中国第二次北极科学考察路线上温室气体瓶采样结果分析

用气相色谱和非红外色散分析方法,分析了中国第二次北极科学考察路线上采集到的气体样品中温室气体(CO₂和CH₄)的浓度,对不同纬度带上CO₂和CH₄平均浓度变化特征进行了研究.结果表明:海洋表面不同纬度带上CO₂的浓度呈现出随纬度升高而减小的趋势,这与全球范围内CO₂的年平均浓度的地理分布特征相反,显示了海洋对CO₂气体的吸收作用.45°N以北的海洋表面,CH₄浓度有随纬度升高而增大的趋势,这与全球范围内CH₄的年平均浓度的地理分布特征相同;中纬度近海岸地区温室气体浓度变化无明显规律,可能受到区域或局地气团的影响较大.     

苏南地区温室气体CO2地质处置的探讨

化石能源是现代工业飞速发展的重要保障。但从工业革命以来,无节制的能源消耗导致越来越多的温室气体被排入大气,带来了一系列的环境问题,全球气候变暖就是其中最严重的问题。业已觉悟的国际社会,已经认识到问题的严重性,并开始行动起来,其中二氧化碳(CO₂)的回收及安全处置就是一项减缓大气变暖的重大工程。针对全球温室气体减排的压力,详细分析了CO₂的地质处置机制与措施,并探讨了工业发达的苏南地区进行CO₂地质处置的方式,认为存在苏北油田注CO₂增产、句容盆地深层盐水层或贫油气储层的CO₂地质处置和薄煤层CO₂吸附处置等3种方式,提出句容盆地将是未来苏南地区进行CO₂地质处置的重要场所,同时认为进行CO₂地质处置存在巨大的商机。     

河流二氧化碳释放研究进展

大气温室气体(GHGs)浓度的持续增加是气候变暖的重要驱动因素。河流系统是陆地、大气和海洋之间生物地球化学循环的重要纽带,河流GHGs释放被认为是全球GHGs的一个重要来源,亦是影响全球碳中和目标实现的不可忽视的因素。本文基于2010—2020年发表的全球河流二氧化碳(CO₂)释放的研究结果,系统分析了河流CO₂浓度与通量的全球和区域水平差异及其影响因素。研究发现,全球河流源头、干流和河口均为大气CO₂的源,全球河流CO₂总通量可达(2.16±0.38) Pg C·a^-1,其中源头>干流>河口,源头、干流和河口释放通量分别为(0.69±0.12) mol·m^-2·d^-1、(0.42±0.07) mol·m^-2·d^-1和(0.17±0.03) mol·m^-2·d^-1,释放总通量分别为(0.84±0.15) Pg C·a^-1     

2021年青海玛多MW7.4地震地表破裂带CO2脱气特征

大气圈温室气体CO₂浓度的增加是人为排放和自然过程排放共同作用的结果, 其中活动断裂带、火山地热区等地质源温室气体释放是导致大气温室气体浓度增加的重要自然因素。活动断裂带是地球脱气的重要通道之一, 释放规模巨大的CO₂温室气体, 尤其是在地震时气体释放会有明显的增强。2021年5月22日玛多M_W7.4地震在地表产生了约160km长的破裂带。利用静态暗箱法在破裂带开展了系统的CO₂通量测量, 获得了震后破裂带CO₂脱气特征。结果表明: 1)玛多M_W7.4地震地表破裂带平均CO₂释放通量为22.25g/(m² ·d), 最高CO₂释放通量为103.18g/(m² ·d)。CO₂通量剖面具有对称的特点, 在剖面中心点主破裂处通量值最高, 远离主破裂面, 通量值逐渐递减; 2)沿地震地表破裂带走向CO₂释放通量和同震水平位移具有较好的对应关系, 同震水平位移大的破裂位置, 具有较高的CO₂释放通量; 3)玛多M_W7.4地震地表破裂带震后年CO₂释放量为0.76 Mt, 释放规模相当于中国大陆新生代典型火山-地热区的3.5%。活动断裂带尤其是地震后产生的地表破裂带, 其CO₂释放量对大气圈温室气体的贡献不可忽视, 需要引起重视和深入研究。

     

火山口湖温室气体释放规模研究

火山口湖是地球上最为壮观的自然地貌之一。作为连接地表系统和地球深部岩浆-水热系统的纽带, 火山口湖是探索火山系统内部地质作用的重要窗口, 也是地球深部碳循环的重要环节。本研究在全球火山湖温室气体排放研究的基础上, 对火山口湖、玛珥湖和火山-构造有关的湖泊CO₂排放数据进行了甄别与梳理, 对火山口湖和玛珥湖温室气体释放特征进行了初步探讨; 同时, 以我国长白山天池火山口湖为例, 初步估算了天池火山口湖温室气体的释放规模, 并就火山口湖温室气体释放研究进行了展望。初步研究结果表明, 火山口湖的CO₂释放规模和释放速率整体上高于玛珥湖和火山-构造湖。火山口湖CO₂释放规模明显受火山活动的影响, 对火山活动具有较高的灵敏度, 是不可忽视的CO₂重要来源。作为我国典型的火山口湖, 长白山天池通过水-气界面扩散向大气中输送的CO₂规模为3.44×10⁴t/a, 大量CO₂溶解于湖水中, 湖水中溶解的CO₂规模为1.96×10⁵t。结合以往研究, 初步估算整个长白山天池火山区通过湿脱气系统向大气中释放的CO₂约占整个火山区CO₂释放总量的28%。虽然本研究仅对我国长白山天池火山口湖温室气体排放规模进行了初步估算, 但是随着研究程度的不断深入、调查范围的不断扩大, 火山口湖温室气体排放规模将会越来越精细, 火山区温室气体碳排放研究也会越来越系统, 火山区碳循环的路径也将会越来越清晰。

     

不同类型湿地CO2:CH4比例及其影响因素: 整合分析

湿地是温室气体二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)的主要来源之一,在全球碳循环中发挥着重要作用。由于CH₄在百年尺度上的全球增温潜势是CO₂的45倍,因此深入研究湿地CO₂:CH₄的排放比例及其影响因素对准确理解和预测湿地碳循环过程及其对未来全球变化的响应具有重要意义。本文采用文献整合分析方法,对比了不同类型湿地中CO₂:CH₄排放比例的特征及其影响因素。结果表明,藓类泥炭沼泽、滨海湿地和稻田中CO₂:CH₄排放比例显著高于草本沼泽、河流湿地和湖泊湿地等其他类型湿地;相关性分析研究发现,湿地CO₂:CH₄排放比例与pH和水位显著负相关,与盐度显著正相关。可见,藓类泥炭沼泽低水位和低pH抑制CH₄排放是导致其CO₂:CH₄排放比例较高的重要原因,而滨海湿地高盐分抑制CH₄排放是其CO₂:CH₄排放比例高的重要原因。与自然湿地相比,稻田CO₂:CH₄排放比例高与其人为施肥和稻草还田抑制CH₄排放有关。此外,大气温度、土壤温度、降水量、土壤含水率等因子也对湿地CO₂:CH₄排放比例具有重要影响,尽管它们之间的线性相关关系不显著。目前,湿地CO₂:CH₄排放比例和影响因素仍存在很大的不确定性,未来亟待加强不同类型湿地CO₂:CH₄排放比例及其关键影响因素研究。

     

人类巨量碳排放后果分析: 来自青藏高原综合调查的启示

人类巨量碳排放究竟导致什么后果,争议颇大,只有深入研究始新世以来大气CO₂浓度与环境变化,才有可能正确认识未来人类自身巨量碳排放之后果。大量研究揭示出: 从始新世到渐新世末期,大气CO₂浓度大幅下降,全球变冷,形成了大陆冰川; 中新世至今,大气CO₂浓度在低浓度背景之下长周期缓慢下降。当前尚不清楚何种机制主导了这一变化过程,也不清楚形成大陆冰川的水来自何方。为此,从青藏高原深部碳循环、表层水循环和环境变化的角度探讨这些问题,再分析未来人类巨量碳排放之后果。青藏高原在生长、隆升过程中,通过硅酸岩化学风化、植物光合作用、陆内俯冲(深埋)、水岩反应等方式,持续将巨量大气CO₂转化为富含碳元素的固、流体,封存在青藏高原新生的厚地壳之中,大幅降低了大气CO₂浓度,导致了全球变冷、大陆内陆(含青藏高原,下同)表层失水变干,形成了大陆冰川。渐新世—中新世之交,青藏高原生长到改变大气环流的规模,形成了亚洲季风,大陆内陆进一步荒漠化,捕获CO₂的量大幅下降,并与青藏高原内部所释放CO₂的量达到了准动态平衡,这是中新世以来大气CO₂浓度变化的主要机制。人类巨量碳排放彻底扭转了大气CO₂浓度长周期缓慢下降的趋势,大陆冰川因全球变暖所形成的液态水不会长期停留在海洋里,而以大气降水的方式重新回到干冷的大陆内陆,青藏高原将因此再次成为巨型水塔,缓解30多亿人的清洁饮用水问题。持续生长的高原和当前干冷荒漠化的大陆内陆通过前述多种方式固化人类排放的巨量CO₂,导致未来大气CO₂浓度在较高浓度背景下保持稳定,届时沙漠变绿洲,黄土高原变成有机质丰富的黑土高原,人居环境大幅改善; 但在盆地内部,PM2.5难以扩散,易形成雾霾。全球平均海平面因海水热膨胀而缓慢上升,上升速率约为1 mm/a。水主要在大陆冰川与内陆表层之间循环,与海平面升降之间没有因果关系。因此,人类巨量碳排放所导致的全球变暖对于人类自身的发展是利大于弊。     

冬春季青藏高原北麓河多年冻土活动层中气体CO2浓度分布特征

2005年1~5月在青藏高原北麓河附近的高寒干草原、高寒草甸和高寒草原3种典型草地上进行了不同深度土壤气体采样和CO₂浓度分析.结果表明:土壤剖面的土壤气体CO₂浓度呈现出上低下高的分布特征.在动态变化上,土壤中CO₂浓度在多年冻土活动层春季升温过程中出现一个峰值,经过短暂的降低后随夏季融化过程开始而升高.土壤剖面CO₂浓度与土壤有机碳、重组有机碳、轻组有机碳、水溶性有机碳、植物残体有机碳、微生物碳贮量和土壤温度呈明显的相关关系,在100 cm以上深度与土壤水分呈负相关关系.在整个观测期间,高寒干草原、高寒草原和高寒草甸植被下3种土壤剖面土壤气体CO₂浓度变化范围分别为1 052~3 050 mL·m^-3、3 425~39 144 mL·m^-3和984~12250 mL·m^-3,高于我国塿土CO₂浓度变化范围,也远远高于青藏高原五道梁地区高寒草原土壤气体CO₂浓度变化范围.石灰简育寒冻雏形土和石灰寒冻砂质新成土CO₂浓度变化范围低于国外报道的草地和农田CO₂浓度变化范围;石灰草毡寒冻雏形土CO₂浓度变化范围明显高于国外报道的草地和农田CO₂浓度变化范围.活动层冻结期,土壤CO₂的闭蓄作蓄作用比较明显.由于微地形导致土壤水分条件的差异,夏季融化过程各观测点土壤CO₂浓度开始升高时间存在差异.     

海洋直接注入CO2封存技术方法综述

人类活动造成的CO₂排放是全球气候变暖面临的主要挑战之一。CO₂封存有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术。海洋碳捕获、利用和封存(OCCUS)可以在较短时间内提供最大的碳封存能力,与其他地质封存方法相比更加安全有效。而且,多相态形式的CO₂(气态、液态、固态和水合物)可以在海洋纵深尺度上实现直接注入。海洋碳封存是一项发展潜力巨大、优势明显的新兴碳封存技术,是实现大规模碳减排的重要措施之一,具有广阔的应用前景。因此,笔者等系统地阐述了海洋CO₂直接注入、封存(OCS)的基本原理、技术现状、监测与评估,以及环境方面的影响,并对高效CO₂注入技术,CO₂泄漏的检测、防范与补救技术,以及海洋碳封存的生态后效等方面进行了展望。     

冻融作用对兴安型多年冻土区森林腐殖层土壤温室气体通量的影响

多年冻土区森林土壤是重要碳库，对于全球CO₂、N₂O和CH₄平衡具有重要意义，冻融循环是多年冻土区的重要特征，但冻融作用对不同林型腐殖土有机质分解和温室气体排放的影响需进一步研究。本研究对兴安落叶松林(针叶林)、白桦林(阔叶林)、兴安落叶松和白桦混交林(针阔混交林)三种林型的腐殖层土壤进行了42天的短期室内培养实验，探索冻融作用对土壤理化性质和温室气体排放的影响。结果表明，冻融导致森林腐殖层土壤溶解性有机碳(DOC)增加，针叶林、阔叶林和针阔混交林分别增加了314.8%、91.4%和43.2%，但冻融后短期内土壤有机碳分解的温度敏感性(Q₁₀)均明显下降，CO₂排放量在25℃时分别下降24.7%、36.4%和29.5%。同时冻融作用也降低了森林土壤吸收CH₄的能力，但没有发现对土壤N₂O排放产生明显影响。冻融作用短期内降低了森林土壤温室气体全球增温潜势(GWP)，其中对CO₂的抑制作用最为明显，阔叶林腐殖层土壤受...     

Γ布Ф值近似公式评析

水文频率计算中,对Γ分布的Ф值,有时亦采用近似公式.讨论了几个主要的近似公式--立方根变换法所得公式和Campbell公式,对其近似性和应用范围作了分析.经比较得知,近似公式一般只适用于G较小时,否则会出现大的偏差,必须慎用.     

水库诱发地震评价研究

本文是在总结了水库地震的基本情况和主要特征后,以工程地质学理论为基础,并结合地震地质学,对水库地震进行了评价.其目的是为了确保大坝施工期与建成后的安全运行,并根据库坝区的诱震地质条件,正确评价诱发地震的可能性及其可能造成的危害,为工程建设采取合理的对策提供依据.其步骤分为3步:水库地震可能性评价、水库地震危险性评价与水库地震监测和预测研究.其内容为区域工程地质、构造地质、水文地质、地震与水库地震监测,并依据世界水库地震资料的对比分析,总结出:构造断裂型、地表卸荷型与岩溶塌陷型3种主要水库地震类型的判据.其评价方法,主要是对水库地震综合性分区评价及水库地震强度的评价方法进行了详细的论述,具有较高的实用价值.     

矿产资源评价理论

矿产资源评价,习惯称“矿产预测”。我国大规模的矿产预测工作都是通过矿产区划实施的。自矿产预测开始之日起,存在矿产预测理论探讨的内容。过去由于受成矿学理论的限制,缺少矿产预测理论的系统总结,预测实际中运用经验达到预测的目的。我国自20世纪80年代至今,已开展过三轮矿产区划,长期的预测实践,积累了丰富的经验,已在多方面探索了矿产预测理论,用理论指导矿产预测。目前已总结了理论上有一定深度、工作中普遍适用、实践中已产生巨大效益的矿产预测理论。     

Seismic Hazard Assessment in Armenia

An evaluation of seismic hazard assessment in the territory of Armenia is presented in this work. The catastrophic M = 7.0 Spitak earthquake in 1988 revealed the drawbacks of the acting seismic zoning map. Two seismic hazard maps have been compiled in NSSP RA during 1991–1996. The deterministic approach was applied in the first one and the probabilistic in the second one. Both maps were compiled on the basis of the same database. Comparison between the maps shows good correlation. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Progress in NTHMP Hazard Assessment

The Hazard Assessment component of the U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program has completed 22 modeling efforts covering 113 coastal communities with an estimated population of 1.2 million residents that are at risk. Twenty-three evacuation maps have also been completed. Important improvements in organizational structure have been made with the addition of two State geotechnical agency representatives to Steering Group membership, and progress has been made on other improvements suggested by program reviewers.     

水库诱发地震评价研究

本文是在总结了水库地震的基本情况和主要特征后,以工程地质学理论为基础,并结合地震地质学,对水库地震进行了评价。其目的是为了确保大坝施工期与建成后的安全运行,并根据库坝区的诱震地质条件,正确评价诱发地震的可能性及其可能造成的危害,为工程建设采取合理的对策提供依据。其步骤分为三步：水库地震可能性评价、水库地震危险性评价与水库地震监测和预测研究。其内容为区域工程地质、构造地质、水文地质、地震与水库地震监测,并依据世界水库地震资料的对比分析,总结出：构造断裂型、地表卸荷型与岩溶塌陷型3种主要水库地震类型的判据。其评价方法,主要是对水库地震综合性分区评价及水库地震强度的评价方法进行了详细的论述,具有较高的实用价值。     

Assessment of the Garnet-Clinopyroxene Thermometer

A thermometer based on the MgFe_?1 exchange equilibrium between garnet and clinopyroxene is formulated by using new experimental data measured at 600° to 950°C, 0.8 to 3.0 GPa, and f(O₂) defined by the fayalite-quartz-magnetite buffer in the basalt-H₂O system. The new formulation is T = 3820 / 1.828 + lnK_D (1 + a(2.2 ? p)), where T is temperature (K), P is pressure (GPa), KD is the Fe-Mg partition coefficient between garnet and clino-pyroxene, defined as KD = (Fe²+/Mg)garnet/(Fe²+/Mg) clinopyroxene, and a = 132/T. Application of the thermometer to rocks in amphibolite, granulite, and eclogite terranes yields temperatures that are in reasonable agreement with other well-calibrated thermometers and the experimental calibrations by Ellis and Green (1979) and Pattison and Newton (1989).     

石家庄市地下水脆弱性评价

采用DRASTIC评价模型,不考虑地形与土壤两个因素,将人类活动(抽取地下水)与其他5个因素作为评价指标,对石家庄地区的地下水进行评价,由结果可以看出在人类活动频繁地区,人类活动是地下水脆弱性重要影响因素。     

Assessment of Geological Security and Integrated Assessment Geo-environmental Suitability in Worst-hit Areas in Wenchuan Quake

The Wenchuan earthquake in 2008 and geo-hazards triggered by the earthquake caused large injuries and deaths as well as destructive damage for infrastructures like construction,traffic and electricity.It is urgent to select relatively secure areas for townships and cities constructed in high mountainous regions with high magnitude earthquakes.This paper presents the basic thoughts, evaluation indices and evaluation methods of geological security evaluation,water and land resources security demonstration ...     

Geo-/Object-Coding for Local-Change Assessment

Missing availability of reliable and specific landscape data may pose substantial restrictions to successful exploitation of remote sensing data and fast implementation of GIS (Geo-Information Systems). The possibilities to document conditions with high spacial resolution at a given time and to review changing aspects by different disciplines represent opportunities for complex environmental programs.The article covers: geodata acquisition and processing, research, execution, and ergonomical/cognitive aspects. Application in inpenetrable terrain for research, landuse, and engineering requirements proved the feasibility especially in areas with high demand for timely, accurate, and comprehensive surveys.Airborne close-range sensing was developed to survey localities and regions. It is no competition to global-change monitoring and large area are mapping programs possible with remote sensing. Substituting only the bulk of field-work, leaving time for in-depth review in the field or in the office, the system provides a possibility to restudy points of interest.Exploitation of advanced metric cameras, specialized airborne platforms, and spatial overlay, recognition, and discrimination techniques form the backbone of the TOPOGRAMM approach. Multi-sectoral, multi-temporal, multi-spectral survey and processing methods rely basically on enlarged image scales additional to conventional aero-photogrammetry and analytic plotting. Measurements and identification, not primarily interpretation, allow to establish high-fidelity and high resolution geo-frameworks. Focussing on micro- and mesoscales, no emphasis is given to highest geometric accuracy used for geodetic surveys. Drawing near to the object allows extraction of thematical and semantical information, dimensions, and phenomelogy of objects hitherto only singularily available.

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