南极地区与全球变化集成研究展望

全球变化是21世纪人类发展面临着的重大课题。近20年来的南极研究为全球变化科学的形成和发展做出了重要贡献,许多证据表明南极地区是全球变化的最敏感指示器之一。南极地区的全球变化集成研究是目前极地科学和全球变化科学研究的重要方向。21世纪,围绕全球变化,国际上对南极地区的研究正朝向具有时间和空间尺度,具有生物、海洋、大气、岩石的圈层作用、星球之间的相互影响以及人类干扰因素等集成的关键过程研究。可以预测,对南极地区的多界面、大尺度、多学科的综合集成研究,将极大地丰富和提高人们对全球气候和环境变化的了解和预测能力。中国也将在国际南极地区与全球变化集成研究中作出自己的努力。     

南大洋二氧化碳源汇分布及其海-气通量研究

在 1 999年 1 2月 - 2 0 0 0年 2月“雪龙”号科学考察船往返于中山站和长城站期间 ,进行了大气及海表层 CO2 分压的连续测量。研究结果表明 ,在 80°W- 0°- 80°E之间 ,南大洋基本上是大气 CO2 的汇 ,尤其在 45°W- 3 0°W及 1 0°W- 1 0°E之间 ,是 CO2 的强汇区 ,往返的两次观测结果十分相似。观测发现 ,南大洋 1月份吸收大气 CO2 的能力近两倍于 1 2月份 ,这是由于该海域1月的生产力比 1 2月份高 ,因而反映了初级生产对大气 CO2 吸收的显著影响。利用最新的 K值计算方法表明 ,1月份二氧化碳的入海通量为 3 .98mol/(m2 · a) ,1 2月份的为2 .1 3 mol/(m2 · a) ,综合两个月的值平均 ,南大洋夏季 CO2 的平均通量为 3 .0 6 mol/(m2 · a) ,是南半球夏季一个重要的汇区     

影响北极地区迅速变化的一些关键过程研究

最近研究证明 ,近半个世纪来 ,北极地区正在发生迅速变化。部分地区温度上升了 2- 3°C ,北冰洋海冰退缩 5 %,中心地区海冰厚度变薄 ,海面压力降低 ,中上层水淡化和变暖 ,吸收CO2 能力增加 ,臭氧耗损和紫外线辐射增强。中国于 1 999年开展了“中国首次北极科学考察” ,在楚科奇海、加拿大海盆、白令海以及临近海域开展了海冰气相互作用的多学科综合考察 ,对北极的区域特征及其在全球变化中的作用研究获得一些新的认识。观测到加拿大海盆中层水持续增暖的现象 ,揭示了西北冰洋与白令海水体交换的途径和次表层暖水结构 ,发现了加拿大海盆是北冰洋河水的主要储存区。利用联合冰站观测数据 ,模拟了北冰洋夏季大气边界层结构和下垫面能量平衡的变化特征 ,定量给出了北冰洋夏季海 /气和冰 /气之间湍流通量和边界层参数的差异。海 /气CO2 的通量观测表明 ,考察区的大部分海域均为大气CO2 汇区 ;西北冰洋海冰区具有较高的生物泵运转效率 ,楚科奇海陆架是一个高效的有机碳“汇”区 ,寒冷水体中微生物活动并未受到明显抑制。沉积物的地球化学过程研究表明 ,海底表层沉积物中碘含量存在着由低纬度到高纬度增加趋势 ,北极地区可能是碘的汇区 ,碘可作为极区古海洋中的地球化学元素变化的重要指标。楚科奇海、白令海     

Chemistry of Aerosols over Chukchi Sea and Bering Sea

The contents of elements in aerosols sampled during the First Chinese Arctic Research Expedition (CHINARE-1) show great differences from one element to another. Na, K,Ca, Mg, A1, F, and Cl are the major components in the aerosols, whose contents are larger than 30 ng/m^3. The chemical elements whose contents vary between 0.1 - 30 ng/m^3 are Br,Sr, Cr, Ni, and Zn. The chemical elements whose contents are close to or slightly higher than 0.1 ng/m^3 are Rb, Ba, Zr, Th, and Pb. The contents of As, Sb, W, Mo, Au, La, Ce, Nd,Sin, Eu, Tb, Yb, Lu, Sc, Co, Hf, Ta, and Cd are less than 0.1 ng/m^3. The mass concentration data for the same element, as observed during CHINARE-1, are almost accordant, but much lower than what is observed in the China‘ s seas or the coasts of China. The enrichment factor and electron microscopic analyses and lead isotope tracing were used to distinguish their sources.Four groups of sources can be classified as follows: anthropogenic: As, Sb, W, F, Mo, Au,Cu, Pb, Cd, V; crustal: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu, Fe, Sc, Cr, Co, Ba, Zr, Hf,Ta, Cs, Mn, Th, U; oceanic:Na, K, Ca, and Mg; and mixing: Rb, Sr, Ca, and Mg.     

基于水-汽平衡器的离轴积分腔输出光谱法(ICOS)走航观测海水中溶解CH4

A new off-axis integrated cavity output spectroscopy(ICOS) is coupled to Weiss equilibrator for continuous highresolution dissolved methane measurement in the surface ocean. The time constant for the equilibrator in freshwater at room temperature is determined via dis-equilibration and re-equilibration experiments. The constant for methane is about 40 min. The system is calibrated using a standard gas of 3.980×10–6, and the precision of the ICOS for methane is 0.07%. This system is equipped onboard to measure the spatial distribution in methane concentrations of South Yellow Sea(SYS) along the cruise track from Shanghai to Qingdao. Result shows that the methane concentration varies from 2.79 to 36.36 nmol/L, reveals a significant pattern of methane source in SYS, and a distinct decreasing trend from south to north. The peak value occurs at the coast area outside mouth of the Changjiang River, likely to be affected by the Changjiang diluted water mass dissolving a large amount of rich in methane. Moreover, all the surface waters are oversaturated, air-to-sea fluxes range from 98.59 to 5 485.35 μmol/(m2·d)(average value(1 169.74±1 398.46) μmol/(m2·d)), indicating a source region for methane to the atmosphere. Key words: methane, equilibrator, off-axis integrated cavity output spectroscopy(ICOS), South Yellow Sea     

FACTOR ANALYSIS FOR CHARACTERIZATION OF THE MARINE AEROSOL IN BERMUDA ATMOSPHERE

Factor analysis was used to distinguish the major sources of the marine aerosol in Bermuda atmosphere. The data investigated from Bermuda were best represented by three sourses: pollution derived from North America, weathered crustal material from North Africa, and marine source from the sea spray.     

环球海洋大气气溶胶化学研究 Ⅰ.Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F的特征

利用我国“极地号”科学考察船的南极和环球科学考察,采集了太平洋、南极海域、南大西洋、印度洋及航线近岸海域大气的58个气溶胶样品,对Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F进行多元相关分析表明,气溶胶中的Na、Mg、K主要来自海洋,它们之间的比值接近其在大洋海水的平均比值;Cl和Ca在大洋上空也主要来自海水,但近岸海域大气,却明显受到陆源物质输送影响,呈现出不同的Cl/Na和Ca/Na比值;Ca、Br、F在大气中的富集,在大洋上空可能归因于海洋生物活动或海洋微表层富集作用,而在近岸大气,归因于陆源输送影响。     

海洋二氧化碳的研究进展

海洋是一个巨大的碳库,具有潜在的缓冲大气CO2增加的能力,研究CO2在海洋中的转移和归宿,对于预测未来大气CO2含量乃至全球气候变化具有重要意义。综述了海洋CO2的研究现状,着重介绍海洋CO2的源与汇、海—气CO2通量的估算以及海洋环流、生物泵和海洋生态在海洋碳循环中的作用,并对该研究领域的发展趋势进行了总结。     

厦门海域大气气溶胶特征

1988年12月至1990年3月,利用中美海气实验厦门观测站,采集了厦门海域107个气溶胶样品,利用离子色谱法和原子吸收分光法测定其中的Na+、Cl-、SO₄2-、NO₃-、NH₄+、Al、Fe、V、Pb、Cu、Cd.本文分析了厦门海域大气气溶胶中物质的浓度分布特征及季节变化规律.结果表明,厦门海域大气气溶胶物质主要来源为海水、土壤尘、煤烟尘和燃油灰,陆源物质具有明显的季节变化,湿季浓度明显低于干季,雨水对大气中颗粒物的清除起着重要作用.