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海空界面之间的气体交换,是研究气体在海洋中循环的一个重要内容。而大气中的一些可能影响气候的痕量气体,以及由海洋产生,并向大气释放的气体,在海空界面之间的交换通量及交换速度,近年来更引起人们的注意。了解气体在海空界面上的交换速度对解决这些问题是非常重要的。 相似文献
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海洋与大气界面上的热量交换是海气相互作用的重要內容。海洋给大气热量的多少,不仅对海洋表层热状况,而且对天气及气候的形成、变迁都有着重要的作用。已有的资料表明,北太平洋西部海洋热状况异常对我国大陆降水有着重要的影响。本文拟用北太平洋西部大面积长时间的海气热量交换值,来寻求它与 相似文献
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海气界面交换是实现海洋和大气相互作用的重要途径,其通量代表海洋与大气之间的能量交换幅度。研究海气交换通量变化特征对监测海气界面碳循环过程、碳收支通量和全球气候变化具有重要意义。针对传统通量测量方法存在观测方式结合不足、样品转移损耗大、无法实时测量导致计算结果偏差较大等问题,并结合实际工作需求,本文设计了水气甲烷交换通量自动测量系统。该系统主要由采集模块、控制模块及辅助模块构成,在硬件层面上实现了船载海表大气及表层海水甲烷同步走航测量。基于C#、JavaScript语言对流式数据实时存储及通量计算过程进行了可视化编程,该系统实现了交换通量结果计算自动化,解决了海水—大气界面甲烷含量及交换通量的快速实时测量等核心问题。通过对海气通量自动测量系统海试,验证了该系统设计的可行性,为后续研究多尺度海气相互作用及全球气候变化提供了新的技术手段。 相似文献
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海洋与大气的相互作用问题,是气象学和海洋学研究的重要问题之一。海洋与大气的能量交换(以下简称海气间能量交换)问题亦日益受到各国学者的重视。叶笃正在论述近代气象学的新发展和展望中指出:海洋的热容量很大,海水温度的小量变化给予大气的影响是不容忽视的;不了解大气和海洋的关系,对长期预告是不利的。 海气间能量交换,即海洋表面与近海面层大气的热量交换。Ⅲ早在1935年 相似文献
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海洋在天气、气候及大气环流变化过程中起着重要作用,海洋热源的异常分布是造成长期天气异常的重要原因。海洋对大气的作用主要是通过海气界面的热量交换来实现的,因此,直接运用海气热量交换来考虑海洋对大气的加热作用,分析海洋加热异常对长期天气、气候及大气环流的影响,具有更明确的物理意义。
西北太平洋副热带高压是造成我国旱、涝及天气变化的主要副热带天气系统,对我国夏季气温、雨带位置及强度影响很大。西北太平洋中、低纬副热带地区是海洋向大气提供热量和水汽较多的地区,也是海气相互作用最强烈的海域,这一地区的海洋加热对西北太平洋副热带高压的变化将有直接影响。本文分析了冬季西北太平洋副热带海域海洋加热主要场的分布特征,指出了海洋加热与西北太平洋副热带高压的关系。结果表明,冬季该海域海洋加热较常年偏多时,冬、春至初夏副高偏弱,位置偏东、南(6月副高脊线位置除外);反之,海洋加热较常年偏少时,副高偏强,位置偏西、北(6月副高脊线位置除外)。该海域海洋加热对副热带地区大气环流,尤其是副热带高压环流的变化有着重要作用。本结果对预测西北太平洋副热带高压的变化,研究中纬度海洋加热对西北太平洋副热带高压及其大气环流的影响有十分重要的意义。 相似文献
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台风"森拉克"的数值模拟研究:海洋飞沫的作用 总被引:7,自引:0,他引:7
台风作为一种在海洋上生成和演变的强烈天气现象,除了环境流场、自身结构以及地形等因子对它产生影响外,海气间的热量动量交换也是台风演变过程中不可或缺的因子。台风期间在海气界面生成大量海洋飞沫,这些飞沫在台风边界层的蒸发必然对海气之间的通量传输过程产生影响,进而影响到台风本身的演变。文章将海洋飞沫参数化引入大气中尺度模式中,对2002年16号台风“森拉克”的演变进行了数值模拟研究。结果表明,引入海洋飞沫参数化方案,可使台风期间海气界面的潜热通量增加50%,10m层风速最大值增加30%,从而使模拟台风的强度明显增加,使模拟结果更趋于合理。因此,在台风数值模拟和预报中考虑海洋飞沫的作用是十分必要的。 相似文献
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中太平洋西部赤道附近地处低纬,属热带海洋区域,温度高,蒸发量大,是地球大气中水分和热量的主要源地之一。由于热带天气的变化,对推动和调整全球大气环流具有很大的作用和影响,而热通量变化是被看作海洋-大气间的反馈过程中重要的一个过程。海气界面热量交换是剖析海气相互作用机制的一个重要环节。就海气界面热量交换而言,许多作者已经作了大量研究。但对中太平洋西部海区来说,研究尚少。本文,拟就中太平洋西部赤道附近产生的天气与海气热交换关系进行初步分析。 相似文献
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海洋中生源活性气体的来源与迁移转化 总被引:1,自引:1,他引:0
海洋生源活性气体主要包括二甲基硫(DMS)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、一氧化碳(CO)、挥发性卤代烃(VHCs)和非甲烷烃(NMHCs)等。它们通过海-气交换进入大气,不仅在全球碳、氮和硫循环中发挥关键作用,而且会直接或间接地对环境和气候变化产生重要影响。海洋释放的活性气体一类属于温室效应气体(CH4、N2O、VHCs和CO等),另一类会在大气中发生化学反应,控制着大气氧化平衡和臭氧浓度(VHCs和NMHCs)。而DMS属于负温室效应气体,其在大气中被快速氧化形成硫酸盐气溶胶,进而对云的形成和辐射强迫产生重要影响。本文综述了国内外海洋生源活性气体的研究现状,着重介绍了DMS、CH4和N2O的来源、迁移转化、海-气通量及其影响机制,并指明了该领域存在的科学问题及今后的研究方向。 相似文献
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本文以2006年9月日本以南海域的台风YAGI为例,应用黑潮延伸体附近的KEO浮标观测资料,并结合卫星遥感等融合资料,分析海洋飞沫在台风不同发展阶段对海气界面间热量通量和动量通量的影响。首先,定量地分析台风期间海洋飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫能够显著地加剧海气界面间的热量交换,尤其是潜热交换。海洋飞沫增加的热通量随着风速的增强而增大,随着波龄的增大而减小。随后,通过动量分析表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫显著地增强了由大气向海洋的动量转移。当风速达到台风量级后,考虑海洋飞沫所增加的动量通量与界面动量通量大小相当,同时,在此风速条件下,海洋飞沫在海气界面形成极限饱和悬浮层,抑制风到海表面的动量转移,导致海气界面间总的动量通量的增长率随之减小。 相似文献
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百慕大群岛上空气溶胶物质的因子分析 总被引:2,自引:3,他引:2
海洋上空中存在的气溶胶称为海洋气溶胶,它是由陆源和海源物质混合组成的。海洋气溶胶浓度变化由每立方米几微克到几百微克,颗粒直径从0.1μm到50μm,在大气中的滞留时间从几小时到几天,从而构成了一种多来源的复杂体系。海洋气溶胶的颗粒在从陆地向海洋和从海洋向陆地的地球化学过程中起着一种大气通道的桥梁作用。在海气交换中的物质交换和能量交换中扮演着重要角色。正确判别海洋气溶胶中的物质来源,评价各个来源的贡献通量,对研究大气生物地球化学循环以及人类活动对其影响有着重要的意义。本文采用因子分析方法[1],对百慕大上空的78个海洋气溶胶样品进行来源判别1),获得较为理想的结果。 相似文献
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南海东北区的二氧化碳体系 总被引:4,自引:0,他引:4
海洋中的二氧化碳-碳酸盐体系是重要而复杂的平衡体系。它对于大气一海洋界面以及海水的化学和海洋沉积物的沉积过程起着重要的作用,计有如下一些平衡关系: 相似文献
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南海区域海面热量平衡特性及其对海温场的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
一、前言近年来,中外许多从事气象工作的研究人员,已揭示了海洋对大气过程有着直接影响的重要事实,特别是在长期天气预报中,海洋的作用更是不可忽视的重要因子。人们知道,海洋和大气之间存在着连续的热量交换过程,探讨其间的变化规律,有助于了解水文气象要素的变化,对于进一步揭示和研究海洋与大气之间的相互关系有着重要意义。目前,南海区域的海—气间的相互作用的研究工作开展的不多。本文采用实际资料计算了我国南海区域(9°N—21°N,110°E—120°E)逐月海面热量平衡诸分量,对其特性进行了 相似文献
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水-气界面是一个重要的物质交换过程界面,对生态系统及生物地球化学循环过程有着重要影响。自然界的降雨可以改变水体表面平衡状态,提高气体在界面的通量交换速率,使得水体界面溶解氧和pH的水平、垂直方向浓度分布发生变化。本文利用平面传感膜具有高时空分辨率、可提供两维浓度分布信息的特点,开展了雨滴对水-气微界面层中的氧气扩散和pH值分布变化模拟实验,采用双参数平面光极同步测量获取低溶解气体在水-气界面的两维分布浓度变化。实验结果证明在受风速、温度影响较小区域,降雨过程对调节表层水体的溶解氧含量和pH值变化具有重要作用,雨滴可以打破水-气界面的微表层平衡机制,促进大气中氧气在表层水体的溶解,使得水面垂直方向23 mm内的溶解氧平均升高2.3 mg/L;降雨对水面12 mm之内表层水体pH值产生的影响较为明显,pH值平均降低了0.2~0.4个单位,表明降雨雨滴促进大气在水-气界面的迁移进程,溶解的CO2使得表层水体向酸性方向转化。本文提出的基于平面光极两维观测方法为评估低风速、高降雨或低降雨区域的海岸带溶解氧和pH值的变化提供高空间分辨率的水-气界面实时观测新的技术支撑。 相似文献
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吹扫-捕集气相色谱法测定海水中挥发性卤代烃 总被引:6,自引:0,他引:6
挥发性卤代烃(VHC)是大气中的痕量气体,对臭氧层损耗和温室效应有重要作用。海洋是大气中VHC的主要自然排放源,开展海洋VHC的研究有助于了解海洋对大气VHC和全球变暖的贡献。本文建立了吹扫-捕集与气相色谱-微池电子捕获检测器联用技术(P-T-GC-(ECD)分析海水中6种VHC的方法,确定了吹扫-捕集条件和气相色谱分离条件。该方法的检测限在0.003~0.369 ng.L-1之间;相对标准偏差是1.83~3.97;加标回收率为98.1%~110.2%;相关系数在0.997 3~0.999 8之间。可准确地测定海水中6种VHC。 相似文献
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海洋沉积物中碳的来源、迁移和转化 总被引:1,自引:0,他引:1
人类活动每年向大气排放的CO2约为65亿t,其中留在大气中的约占50%,大洋吸收约16亿-20亿t,陆地生态系统大约吸收0.7亿~1.4亿t(Bates,2001;Battle et al.,2000),还有大约13亿t找不到去处,称为大气CO2丢失项,而陆架边缘海有可能是这丢失项的去处。近海沉积物是大气二氧化碳的接受者,同时当条件合适时沉积物中的碳又可被释放重新进入水体乃至大气中,是碳循环中的重要源与汇,因此海洋沉积物在碳循环中的作用是全球碳循环的一个关键环节。虽然近十年来这方面的研究已经引起众多学者的关注,对沉积物中的碳循环进行了较大量的研究,取得了一系列成果,但海洋沉积物在碳循环中的作用和过程至今并未查清,具体体现在海洋沉积物在海洋碳循环中起什么作用?起多大作用?在哪些方面影响和控制海洋碳循环?这些均需要科学家们长期的艰苦努力,以便在更深入、更系统和更高层次上研究解决困扰当今人类的涉及碳循环这一重大环境科学问题。
海洋沉积物为海洋环境中的一个主要研究对象,其中的碳与水体-生物体以及大气、入海河流等进行着不间断的交换、大气中的气体碳经过复杂的海洋生物地球化学过程转化为水体中的溶解碳,再变为颗粒碳,经沉降最终形成沉积物,在适宜的条件下上述的反过程同样会发生。因此,研究海洋沉积物中的碳在其循环中的作用是非常困难的。碳是最主要的生源要素,更是生命活动能流、物流中最重要的元素,几乎所有的生物地球化学循环过程都与它有关,因而有关碳循环的研究是目前全球变化研究的热点。许多国际研究计划均以此为核心研究内容。如国际地圈与生物圈计划(IGBP)中的全球海洋通量联合研究(JGOFS)、全球生态系统动力学(GLOBEC)以及上层海洋与低层大气研究计划(SOLAS)等(唐启升,2001;宋金明,2000)。碳循环研究以 JGOFS计划2001年基本结束为标志,通过近十几年的研究,取得了丰硕的成果,系统了解了海洋循环的过程及界面碳通量,对全球碳循环也有了一个初步的了解。为进一步深入开展这方面的研究作者从海洋沉积物中碳的形态与来源、海水及颗粒物中碳与沉积物碳的关系、表层沉积物再悬浮对碳循环的影响以及沉积物中碳的早期成岩作用等几个方面阐述了海洋沉积物中碳循环目前的研究进展。 相似文献
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黑潮海域海洋异常加热对后期北半球大气环流影响的分析 总被引:9,自引:1,他引:9
计算了黑潮海域海洋异常加热与后期1—12个月北半球大气环流的时滞相关,分析了二者的相关关系。结果表明,海洋异常加热对后期半年到一年北半球大气环流场有重要影响。当黑潮海域海洋异常多加热时,后期半球范围内大气环流的经向度将趋减小,反之则趋加强。在分析相关场演变的基础上,讨论了上述时滞关系的可能物理过程,指出黑潮海域海洋异常加热对后期下游大气环流型的影响,是通过改变中纬大气与高纬极地大气之间温度和位势高度梯度,进而影响后期下游大气环流型来实现的。 相似文献