的动量通量的增长率随之减小。     

西太平洋赤道海域海气界面二氧化碳交换的计算

根据1986年11月32站和12站2个连续站的观测资料,计算溶解氧和二氧化碳在海气界面的交换速率。 调查海域溶解氧海气交换平均活塞速度0.378m/h,平均边界层厚度为30μm。忽略气体-溶剂反应对交换速率的影响,把由氧求得的边界层厚度应用于CO_2海气界面交换计算,求得CO_2的活塞速度为0.22m/h。     

海洋中生源活性气体的来源与迁移转化

海洋生源活性气体主要包括二甲基硫（DMS）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、一氧化碳（CO）、挥发性卤代烃（VHCs）和非甲烷烃（NMHCs）等。它们通过海-气交换进入大气，不仅在全球碳、氮和硫循环中发挥关键作用，而且会直接或间接地对环境和气候变化产生重要影响。海洋释放的活性气体一类属于温室效应气体（CH₄、N₂O、VHCs和CO等），另一类会在大气中发生化学反应，控制着大气氧化平衡和臭氧浓度（VHCs和NMHCs）。而DMS属于负温室效应气体，其在大气中被快速氧化形成硫酸盐气溶胶，进而对云的形成和辐射强迫产生重要影响。本文综述了国内外海洋生源活性气体的研究现状，着重介绍了DMS、CH₄和N₂O的来源、迁移转化、海-气通量及其影响机制，并指明了该领域存在的科学问题及今后的研究方向。     

百慕大群岛上空气溶胶物质的因子分析

海洋上空中存在的气溶胶称为海洋气溶胶,它是由陆源和海源物质混合组成的。海洋气溶胶浓度变化由每立方米几微克到几百微克,颗粒直径从0.1μm到50μm,在大气中的滞留时间从几小时到几天,从而构成了一种多来源的复杂体系。海洋气溶胶的颗粒在从陆地向海洋和从海洋向陆地的地球化学过程中起着一种大气通道的桥梁作用。在海气交换中的物质交换和能量交换中扮演着重要角色。正确判别海洋气溶胶中的物质来源,评价各个来源的贡献通量,对研究大气生物地球化学循环以及人类活动对其影响有着重要的意义。本文采用因子分析方法[1],对百慕大上空的78个海洋气溶胶样品进行来源判别1),获得较为理想的结果。     

南海东北区的二氧化碳体系

海洋中的二氧化碳-碳酸盐体系是重要而复杂的平衡体系。它对于大气一海洋界面以及海水的化学和海洋沉积物的沉积过程起着重要的作用,计有如下一些平衡关系:     

海空重力测量及应用技术研究进展与展望(二):传感器与测量规划设计技术

分3个阶段全面分析总结了海空重力测量传感器的发展进程及研究现状,简要介绍了作为海空重力测量重要组成部分的定位系统的技术发展状况,分析展望了海空重力仪稳定性测试与评估技术的发展前景,详细论述了海洋重力场特征的分析方法及研究方向,分析讨论了海洋重力场信息应用需求与海空重力测量规划设计的内在联系及海洋重力测线布设技术的研究进展。     

南海区域海面热量平衡特性及其对海温场的影响

一、前言近年来,中外许多从事气象工作的研究人员,已揭示了海洋对大气过程有着直接影响的重要事实,特别是在长期天气预报中,海洋的作用更是不可忽视的重要因子。人们知道,海洋和大气之间存在着连续的热量交换过程,探讨其间的变化规律,有助于了解水文气象要素的变化,对于进一步揭示和研究海洋与大气之间的相互关系有着重要意义。目前,南海区域的海—气间的相互作用的研究工作开展的不多。本文采用实际资料计算了我国南海区域(9°N—21°N,110°E—120°E)逐月海面热量平衡诸分量,对其特性进行了     

秋季胶州湾潮间带汞通量的初步研究

分别于2010年10月、11月,利用动力学通量箱对胶州湾东北部潮间带沉积物与大气界面间的汞交换通量进行了现场测定。结果表明:大气汞含量较高(4.8±1.3ng/m3),高于全球背景值,沉积物汞含量超过海洋沉积物质量一类标准;2次采样潮间带沉积物-大气汞的释放通量均在午后出现最大值,分别为2.47ng/(m2·h)和2.75ng/(m2·h)。潮间带沉积物-大气间的汞交换通量与太阳辐射、沉积物温度以及大气温度有显著的正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系。     

台风"森拉克"的数值模拟研究:海洋飞沫的作用

台风作为一种在海洋上生成和演变的强烈天气现象，除了环境流场、自身结构以及地形等因子对它产生影响外，海气间的热量动量交换也是台风演变过程中不可或缺的因子。台风期间在海气界面生成大量海洋飞沫，这些飞沫在台风边界层的蒸发必然对海气之间的通量传输过程产生影响，进而影响到台风本身的演变。文章将海洋飞沫参数化引入大气中尺度模式中，对2002年16号台风“森拉克”的演变进行了数值模拟研究。结果表明，引入海洋飞沫参数化方案，可使台风期间海气界面的潜热通量增加50％，10m层风速最大值增加30％，从而使模拟台风的强度明显增加，使模拟结果更趋于合理。因此，在台风数值模拟和预报中考虑海洋飞沫的作用是十分必要的。     

吹扫-捕集气相色谱法测定海水中挥发性卤代烃

挥发性卤代烃(VHC)是大气中的痕量气体,对臭氧层损耗和温室效应有重要作用。海洋是大气中VHC的主要自然排放源,开展海洋VHC的研究有助于了解海洋对大气VHC和全球变暖的贡献。本文建立了吹扫-捕集与气相色谱-微池电子捕获检测器联用技术(P-T-GC-(ECD)分析海水中6种VHC的方法,确定了吹扫-捕集条件和气相色谱分离条件。该方法的检测限在0.003~0.369 ng.L-1之间;相对标准偏差是1.83~3.97;加标回收率为98.1%~110.2%;相关系数在0.997 3~0.999 8之间。可准确地测定海水中6种VHC。     

热带西太平洋的海-气热交换特征及其与OLR的关系

热带西太平洋作为赤道附近最强的大气加热区,该区域内通过海-气界面上热量交换而实现的海-气相互作用,对大气温压场的转变,以及进一步影响大气环流的变化有着极重要的作用,为了对热带西太平洋区域的海洋和大气特征有更深的认识和了解,已有不少学者进行了大量的研究[6],尤其是作为“热带海洋与全球大气”研究计划(TOGA)一部分的“中美西太平洋海-气合作考察”所得到的一系列观测事实,更促进了这一区域的研究工作.     

雨滴对水-气界面溶解氧与pH扩散影响的平面光极观测方法

水-气界面是一个重要的物质交换过程界面，对生态系统及生物地球化学循环过程有着重要影响。自然界的降雨可以改变水体表面平衡状态，提高气体在界面的通量交换速率，使得水体界面溶解氧和pH的水平、垂直方向浓度分布发生变化。本文利用平面传感膜具有高时空分辨率、可提供两维浓度分布信息的特点，开展了雨滴对水-气微界面层中的氧气扩散和pH值分布变化模拟实验，采用双参数平面光极同步测量获取低溶解气体在水-气界面的两维分布浓度变化。实验结果证明在受风速、温度影响较小区域，降雨过程对调节表层水体的溶解氧含量和pH值变化具有重要作用，雨滴可以打破水-气界面的微表层平衡机制，促进大气中氧气在表层水体的溶解，使得水面垂直方向23 mm内的溶解氧平均升高2.3 mg/L；降雨对水面12 mm之内表层水体pH值产生的影响较为明显，pH值平均降低了0.2~0.4个单位，表明降雨雨滴促进大气在水-气界面的迁移进程，溶解的CO₂使得表层水体向酸性方向转化。本文提出的基于平面光极两维观测方法为评估低风速、高降雨或低降雨区域的海岸带溶解氧和pH值的变化提供高空间分辨率的水-气界面实时观测新的技术支撑。     

全球海洋与大气界面的熵通量估算

给出并讨论了海洋系统中由于热量交换、物质交换以及外力做功引起的熵通量的表达式;同时,根据新近调整的全球海 气界面的气候平均资料,估计了全球海洋与大气界面气候年平均的熵通量(熵流),这一熵通量主要取决于海 气界面的热量和物质交换的空间不均匀性。计算结果显示,由热量交换分量引起的熵通量对海洋系统的总熵通量起到主要的贡献作用,其值约为-555.6mW·(m2·K)-1;由海表风应力做功引起的熵通量相对较小,约为-0.09mW·(m2·K)-1;由物质交换引起的熵通量最小,仅为-0.02mW·(m2·K)-1。总的来说,海洋系统从外界获得的总熵通量为-555.7mW·(m2·K)-1,这也就意味着在气候平均定态下,海洋系统内部的熵产生在量值上等于系统的熵交换,即为555.7mW·(m2·K)-1。海洋系统的负熵流与其内部的各种不可逆过程引起的熵产生取得平衡,确保了全球海洋系统处于非平衡热力学定态,并维持着海洋系统中各种尺度的时 空有序现象的消长过程。     

二氧化碳,海洋与气候

文章讨论了由于大气中CO_2浓度的增加所产生的“温室效应”和海洋与CO_2之间的相互作用。已有的研究表明,自从工业革命以来,大气中CO_2浓度已由290ppmv增至340ppmv左右,并且目前人类每年大约向大气输送180×10~8t的CO_2,大气的平均温度以0.1—0.5℃/10α的速度增加。据估计,截止本世纪末地球大气的平均温度将升高3±1.5℃。这种现象对地球的环境生态将产生明显的影响。海洋是碳的巨大贮存所(约390×10~11t溶解碳),海洋能够吸收和释放CO_2;CO_2在海洋的穿透深度为700m。已有的研究结果表明,CO_2在海洋和大气之间处于不平衡状态。本文提出,是否可以通过研究CO_2在大气与海洋之间的相互作用,海洋吸收、贮存和转移CO_2的能力来了解碳在海洋中的转移通道和大气中CO_2浓度的变化倾向,从而预测世界范围内气候的变化趋势,并初步予以探讨。