珠江口颗粒物Ba的解吸作用对其入海能量的影响

本提出了一个改进的箱子模式，应用改进模式研究了班江口颗粒物Ba的解吸作用对其入海量的影响。结果表明，珠江口Ba的入海总通量大约是3．96×10^g/a；颗粒物Ba的解吸使溶解Ba的大陆性通量增加了1．17倍。     

钦州湾河流沉积物中镭的解吸行为

放射性镭同位素在海底地下水排放（SGD）等海洋物质变化过程的研究中具有优良的示踪作用,估算SGD通量时需要计算河流悬浮颗粒物的解吸通量。因此,对河流沉积物/悬浮颗粒物中镭同位素解吸行为的研究不可或缺,而目前对于粒度较小范围内镭同位素的解吸特征及其机理的研究依然不足。本文选用钦州湾河流沉积物,通过室内实验探究粒度和盐度对沉积物中镭同位素解吸行为的影响。结果表明,在沉积物平均粒径0.9~136.0 μm范围内,随着粒径增大,沉积物中镭同位素在海水（盐度为33.9）中解吸活度逐渐减小,且变化趋势也逐渐变缓,平均粒径大于43.7 μm后,解吸量几乎不变;在海水盐度4.9~33.9范围内,随着盐度增大,沉积物中镭同位素解吸活度逐渐增大,盐度大于24.9后,解吸量趋于不变。本文创新性地建立了沉积物表面分形结构的镭解吸理论模型,拟合得到钦州湾河流沉积物表面最大可交换态224Ra、226Ra和228Ra活度分别为1.13 dpm/g、0.17 dpm/g和0.85 dpm/g,以干重计;沉积物中224Ra、226Ra和228Ra最大解吸比分别为30%、7%和18%。钦州湾河流沉积物颗粒表面最大可交换态224Ra和226Ra活度分别处于全球中等水平和较低水平,而其最大解吸比分别处于全球较高水平和较低水平。本研究结果有助于更好地理解镭同位素的解吸行为,以帮助更准确地估算SGD通量。     

黄海夏季水域沉降颗粒物垂直通量的研究

20 0 2年 8月 ,沿穿过黄海冷水团的青岛至济州岛断面 ,在 4个站位放置沉积物捕获器采集沉降颗粒物。镜检发现无机颗粒物、生物粪球以及混杂聚合体是本断面沉降颗粒物主要类型。测定结果显示沉降颗粒物中的颗粒有机碳 (POC)、颗粒有机氮 (PON)、颗粒碳 (PC)、颗粒氮 (PN)和颗粒磷 (PP)的百分含量均呈现从表层到底层逐渐下降的趋势。采用两个改进的模型对底层颗粒物再悬浮比率进行了计算 ,显示黄海海域夏季底层沉降颗粒物再悬浮比率为 90 %— 96%,表明底层沉降颗粒物主要来源于沉积物的再悬浮。两模型所得结果一致 ,证明用温跃层底部颗粒物沉降通量代表水体中颗粒物净沉降通量的假设是合理的。水体中颗粒物、POC及PON的净沉降通量 (±SE)分别为 ( 1 2 65± 3 5 5 )g/(m2 ·d)、( 0 2 9± 0 0 4 )g/(m2 ·d)和( 0 0 6± 0 0 1 )g/(m2 ·d)。     

青岛近海海域气溶胶干沉降通量模拟Ⅱ--几种微量金属的干沉降通量研究

了解元素的地球化学特征,运用改进了湿度计算方法的Williams干沉降模型和同步观测的气象数据,计算了不同粒径气溶胶粒子在青岛海区海水表面的干沉降速率,并结合实验测定的Al,Fe,Mn,Cu,Pb,Zn6种金属元素的平均浓度,估算了它们从2001年5月~2002年4月在仰口(1#)、八关山(2#)和沧口(3#)3个采样点的每月和全年干沉降通量。结果显示,地壳元素Al,Fe,Mn在春、冬季对海域的输入量较大,而人为元素Cu,Pb,Zn则在秋、冬季较高。总悬浮颗粒物和这6种金属元素的干沉降通量在空间上的分布特征为:3#>2#>1#。PM10(空气动力学粒径<10μm的颗粒)颗粒物的干沉降通量远低于TSP(总悬浮颗粒物),仅占TSP干沉降通量的6.6%。PM10与TSP中6种金属元素的浓度比和干沉降通量比表明,Cu,Pb,Zn更容易分布在PM10颗粒物上。除Pb外,PM10及PM10颗粒物中Al,Fe,Mn,Cu,Zn干沉降通量的月际变化和TSP基本一致。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据１９８７年３月至１９８８年１２月九龙江口、厦门西海域调查资料、讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约５ｋｍ，磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在，在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在，缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉和只物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用，是该水域溶解态无机磷再生     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据1987年3月至1988年12月九龙江口、厦门西海域调查资料,讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约5km。磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在,在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在。缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉积物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用,是该水域溶解态无机磷再生的两个主要来源。潮汐运动对磷的形态变化有影响。     

韩江口及汕头港沉积物中金属元素的化学形态

本文利用连续浸提法对粤东韩江口海域的9个站的沉积物中Cu,Pb,Zn,Fe,Mn,Al,si,Ba,Be Cr等10种元素的5种化学形态进行了研究。结果表明:Al,Si,Cr,Ba主要以残留物存在(约90％);Cu的残留物也占较大比例(>70％);Fe主要以铁锰氧化物和残留物存在(>90％);其它元素无一定规律。     

溶解作用对南海北部沉积物捕获器碳、氮通量估算的影响

由于化学溶出、物理溶解以及胞外酶等作用,沉积物捕获器中颗粒物在锚系布放期间会发生一定程度的溶解,从而引起沉积物捕获器中碳、氮颗粒物通量的低估。本文对于1987—1988年南海北部中深层沉积物捕获器中碳、氮颗粒物的溶解作用进行了研究。溶解作用对于碳、氮通量估算的影响大致随着深度的增加而减小。总体而言,颗粒有机碳通量低估约3.8%~40.3%,平均值为26.6%。颗粒氮通量低估约4.2%~76.4%,平均值为43.7%。碳、氮颗粒物的溶出量与颗粒物通量大小关系不明显,但是样品储存时间对于碳、氮颗粒物溶解作用的影响较显著,储存时间较长的样品中颗粒物溶出量更大。     

赤道印度洋中部沉降颗粒物的季节变化特征及调控机制研究

基于2020年1—12月在赤道印度洋中部海域获取的沉积物捕获器时间序列样品,分析了沉降颗粒物与颗粒有机碳（particulate organic carbon, POC）通量的季节变化特征,并结合卫星遥感、数值模式及再分析数据探究上层物理过程对生物泵输出通量的调控作用。结果表明,2020年赤道印度洋中部海域的沉降颗粒物总通量与颗粒有机碳通量的变化范围分别为4.57~35.75 mg/(m2·d)\[(18.94±10.18) mg/(m2·d)\]和0.27~2.97 mg/(m2·d)\[(1.09±0.66) mg/(m2·d)\],两者均呈现显著的季节变化特征。总体上,1—3月、6月和9—11月呈现出3个显著的高通量事件。通过分析发现混合层深度变化与营养盐跃层波动的耦合作用可能是调控中深层通量变化的主要原因。与此同时,西南季风流（Southwest Monsoon Current, SMC）与赤道Wyrtki急流生消也可能通过改变温跃层或营养盐跃层深度对沉降颗粒物通量强度和季节变化起调控作用。     

南极普里兹湾外海沉降颗粒物通量、组成变化及其与罗斯海对比研究

在南极普里兹湾外开阔海域布放时间系列沉积物捕获器,研究沉降颗粒物中生源组分(生物硅、有机质、碳酸钙)通量、组成、来源及元素的摩尔比值的生物地球化学意义,结果表明Ⅲ-1+站在1000m处颗粒物总通量的变化为13.00~334.59mg/(d·m2),颗粒物中以生物硅为主,占总通量的80%以上;各组分通量呈现明显的季节性变化.结合罗斯海沉降颗粒物通量和元素的摩尔比值的对比研究表明,研究海域1000m深的沉降颗粒物中生物硅与有机碳元素摩尔比值、无机碳与有机碳的元素摩尔比值较高,表明研究海域生物硅与有机碳生物地球化学循环过程是非耦合的,生物活动有效地将CO₂由表层水中移出.     

黄海、东海上层海水磷循环的同位素示踪研究

采用超低本底液闪β计数的方法,测定了春季黄海、东海海水中溶解态、悬浮物、筛绢颗粒物和雨水中天然32P和33P的比活度.结果显示,上层海水各相33P,32P的比活度相当低,其中TDP的32P,33P比活度的浓度最高,悬浮物次之,筛绢颗粒物最低.海水各相中33P与32P活度比值从TDP到悬浮物、筛绢颗粒物逐渐增大,反映出食物链传递过程中磷的年龄逐渐增加.根据稳态模式的估算结果,海水各相中磷的停留时间具有明显的区域变化特征,其中近岸和内陆架溶解磷的停留时间比外陆架短,仅为3~4 d,意味着近岸和内陆架海区低浓度的磷也可能维持高生物生产力的运转.利用稳态模式还估算出浮游植物的碳同化通量为189~814 mg/(m2·d),浮游动物的碳摄食通量为10~161 mg/(m2·d).此外,通过比较雨水32P,33P的输入通量和海水32P,33P积存量,利用质量平衡方法估算出上层海水POC输出通量为102~972 mg/(m2·d).     

以Ba为指标反演海洋古生产力的研究进展

海洋沉积物中的生源Ba通量与有机碳通量有着惊人的相关性，因此Ba很适合作为古生产力的指标。概述了Ba与生产力的相关性原理．对反演过程中3个主要影响因子(沉积环境、海水中的Ba浓度、沉积物堆积速率)进行了探讨．分析了计算模型并对模型发展方向作了预测。认为生源Ba形成机制和沉积环境中干扰因素扣除将是今后研究的重点．指出在我国开展以Ba为指标的古生产力研究对古海洋生态环境研究有重要意义。     

夏季九龙江口红树林土壤-大气界面温室气体通量的研究

红树林湿地土壤是一个潜在的温室气体排放源.调查了夏季福建九龙江口的秋茄（Kandelia candel）红树林湿地土壤-大气界面3种温室气体的通量并分析土壤环境对其的影响.研究结果显示,九龙江口红树林夏季3种温室气体N2O、CH4和CO2的通量分别是0.27～2.45、-0.28～341.43μmol/（m2·h）和-0.49～17.00 mmol/（m2·h）,表明九龙江口夏季红树林土壤总体上是温室气体的排放源.根据3种温室气体的平均通量及其增温潜力计算它们的CO2当量通量以反映3种温室气体产生的增温效应,计算结果显示九龙江口红树林夏季土壤排放温室气体的CO2当量通量为82.33～674.92 mg/（m2·h）,而CO2是最大的贡献因素.双因素方差分析结果表明,CO2通量和土壤理化性质因林地和滩面而异,CH4通量受林地的影响,但N2O通量则不受林地和滩面的影响.相关性分析结果显示,土壤环境因子是影响红树林温室气体通量空间差异的重要原因,其中土壤有机质、氨态氮和总氮含量是影响N2O和CO2通量的主要因子,而CH4则只与土壤氧化还原电位显著相关.     

海洋飞沫方案改进对台风“威马逊”强度预报的影响

本文采用分粒径段组合方式改进海气耦合模式海洋飞沫方案,并利用耦合模式对1409号台风"威马逊"进行数值模拟,分析了海洋飞沫方案改进对台风结构、强度以及海气动量通量、热量通量模拟结果的影响。结果显示,耦合模式中海洋飞沫方案可通过改变海表面粗糙度影响海气动量与热量通量;海洋飞沫还可以通过沫滴向大气输送感热和水汽而直接影响海气热通量,进一步影响台风的强度。模拟结果显示改进后海洋飞沫方案的台风强度更接近观测。改进海洋飞沫方案后粗糙度的计算结果小于原始方案,相应地海气热通量以及下垫面耗散作用也弱于后者,海表面风场是海气热交换与下垫面耗散共同作用的结果。     

桑沟湾夏、秋季悬浮颗粒物的沉降通量及再悬浮的影响

应用锚式悬挂沉积物捕捉器法,研究了我国北方重要海水养殖区域桑沟湾悬浮颗粒物沉降通量的分布特征,并通过金属Al标记法,同步测定了沉降颗粒物再悬浮比率。结果表明,桑沟湾的底层悬浮颗粒物(SPM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒态总氮(PTN)和颗粒态总磷(PTP)平均表观沉降通量分别为1 511.4g/(m2·d)、20.01g/(m2·d)、1.497g/(m2·d)和0.474g/(m2·d),显著高于我国其他近岸海域,但底层沉降颗粒物再悬浮比率平均值高达92.8%,认为在养殖内湾,受再悬浮程度的影响,测得的底层表观沉降通量是中层的2.7倍,秋季明显大于夏季,海带和扇贝养殖区大于牡蛎养殖区。经再悬浮比率校正后的净沉降通量,仍存在着显著的空间和季节变化,但受控因素发生了根本转变;这主要表现为净沉降颗粒物质主要源于生物代谢活动强烈中上层水体,贝类的排泄作用使牡蛎和扇贝养殖区的净沉降通量显著大于海带养殖区,养殖贝类个体增大、排泄量增加使秋季净沉降通量高于夏季。在我国近岸海域,再悬浮作用的影响,会对该区域悬浮颗粒物沉降通量的估算带来巨大误差,因此该作用不容忽视。     

污水与海水混合后海水颗粒物对磷的吸附-释放实验

本文模拟研究了厦门污水与海水混合后,海水颗粒物对磷的吸附-解吸过程,结果表明:颗粒物对磷的吸附只在混合后的1d内进行,之后即产生颗粒磷的释放,并表现为颗粒磷→溶解磷→溶解无机磷的转移过程。溶解无机磷是水体中磷的重要存在形式,其浓度的增加速率基本符合一级动力学模式。颗粒磷的释放过程可用交换吸附动力学模式(t/X)=(t/X_(eq))+B′处理。     

一种新型海-气湍流通量参数化方案的模式测试

将一种新型湍流通量参数化方案代入到大气环流模式CAM3中,对比分析了模式改进前后模拟的风应力、感热通量、潜热通量和降水的全球分布,以及风应力、潜热通量和降水的纬向平均。结果表明:改进后模式的模拟结果更接近ERS、ERA40湍流通量数据和CMAP综合降水数据,其中对西风带上洋面风应力、亚洲季风区的潜热通量和降水改进明显。由于该新型湍流通量参数化方案直接由整体理查逊数、空气动力学粗糙度和热力学粗糙度参数化稳定度参数,避免了通过循环迭代计算Obukhov长度,计算效率得到提高。     

南海北部和中部硅藻通量季节性变化及其对季风气候的响应

通过对南海北部和中部两套时间序列沉积物捕获器中的颗粒物样品进行硅藻分析,揭示了南海北部和中部硅藻通量的季节变化规律及其区域差异和各自对东亚季风气候的响应.研究表明在南海北部和中部海域,硅藻通量可以在一定程度上指示海洋初级生产力水平,其中南海北部硅藻通量明显低于中部,这可能与北部颗粒物样品采集期间发生的E1 Ni(n)o...     

台湾海峡南部、罗源湾和厦门港颗粒垂直通量研究

采用自行设计和制作的沉积物捕获器分别在台湾海峡南部的两个站位福建罗源湾大官坂垦区和厦门港进行了现场投放,得到迁出真光层的颗粒物通量分别为1.14,0.933,11.9和81.5g/m~2·d;颗粒有机碳通量分别为73.8,98.5,5054和856mg/m~2·d。上述海域沉降颗粒的通量不同,性质上也有所差异。     

海-气界面热通量算法的研究及在中国近海的应用

对计算海-气界面湍流热通量的Bulk算法的一些参数进行了改进。使用西沙实测资料、GSSTF2资料和NCEP/NCAR再分析资料以及改进后的算法,计算了中国近海地区的感热通量、潜热通量。计算结果与西沙实测资料、长年代的GSSTF2资料和NCEP/NCAR再分析资料进行比较验证,证明改进后的方法精度较高,基本可以保证湍流热通量的平均标准偏差在10W/m2左右,与多年的月平均做比较,相对偏差为25%左右;同时,不仅首次将计算热通量的空间尺度精确到0·1°×0·1°,而且基本模拟出了南海季风暴发期间热通量变化的主要特点以及中国近海热通量随季节、纬度和海岸地形的变化特征。