全球变暖不同阶段热带辐合带的移动及其与大气能量输送的关系

基于第五次国际间耦合模式比较计划(The phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project,CMIP5)中在4.5 W/m^2的典型浓度路径(Representative Concentration Pathway,RCP4.5)试验结果,本文通过能量框架分析方法研究了全球变暖不同阶段热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,ITCZ)的南北移动及其主要机制,发现在温室气体持续增加的海洋快响应和温室气体达到稳定后的海洋慢响应两个阶段,ITCZ的移动都和跨赤道的大气能量输送(Atmosphere Heat Transport,AHT)变化显著相关,但两者变化的原因在两个阶段中是不同的。在快响应阶段,ITCZ位置的移动以及跨赤道AHT受大气层顶(Top of the Atmosphere,TOA)的能量变化驱动,主要与南大洋云短波辐射响应、北半球中高纬度云和地表的短波辐射响应有关,气溶胶减少引起的辐射响应变化使得ITCZ在大多数模式中表现出向北移动的特征。在慢响应下辐射强迫保持稳定,ITCZ在大多数模式中表现出向南移动的特征。这一时期ITCZ的移动由大气表面能量通量变化驱动,主要与潜热通量变化的南北半球差异有关。全球变暖不同阶段ITCZ移动与大气能量输送变化的关系差异反映了海洋对于气候变化的重要调控作用。     

西沙大气二氧化碳浓度变化特征研究

CO2是引起全球气候变暖的最重要温室气体。大气中过量CO2被海水吸收后将改变海水中碳酸盐体系的组成,造成海水酸化,危害海洋生态环境。本文采用局部近似回归法对2013年12月—2014年11月期间西沙海洋大气CO2浓度连续监测数据进行筛分,得到西沙大气CO2区域本底浓度。结果表明,西沙大气CO2区域浓度具有明显的日变化和季节变化特征。4个季节西沙大气CO2区域本底浓度日变化均表现为白天低、夜晚高,最高值405.39×10-6(体积比),最低值399.12×10-6(体积比)。西沙大气CO2区域本底浓度季节变化特征表现为春季和冬季高,夏季和秋季低。CO2月平均浓度最高值出现在2013年12月,为406.22×10-6(体积比),最低值出现在2014年9月,为398.68×10-6(体积比)。西沙大气CO2区域本底浓度日变化主要受本区域日照和温度控制。季节变化主要控制因素是南海季风和大气环流,南海尤其是北部海域初级生产力变化和海洋对大气CO2的源/汇调节作用。     

稳定同位素方法在海洋N_2O研究中应用展望

氧化亚氮(N2O)是大气中重要和微量的温室气体,且在平流层N2O形成NO自由基与O3发生反应破坏臭氧层.海洋是大气中N2O净源,但由于海洋中生物化学过程的复杂性,有关N2O形成机制至今是人们研究的重点和难点.应用稳定同位素分馏原理对海洋中N2O形成机制的研究,区分海洋中通过硝化和反硝化过程不同途径产生的N2O过程,为深入研究海洋中N2O循环、估算将来大气中N2O浓度变化提供有用工具.     

FOAM模拟的20世纪气候变化

在加入温室气体和太阳常数后,FOAM较好地模拟出20世纪气候变化的主要特征,与IPCC AR4模式和观测的结果基本保持一致,主要特征如下:(1)全球平均地表气温升高约0.6~0.7℃,海表面温度升高约0.4~0.5℃;地表温度升高不均匀,冰面大于陆地,陆地大于海洋,北半球大于南半球;对流层变暖,平流层变冷。(2)中纬度西风增强,西风带和信风带都有往极地移动的趋势,在南半球更明显;南北半球增暖的不对称可能影响信风的变化。(3)海表面温度经向梯度增大,和中纬度西风增强有互为因果的关系。(4)中低纬度蒸发加强,大气中的水汽增加,水汽的温室效应增强。(5)海洋上层增暖,副热带地区更明显;高纬度海洋变淡,太平洋变淡,印度洋和大西洋中低纬度变咸;北大西洋热盐环流减弱。     

楚科奇海表层沉积物的生源组分及其对碳埋藏的指示意义

工业革命以来大气中CO₂浓度由280 ppm剧增至375 ppm,是导致全球气候变暖的主要原因[1]。海洋作为大气CO₂的“汇”之一,每年可吸收人类释放CO₂气体总量的30%,对全球碳循环的收支平衡有重要作用[2]。两极地区是CO₂的主要汇区,也是全球变化的重要反馈窗口。因此,了解碳在北冰洋的生物地球化学循环过程是十分必要的[3-4]。海洋中的生源沉积物主要来自于海洋上层浮游生物碎屑的沉降,主要由蛋白石(以生物硅代替,BSi)、碳酸钙(CaCO₃)和有机质(通常用有机碳替代,TOC)组成[5]。     

古海洋生产力的研究方法

海洋的初级生产力控制了温室气体CO2在海洋和大气中的分配,进而影响着全球气候变迁,只有通过运用不同的生产力标志物才能探讨地质历史上海洋初级生产力的变迁及其对气候的影响。介绍了国内外在古海洋生产力研究领域内使用的主要方法和动态,并分别对生源物质累积率、底栖有孔虫标志物和地球化学标志物等研究方法进行了全面的分析和评述,指出在运用生产力标志物研究古生产力时应充分考虑不同标志物的适用性和局限性。     

海洋中挥发性卤代烃的研究进展

挥发性卤代烃(Volatile halocarbons,VHCs)是大气中一类重要的痕量温室气体和主要的臭氧层破坏者,在全球气候变化中起着十分重要的作用。大量研究表明海洋是大气中VHCs的重要源汇区,研究海洋中VHCs的生物地球化学循环,对于进一步了解海洋中的VHCs对未来全球气候的影响具有重要意义。本文针对国内、外有关海洋中VHCs生物地球化学循环研究的进展进行了综述,介绍了VHCs在海洋中的来源和产生机制、它的分布规律及其影响因素,从而归纳了VHCs在海洋中的迁移转化过程。针对目前缺乏对于海洋中VHCs的生物、非生物形成机制及其在海洋中迁移转化机制的具体过程的深入研究,以及有限航次的海洋中VHCs的浓度监测数据和源汇收支不平衡的问题,提出未来的研究需要加强海洋中VHCs的来源、生成机制、迁移转化机制及其影响因素的深入探究,开展更系统的长时间尺度和空间维度上的全球海域中VHCs大数据监测,并完善海-气通量的计算方法,准确估算海洋中VHCs的源汇。     

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。     

海洋科学问题的前景

J.A.克瑙斯博士是美国著名海洋学家,最近,他在美国海洋法和海洋政策研究中心主办的题为“美国90年代的海洋收益”的海洋政策研讨会上,发表了对当今六大海洋科学问题的看法。 1 全球变暖问题 布什政府曾投入大量资金,支持关于大气中二氧化碳和甲烷等温室气体浓度增大对地球温度产生影响的测量、探讨和精确预报的各项     

一个用于全球气候变化研究的海洋大气环流耦合模式Ⅰ.模式的形成及性能

本文初步建立了一个可用于模拟几十年到上百年气候变化的全球大气-海洋-海冰耦合的环流模式(CGCM).该模式采用“预估-校正”的月平均距平耦合方案,把一个两层大气环流模式(AGCM)和一个20层海洋环流模式(OGCM)耦合在一起;由于北冰洋尚未被包括在海洋模式内,因此我们在大气模式中嵌入了一个北冰洋薄层热力学海洋模式.130年的积分试验表明,尽管耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移现象,但模式模拟的全球气候的空间分布特征基本上是合理的.这为进一步利用该模式模拟全球增强温室效应提供了数值实验依据.