南印度洋海—气二氧化碳分压差及其通量

本文研究了第八次中国南极科学考察中在普里兹湾附近的南印度洋考察区所观测到的海-气二氧化碳分压资料,结果表明：研究区海-气二氧化碳分压差值Δp在—24.5～2.4Pa之间,平均为—3.8lPa,除西北部有一小块狭长的Δp＞0的区域外,其余部分Δp＜0,因此,总体上研究区海域是大气二氧化碳的汇区,其碳通量平均为－310．0mg／（m2·d）,在南极的夏半年,约能吸收1Gt的大气CO2。在研究区83°E以西海域,Δp大致是西北高东南低、普里兹湾最低的分布趋势,在此线以东,则呈块状分布。研究区的Δp与环流、水温、磷酸盐和叶绿素a的分布有很好的相关性。     

印度洋海—气某些特征及其海温与北半球大气环流的联系

本文根据印度洋海-气热交换和海温信息区分布特征,得出阿拉伯海是印度洋海-气相互作用的一个重要区域。并讨论了阿拉伯海海温与北半球500hPa高度场和西太平洋副热带高压的一些联系。     

东海表层水二氧化碳及其海气通量

1994年春、秋季在东海进行了两个航次的调查，采用气相色谱法和CO2采样系统测定了表层水和大气CO2分压。结呆表明，东海大部分海区CO2处于不饱和状态，可视为大气CO2的汇点。东海陆采区表层水CO2分压呈明显的季节变化趋势，即春季近岸低，大洋高；秋季西北部高，大洋低。黑潮区表层水CO2分压较低，无明显的季节性变化。利用通量模式，估算了大气输入东海海域的CO2通量为45.1g／(m2·a）。     

台湾海峡二氧化碳研究

本文根据１９９４年８月和１９９５年２月的台湾海峡进行的综合调查资料,对海水Ｔｏｏ２、Ｐｏｏ２的分布特征及其与环境参数的关系进行了研究,并利用通量模式估算了海－气ＣＯ２的净通量。结果显示,表层Ｔｏｏ２、Ｐｏｏ２的分布呈明显的季节变化特征,由于夏季受海峡暖流的影响,台湾海峡表层Ｔｏｏ２、Ｐｏｏ２普遍较高;冬季受浙闽沿岸水的影响,表层Ｔｏｏ２、Ｐｏｏ２呈海峡西部低,东部高的分布趋势。台湾海峡可视为沿岸水     

西太平洋、东印度洋、南大洋和中山站海域气溶胶的化学组成及其来源判别

1999年11月至2000年4月，在中国第16次南极科学考察往返航线上的海域，采集了22个海洋气溶胶样品，用原子吸收分光法测定了样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、A1、Mn、Cr、V、K、Na、Ca、Mg等13种元素的含量．研究表明气溶胶重金属微量元素的分布具有明显的地理区域性．应用元素富集因子、相关分析和因子分析等方法研究了西太平洋、东印度洋、南大洋、中国南极中山站邻近海域气溶胶中各元素的来源．     

台湾海峡海表气溶胶干沉降通量研究

在已改进的Williams模型中,应用GW03海表动力学粗糙度参数化方案,考虑波浪对干沉降速率的影响,结合卫星资料和再分析资料,计算了台湾海峡海表气溶胶干沉降速率,并利用2006～2007年走航观测结果计算了台湾海峡总悬浮颗粒物的入海通量.其结果表明：台湾海峡海表气溶胶干沉降速率及总悬浮颗粒物干沉降通量具有明显的时空变化特征.台湾海峡海表气溶胶干沉降速率范围为5.83～6.17 cm/s,平均值为6.00 cm/s.其中冬季气溶胶干沉降速率最大,平均值为6.08 cm/s;夏季气溶胶干沉降速率最小,平均值为5.85 cm/s.台湾海峡气溶胶总悬浮颗粒物的干沉降通量也呈现出冬季的高[均值为7.31μg/（m2.s）],夏季的低[均值为2.23μg/（m2.s）]的特征.从空间分布上看,台湾海峡海表气溶胶干沉降速率出现1个高值中心,位于台湾海峡北部海域.总悬浮颗粒物干沉降通量出现2个高值中心和1个低值中心,分别位于台湾海峡北部海域、汕头至厦门海域和南海中北部海域.     

热带东印度洋表层环流季节变化特征研究

利用近20年的卫星遥感海面绝对动力高度(Absolute Dynamic Topography,ADT)数据、表层流数据及Argos表面漂流浮标数据等研究了热带东印度洋表层环流的季节变化特征。分析结果显示,热带东印度洋表层环流的变化与季风演替基本同步,赤道以北海域环流季节变化特征甚为显著。与此大尺度环流年循环同步,孟加拉湾湾口环流也相应变化:湾口东部在5~9月为南向流,一直延伸至苏门答腊岛外海,其他月份,从湾口东部至整个苏门答腊岛外海(4°S以北)为北向流;湾口西部经向流的变化大体与东部相反。Argos漂流浮标轨迹进一步揭示了湾内外各季节水交换路径:西南季风期,源自阿拉伯海及印度半岛南部海域的漂流浮标主要通过西南季风漂流由湾口西侧进入湾内,湾内的漂流浮标通过湾口东侧沿着苏门答腊岛进入赤道印度洋;东北季风期,漂流浮标进出湾口的途径大体与西南季风期相反。本研究还表明,季风海流及赤道急流的纬向流速季节变化最大,而经向流速的季节方差最大的则为东印度沿岸流及拉克沙群岛高压(拉克沙群岛低压)。     

海浪对北太平洋海-气二氧化碳通量的影响

利用4种海-气界面气体传输速率公式对比研究了北太平洋气体传输速率及其CO₂通量的季节变化特征。与单纯依赖风速的算法相比, 考虑波浪影响的气体传输速率和CO₂通量在空间分布和季节变化上具有明显差异。在低纬度地区(0°～30°N), 波浪参数使气体传输速率下降, 海洋对大气CO₂的吸收减少, 而在30°N以北范围内则出现新的气体传输速率高值区, 海洋对大气的吸收增加。进一步研究了黑潮延伸体区域的气候态月平均气体传输速率和CO₂通量。结果表明, 该区域气体传输速率和CO₂通量最大值分别出现于冬季和春季, 引入波浪参数后, 虽然该区域气体传输速率和CO₂通量平均值没有明显差异, 但季节变化强度显著增强。     

夏季东海西部表层海水中的pCO_2及海-气界面通量

根据 2 0 0 1年夏季长江口及东海西部海域表层海水pCO2 的实测数据 ,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料 ,对该海域pCO2 分布和变化的重要影响因素进行了探讨。结果表明 ,长江冲淡水是造成东海西部海域表层海水pCO2 分布不均匀的主要原因。利用Wan ninkhof( 1 992 )提出的通量模式计算 ,长江口口门附近海域和浙江近岸海域为CO2 的源区 ,1 2 3°E以东的调查海域表现为大气CO2 的汇 ,尤其是以 1 2 3°E ,32°N为中心 ,存在着一个极强的大气CO2 汇区。就整个东海西部海域而言 ,夏季可从大气净吸收 1 5 3× 1 0 4 tC。     

东海中北部海域秋季表层海水中无机碳与海气界面碳的迁移

基于2010 年11 月对长江口外东海中北部海域的综合调查, 系统研究了该海域的无机碳体系参数的分布特征、海?气界面二氧化碳通量及其影响因素。研究结果表明, 该海域秋季溶解无机碳(DIC)高值区主要出现在调查海域东北部及长江口附近海域, 而调查海域南部DIC 含量较少且变化平缓, 其主要是受台湾东部流向东北方向的黑潮支流及长江冲淡水的影响; 表层海水CO₂分压(pCO₂)值变化范围为40.8～63.5 Pa, 呈现沿黑潮支流流入方向由东南向西北逐渐增高的趋势。秋季表层海水pCO₂与温度(T)、盐度(S)有较好的负相关性, 说明海水温度升高和盐度增加, pCO₂降低, 反之亦然。另外, 通过估算得出, 秋季CO₂海-气交换通量为2.69～33.66 mmol/(m²·d), 平均值为(14.35 ± 7.06 )mmol/(m²·d),其在长江口邻近海域相对较大, 而在调查海域南部相对较小; 2010 年秋季水体向大气释放CO₂的量(以碳计)为(2.35 ± 1.16)×104 t/d, 是大气CO₂较强的源, 说明东海中北部海域秋季总体上是CO₂的源。     

The carbon dioxide system in the northwestern Indian Ocean during south–west monsoon

Data on the carbonate system of the Northwestern Indian Ocean obtained on a cruise of F.S. Meteor during SW monsoon in July/August 1995 were compared with those of George et al. [George, M.D., Kumar, M.D., Naqvi, S.W.A., Banerjee, S., Narvekar, P.V., de Sousa, S.N., Jayakumar, D.A., 1994. A study of the carbon dioxide system in the northern Indian Ocean during premonsoon. Mar. Chem. 47, 243–254] collected during intermonsoon. In general, deep water values agreed well between the two expeditions. Surface waters, however, showed a substantial increase in dissolved inorganic carbon (C_T) in the coastal regions due to strong upwelling in the SW monsoon. This was also accompanied by very high CO₂ partial pressures in surface waters. The north–south gradients in vertical profiles of the measured parameters in the Arabian Sea are discussed by comparing profiles from the oligotrophic equatorial region with those from the highly productive central Arabian Sea. The effect of denitrification on regenerated C_T and A_T is minor, with contributions of <9 and <8 μmol kg⁻¹, respectively, to the total amount regenerated also utilizing oxygen. The dissolution of biogenic carbonates is discussed; different approaches to define the depth, where the dissolution starts (lysocline(s), carbonate critical depth (CCrD)), are compared together with the calculation of saturation depth from carbonate concentrations. It is shown, that small differences in measured C_T and A_T (found between our data and those measured during GEOSECS) and different calculation approaches to the CO₂ system (different dissociation constants for species involved and taking into account phosphate and silicate concentrations) can produce pronounced differences in the calculated saturation depths. However, C_T and A_T data suggest substantial dissolution of biogenic carbonate in the water column even above the calcite lysocline, irrespective of the procedures followed to calculate this horizon.     

夏季东海一氧化碳的浓度分布、海-气通量和微生物消耗研究

研究了夏季东海海水中和大气中一氧化碳(CO)的浓度分布、海-气通量和表层海水中CO的微生物消耗。夏季东海大气中CO的体积分数范围为63×10-9~120×10-9,平均值为87×10-9(SD=18×10-9,n=37),呈现出近岸高,远海低和北高南低的特点。夏季东海表层海水中CO的浓度范围为0.24~5.51nmol/L,平均值为1.48nmol/L(SD=1.46,n=37),CO的浓度受太阳辐射影响明显;CO在垂直分布上表现出浓度随深度增加迅速减小的特征,浓度最大值出现在表层。调查期间表层海水中CO相比大气处于过饱和状态,过饱和系数变化范围为3.65~113.55,平均值为23.63(SD=24.56,n=37),这表明调查海域是大气中CO的源。CO的海-气通量变化范围为0.25~78.50μmol/(m2·d),平均值为9.97μmol/(m2·d)(SD=14.92,n=37)。在CO的微生物消耗培养实验中,CO的浓度随时间增长呈指数降低,消耗过程表现出一级反应的特点,速率常数KCO范围为0.043~0.32/h,平均值为0.18/h(SD=0.088,n=9),KCO与盐度之间存在负相关关系。     

Study on the carbon flux in the South China Sea

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃａｒｂｏｎｆｌｕｘｉｎｔｈｅＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ￥ＨａｎＷｕｙｉｎｇ；ＬｉｎＨｏｎｇｙｉｎｇａｎｄＣａｉＹａｎｙａ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＭａｒｃｈ５，１９９５；ａｃｃｅｐｔｅｄＯｃｔｏｂｅｒ４，１９９５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃ...     

Comparisons of surface Chl a and primary productivity along three transects of the southern South China Sea,northern Java Sea and eastern Indian Ocean in April 2011

Results are presented about the changes in chlorophyll a density, carbon fixation and nutrient levels in the surface waters of three transects of the southern South China Sea (SCS), northern Java Sea (...     

基于航次观测和再分析资料的南海海表二氧化碳分压反演及变化机制分析*

海表二氧化碳分压(pCO₂)是指海洋表层水和大气之间的二氧化碳(CO₂)交换处于动态平衡时CO₂的含量, 是描述海-气CO₂交换的一个主要因子。本文利用2008—2014年覆盖南海大部分海域的海表pCO₂观测资料, 结合现场海表温度和海表盐度以及卫星观测的叶绿素a数据, 构建了基于多元线性回归方法的分区域反演模型。模型在水深浅于30m的区域均方根误差为5.3μatm, 其余海区均方根误差为10.8μatm, 与前人基于个别航次的有限区域反演结果的均方根误差相当。利用该模型公式和HYbrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)再分析海表温、盐数据及MODIS-Aqua卫星观测的叶绿素a数据进行反演, 得到了时空分辨率为5'×5'的2004—2016年的逐月南海海表pCO₂数据。该数据能较好地反映南海海表pCO₂在海表温度影响下, 春夏高、秋冬低的季节变化特征, 与前人基于航次观测的研究结果相似, 表明反演模型具有较高的可信度。进一步分析发现, 南海及邻近海域平均海表pCO₂具有显著的准十年振荡特征: 2012年附近出现了极小值, 之前表现为降低的趋势, 之后略有升高的趋势。受海表pCO₂的影响, 南海海盆平均海-气CO₂通量在2012年之前出现了显著降低的趋势, 表明南海释放到大气中的CO₂减少, 并在2007年之后的冬季出现了负值(从碳源变为碳汇), 2012年之后变化较为平缓。热带太平洋年代际振荡引起的南海区域海表盐度变化是造成海表pCO₂及海-气CO₂通量准十年变化的主要原因。分区分析的结果表明, 南海北部海表pCO₂变化最为显著, 在南海海表pCO₂的季节和准十年变化中都起到非常重要的作用。     

印度洋海表温度的变化及其对印度夏季季风降水影响的诊断研究

对印度洋海表温度(SST)的主要特征及变化趋势进行分析,并研究了其与印度夏季季风降水(ISMR)和季风环流的关系,揭示出:从北印度洋到南半球中高纬度印度洋,SST最显著的变化模态是全海盆一致的变化,近50 a来总体趋势是上升的,在1976,1986年以及1996年间分别有一次跳跃性增温,与太平洋SST变化趋势基本一致.除了长期变化趋势外,南印度洋中高纬度比热带地区有更显著的模态分布.在印度洋SST升温的背景下,ISMR具有逐渐减少的趋势,但两者相关较弱.印度洋SST发生跳跃后的不同阶段,许多海区SST与ISMR相关均发生变化,但在春季,热带外南印度洋具有一对相对稳定区,其分布与EOF分析的第2模态相似.根据它们的分布,文中定义了春季南半球偶极子(SIOD),在正SIOD(PSIOD)情况下印度降水偏多,而负SIOD(NSIOD)则反之.环流分析表明,PSIOD(NSIOD)通过与大气的相互作用,对夏季马斯克林高压具有增强(减弱)作用,进而使得索马里越赤道气流增强(减弱),在印度地区低空产生异常的辐合(辐散),高层辐散(辐合),从而影响印度季风环流,使得印度季风降水偏多(少).     

印度洋热含量在南海夏季风爆发中的作用

利用Scripps海洋研究所0—400m上层海洋热含量资料和美国环境监测中心/国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)的再分析资料,运用经验正交分解(empirical orthogonal function,EOF)等统计方法,研究在有ENSO影响和去除ENSO影响的情况下,前期春季印度洋热含量如何影响南海夏季风爆发。结果表明,在没有扣除ENSO信号的情况下,热带印度洋热含量EOF分解第一模态呈东西相反变化的空间分布。印度洋东部热含量为正(负)异常、西部为负(正)异常时,南海夏季风爆发较早(晚),印度洋上层热含量主要通过影响热带印度洋上空大气的垂直运动和高低层辐散辐合,进而影响季风纬向环流的强弱,来影响南海夏季风爆发的早晚。在扣除ENSO信号的情况下,印度洋热含量CEOF(conditional EOF)第一模态的空间分布类似于EOF第一模态的空间分布;第二模态表现为除小部分海区外,热带印度洋热含量呈一致变化的海盆模态。这两个模态对南海夏...