长白山火山区温泉温室气体排放通量研究

温泉是深部岩浆活动在地表的直接表现,并且向大气圈排放大量的温室气体.然而,国内尚无火山区温泉排放的温室气体通量研究报道.我国长白山火山区水热活动强烈,主要有湖滨温泉带、聚龙温泉群、锦江温泉以及火山口外围的十八道沟温泉.本文利用数字皂膜流量计测量温泉气体排放通量,并结合前人对长白山火山区温泉气体成分的研究成果,估算了研究区温泉所排放的温室气体通量.结果表明,长白山火山区温泉排放的CO2通量为6.9×104t·a-1,CH4排放通量为428.44t·a-1,与意大利Pantelleria Island火山区温泉排放的温室气体通量规模相当.本文的测试结果表明:数字皂膜流量计在火山区温室气体排放通量估算研究中的应用是可行的.     

应当限制哪些温室气体的排放

如果通过限制温室气体排放量来减缓全球变化的速度和规模,那么进一步就要确定应限制哪些温室气体。选择限制对象的基本原则是:(1)这种气体在温室效应的增强上起着主要作用;(2)这种气体的排放部份或全部是人类活动造成的;(3)对其进行控制是可行的。不同温室气体引起全球变暖的能力是不同的,这种能力决定于它们吸收远红外辐射的能力、在大气层中的平均寿命及其排放量。人们最关心的是今后100年内的全球气候变化。大气层中短寿命的气体即使吸收远红外辐射的能力很强,在以世纪为单位的长时间内的累积影响仍然较小。综合吸收能力与寿命两种因素可以计算出各种温室气体对全球变暖的潜在能     

温室气体排放对全球变暖的相对贡献

在过去几年,许多研究者注意到大量的痕量气体的浓度增加对气候的联合效应可能赶上甚至超过浓度日益增加的二氧化碳的效应。这些痕量气体主要是甲烷、一氧化二氮和含氯氟烃类,在浓度上比二氧化碳低2～6个数量级,然而它们每个分子吸收红外辐射的能力比二氧化碳强得多。实际上,一项最新研究表明,痕量气体是1980—1990年辐射作用项增加43％的主要原因。需要一个比较各种“温室”气体排放对全球变暖相对贡献的指数,以便确定限制这种变暖的有效对策。在特殊时期内,对附加温室作用项贡献的估计完全没有考虑重要的温室气体在大气中驻留时间上的差异。这里,我们通过提出甲烷、一氧化碳、一氧化二氮和含氯氟烃类相对于二氧化碳的全球变暖潜力指数,将目前的工作扩展到卤化碳的领域。例如,我们发现每摩尔甲烷的全球变暖潜力为二氧化碳的3.7倍。据此,与80年代辐射作用增加57％相对应,现在的温室气体排放引起的全球变暖的80％是二氧化碳的排放造成的。     

污水处理中温室气体的排放与控制

污水处理过程中产生的温室气体不可避免地排放到大气中去,使污水处理工程成为一个连续的温室气体发生器。通过对污水处理过程中温室气体的产生过程进行研究,计算总结了污水处理厂温室气体的理论排放量,并根据目前研究状况提出了适用于污水处理领域温室气体减排的控制技术。     

中国农田的温室气体排放

中国是一个农业大国,拥有约1.33百万平方公里的农田。这些田地的种植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施不仅长期改变着农田生态系统中的化学元素循环,而且给全球气候变化带来影响。农业生态系统对全球变化的影响主要是通过改变3种温室气体,即二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N₂O)在土壤-大气界面的交换而实现的。为了分析多种因素(如气候、土壤质地、农作物品种及各种农田经营管理措施等)对农业土壤释放CO_22222222     

中国铁路运输33年来的温室气体排放

铁路是我国重要的交通运输方式,但我国至今尚无铁路运输行业温室气体排放量的报道.文章基于我国铁路部门逐年统计数据,计算了 1975～2007年我国铁路机车的温室气体排放量,分析了我国铁路机车温室气体排放强度及其变化特点.结果表明,我国铁路机车温室气体(CO2和N2O)总排放量逐年降低,由1975年的4278×104t CO2当量降至2007年的3844×104t CO2当量,总降幅达10%,年均减排14×104t CO2当量.其中,CO2年排放量整体呈下降趋势,由1975年的4246×104t降至2007年的3645×104t,总降幅达14%,年均减排18.8×104t; N2O年排放量快速增长,由1975年的1088t增至2007年的6681t,年均增加175t,达16%.由于我国铁路蒸汽机车承担的牵引工作量越来越少,其温室气体年排放量逐年降低,1975～2001年年均减少155×104t CO2当量,降幅达3.7%.2002年以后,蒸汽机车基本上从运输领域中被全部淘汰,无温室气体排放.1975～2007年内燃机车和电力机车的排放比重越来越大,其温室气体年排放量逐年上升,内燃机车年均增加54×104t CO2当量,电力机车间接排放量年均增长62×104t CO2当量.温室气体排放强度呈现明显降低趋势,其值由1975年的8.23kg降至2007年的1.34kg CO2当量/百换算吨公里,降幅达84%,年均降低0.22kg CO2当量/百换算吨公里.其中,内燃机车、电力机车和蒸汽机车的温室气体平均排放强度分别为1.51kg,1.68kg和8.74kg CO2当量/百换算吨公里.大规模淘汰排放强度大的蒸汽机车,同时大量运用排放强度低的内燃机车和电力机车,使得我国铁路机车的温室气体排放量和排放强度不断降低,这为减少我国铁路运输行业的温室气体排放作出了重要贡献.另外,我国铁路机车温室气体排放量占全国化石燃料燃烧的温室气体排放总量的比重很小,因此可以说铁路运输是我国交通运输领域中理想的节能减排运输方式.     

减缓全球变暖与温室气体吸收汇研究进展

对减缓全球气候变化与温室气体“汇”的最新研究进展作了较为详尽的综述。针对目前温室气体汇研究中的主要前沿科学问题进行了深入分析：包括汇的定义、种类及方法学问题,土地利用变化和森林以及农业土壤汇的种类及计算中存在的一些问题,人类活动对自然生态系统源汇状况的影响等;对还估算各种温室气体源汇的不确定性作了分析总结;在列举了一些气候变化框架公约缔约国及发展中国家对《京都议定书》中引入温室气体“汇”的看法及态     

农业温室气体清单方法研究最新进展

为了履行气候变化框架公约的义务,缔约国要按时编制并提交国家温室气体清单。文章主要介绍温室气体清单指南中土壤CO2的排放和清除,稻田甲烷的排放,农业土壤中氧化亚氮的直接排放和间接排放等方面温室气体估算方法的研究进展。《2006年IPCC指南》中强调国家清单只报告管理土地CO2的排放和清除;采用六类土地利用类型体制,即：林地、农地、草地、湿地、居住地和其它地;提供了多层次的估算方法;稻田甲烷的季节排放因子变为日排放因子;农业土壤氧化亚氮的排放因子进一步修正;生物氮的固定不再作为氧化亚氮直接排放的排放源。清单方法改进的同时,我国编制农业温室气体清单面临巨大困难与挑战。     

三峡水库香溪河支流水域温室气体排放通量观测

开展对香溪河支流水体的温室气体排放观测,有助于增加对三峡水库支流温室气体排放情况的了解以及水华对温室气体排放的影响.研究采用静态箱-气相色谱法,于2009年10月至2010年10月先后11次开展对香溪河支流水体3种温室气体(二氧化碳、甲烷、氧化亚氮)排放强度的观测,结果表明:观测期间香溪河支流的二氧化碳平均排放通量约为76.52 mg/(m2·h),排放强度与水体中叶绿素a浓度呈显著负相关,支流水华期间,二氧化碳排放通量小于0,表现为对大气中二氧化碳的吸收;支流甲烷平均排放通量约为0.244 9 mg/(m2·h);氧化亚氮平均排放水平约为0.011 7 mg/(m2·h).通过将甲烷平均排放水平与三峡水库其它区域开展的研究结果进行对比表明:三峡水库的甲烷排放水平很低,明显不同于已有基于国外水库平均排放水平对三峡水库全区甲烷排放的估算结果.     

国际主要温室气体排放数据集比较分析研究

温室气体排放数据集是国际上开展温室气体排放评价与减排责任谈判的数据基础。对国际上温室气体排放的数据集进行了细致的调研和分析,收集并较为全面深入地比较分析了美国能源信息管理局（EIA）数据集、世界资源研究所（WRI）数据集、美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心（CDIAC）数据集、联合国气候变化框架公约（UNFCCC）数据集和OECD国际能源署（IEA）数据集等5个全球尺度的国际主要温室气体数据集的主要信息。概括了这5个国际主要温室气体数据集的开发机构概况、分析了数据集的详细特征、定量比较了这些数据集的可用性与差异。     

火山温室气体释放通量与观测的研究进展

火山活动是地球深部碳循环的重要环节,火山区不仅在火山喷发期能够释放温室气体,而且在休眠期也能向大气圈中释放大量的温室气体。在当前全球温室气体减排的背景下,定量化地研究火山区对大气圈温室气体含量增加的贡献,对于识别自然因素和人类因素碳排放的相对规模、为国际碳排放谈判积累基础数据等均具有至关重要的科学价值和现实意义。本文对火山区温室气体的排放方式与特征、温室气体释放通量与成因的研究方法进行了简要概括,并综述了中国新生代典型火山区温室气体释放通量与成因的研究成果。结合国外温室气体排放研究现状,指出深入研究活火山(包括休眠火山)区的温室气体释放通量与成因对于估算火山来源温室气体的释放规模、建立火山未来喷发预测-预警体系、深入理解岩浆脱气过程与机制等问题均具有至关重要的现实意义和科学价值。     

过去1 000 a大气中主要温室气体冰芯记录研究概述

对南北两极和中低纬度山地冰芯中开展的温室气体的相关研究进行了回顾.结果显示:在1000aBP到工业革命阶段,大气中CO2,CH4和N2O等温室气体的浓度及气体稳定同位素受各种自然来源影响显著,平均含量较低,浓度波动也较小;工业革命之后,随着人类工农业等活动对环境的影响的加剧,大气中3种温室气体的含量呈现出剧烈的上升趋势.2007年IPCC第四次评估报告显示,目前CO2、CH4和N2O气体浓度的全球大气平均含量分别达到379mL·m-3、1774μL·m-3和319μL·m-3.对影响工业革命前南极、格陵兰及青藏高原冰芯中温室气体的含量的因素总结发现,由于受不同的温度、杂质含量等条件的影响,温室气体含量区域差异较大.1800A.D.以前,格陵兰冰芯中CO2的含量较南极冰芯高出9mL·m-3,青藏高原达索普冰芯CH4平均含量较南极和格陵兰冰盖高出15%～20%,格陵兰冰芯中的N2O含量也明显高于南极冰芯.工业革命以后,冰芯中3种气体浓度表现出强烈的上升趋势,并均达到1000A.D.以来的最高值.     

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.     

中国大陆新生代典型火山区温室气体释放的规模及其成因

火山活动能够将地球深部的碳输送到大气圈,是地质碳排放和深部碳循环的重要形式.火山作用不仅在喷发期能够释放大量温室气体,而且在休眠期也能释放巨量的温室气体.在全球变暖的背景下,定量化地研究火山活动对大气圈温室气体含量增加的贡献具有至关重要的意义.本文利用密闭气室法等该领域国际先进的测试技术,测量并计算了长白山、腾冲、五大连池及青藏高原南部的羊八井等典型火山区的温室气体释放规模.结果显示,我国大陆新生代典型火山区向大气圈输送的温室气体总通量约为8.13×10⁶t·a^-1,接近10⁷t·a^-1级别,相当于全球火山活动导致的温室气体(主要为CO₂)释放总量的6%左右.太平洋构造域火山区的温室气体在释放通量与总量方面均低于特提斯构造域,并且太平洋构造域火山气体的地壳混染程度较低,显示出大洋俯冲带与大陆俯冲带火山区温室气体释放的成因差异.     

火山射气岩浆喷发研究新进展

射气岩浆喷发是一种特殊类型的火山活动,水在这类火山活动中起着至关重要的作用,其喷发产物———低平火山口和基浪堆积物在中国乃至全世界都很常见。国际上对射气岩浆喷发的研究始于1921年。本文在前人研究基础上,以中国南方北部湾周边第四纪火山区大量射气岩浆喷发成因的低平火山口和基浪堆积物为研究对象,综合了近几年中国学者的研究成果,深入讨论了基浪堆积物的地质特征、射气岩浆喷发形成的基本条件、喷发过程的动力学机制,以及基浪流的搬运过程等重要问题,提出有待解决的难点,揭示了这类火山活动的特有属性。     

春风油田石炭系火山岩油气层综合判识研究

火山岩油气藏是一种特殊类型油气藏,受岩性、岩相、储集空间类型等因素影响较大。常规测井仅能对储层进行评价,录井仅能对岩性及油气显示进行评价。利用测录井资料无法快速判识油气层现状,制约了现场完井方式及试油方案的及时决策,并影响钻井周期、成本及对区块的潜力评价。通过岩心描述、镜下薄片储集空间及含油性观察,结合测井解释和试油结果,总结了春风油田石炭系火山岩油藏岩石类型及含油性特征;火山岩储集空间类型、影响因素、识别方法及物性有效性;孔隙、裂缝等储集空间有效性电性识别方法;建立了春风油田石炭系油气层综合判识准则。本次研究可快速对该区石炭系完钻探井进行油气层综合判识,指导现场完井方式决策,提高勘探效益。     

浅成火山岩中石英斑晶的分离方法研究

在总结大量矿物分选的实践基础上,系统研究了用混合重液法分离石英斑晶的理论和操作方法及用折光率法间接测量混合重液的技术.发现了用折光率值为1.577~1.579的系列混合重液分离石英斑晶效果最好,分离纯度达到95%~98%,解决了从浅成火山岩中分选单晶石英的难题,极大地提高了石英的分离效率、纯度和回收率,从过去石英的富集率20茗提高到95%~98%,从人工挑选的几克增至几百克,可从挑选的40~80目扩大到120目.     

南海北部天然气水合物钻探区烃类气体成因类型研究

南海北部天然气水合物钻探区水合物气、顶空气样品和沉积物样品烃类气体组分和甲烷同位素特征测试结果表明,气体样品中烃类气体以甲烷为主,含微量乙烷和丙烷,C1/(C2+C3)值均大于或接近1 000。甲烷的碳同位素值为-54.1‰~-62.2‰,氢同位素值为-180‰~-255‰,属于微生物气或是以微生物气为主的混合气,甲烷由CO2还原生成,由原地提供或侧向运移而来。沉积物样品酸解烃分析显示多数样品甲烷丰度大于90%,含一定量的乙烷、丙烷及少量的丁烷,C1/(C2+C3)值均小于50。甲烷的碳同位素值为-29.8‰~-48.2‰,呈现典型的热解气特征,显示由深部运移而来。     

火山碎屑岩层孔隙度的计算方法

火山碎屑岩岩性复杂,因此骨架参数难以选择,影响孔隙度的计算效果。针对大庆油田海拉尔盆地的火山碎屑岩储层,对计算孔隙度的一般性方法进行研究;针对火山碎屑岩的成分,根据岩心分析资料计算其理论骨架参数值;采用3层BP神经网络进行训练学习,通过编程处理,实现人工神经网络计算火山碎屑岩储层孔隙度,其结果与岩心分析孔隙度比较,平均误差小于2%,能满足储量计算要求。