二氧化碳海气交换通量估计的不确定性

尽管确信海洋是人为CO2 的一个巨大碳汇 ,但其确切的数字及其未来变化趋势至今仍有较大的争议。分析讨论了国内外这方面的研究成果 ,特别是近几年的研究进展 ,指出了在计算海气交换通量时存在的主要问题。计算CO2 气海交换系数的公式尚未取得一致 ,在相同的风速下 ,不同的公式可产生百分之几十的差别。计算的CO2 分压因使用不同的热力学常数表达式而导致不同的结果 ,差值可达 3Pa。进一步讨论了基于观测和模式估计的CO2 气海交换通量的不确定性 ,并指明了模式结果存在的差异。根据CO2 分压的观测资料估计 1 990年和 1 995年全球海洋分别吸收 1 .4 5GtC和 2 .2 5GtC的CO2 ,该估计有 5 0 %的不确定性 ,4个全球海洋环流碳循环模式估计 1 980— 1 989年间海洋每年吸收人为CO2 为 1 .5～ 2 .2GtC。评述了通量的季节变化和年际变化 ,年际变化与发生在太平洋中的厄尔尼诺现象有关。     

典型喀斯特河流二氧化碳分压及交换通量季节变化

河流水-气界面二氧化碳(CO2)交换是全球及区域碳收支平衡的重要组成部分。然而, 当前对喀斯特水体CO2吸收及排放特征的研究仍然有限。为探究喀斯特河流CO2分压(pCO2)及水-气界面CO2交换特征, 本研究以我国典型喀斯特河流綦江为对象, 调查了气象水文条件、碳酸盐平衡参数(pH、T、Alk、DIC、HCO3-、CO32-、CO2)、水-气界面CO2交换通量(F)和环境变量(EC、DOC、TDN和TDP)的季节变化特征, 分析了pCO2的调控因素及其与环境变量的耦合关系, 比较了不同河流的水-气CO2交换现状。结果显示, 綦江原位水体pCO2在1.3~7205.2 μatm范围内变化, 其中有47%样品高于大气CO2平衡浓度值。受雨季降水稀释作用和旱季呼吸矿化作用及人为输入复合影响, 旱季水体pCO2(1549.5±1786.8 μatm)显著高于雨季初期(448.9±184.0 μatm)和雨季后期(83.8±166.0 μatm)(P < 0.001)。河流F值在-213.6~5526.6 mmol/(m2· d)范围内, 其平均值为202.4±907.8 mmol/(m2·d)。其中, 旱季碳源(F>0)样点比例较多为85%, 次之为雨季初期(48%), 雨季后期样点碳源比例较少(6%)。水体pCO2与环境变量EC和TDN具有显著相关关系(P < 0.05)。喀斯特河流水-气界面可同时作为大气CO2的源和汇, 掌握其变化规律对我国生态系统"碳达峰、碳中和"目标的实现具有重要理论和现实意义。     

海表层二氧化碳分压之时间序列研究进展

简要总结了海表层二氧化碳分压(pCO2)时间序列的研究方法,重点综述了时间序列研究在确定pCO2控制过程、揭示pCO2年际差异、监测气候事件对pCO2的影响及估算海—气二氧化碳(CO2)通量等方面的研究进展.海表层pCO2时间序列的研究方法大致可以分为2类,一类是基于船舶调查,另一类是基于浮标的CO2自动测定.时间序列研究除了能够定性地记录和追踪一些特殊和偶然的物理和生物过程对pCO2的影响外,还能够定量地给出各种过程对pCO2变化的贡献,这对揭示海洋pCO2的控制机理有着重要意义.年际尺度的时间序列观测表明:人类活动已经造成了海表层pCO2的增加,厄尔尼诺事件和拉尼娜事件对海表层pCO2和海—气CO2通量有明显影响.另外,时间序列研究能够提高海—气CO2通量估算的准确性.     

海洋碳循环模式的研究进展

从最简单的三箱模式开始简要回顾了海洋碳循环模式的发展历史，讨论了不同发展时期各种模式的特点，并指出了海洋吸收大气CO2的能力。近年来全球海洋环流碳循环模式经常使用简单生化过程，而在过程模式和一维模式中较详尽探讨生态系统在海洋碳循环的作用。最新的全球环流碳循模式估计海洋在20世纪80年代每年吸收大气CO2为1.5~2.2 GtC。还讨论了模拟海洋碳循环的现状和存在的问题。使用含显式生态系统的碳循环模式是研究CO2生物地球循环及其对全球变化响应的发展趋势。     

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     

喀斯特地区水库回水区夏季水体二氧化碳分压变化特征及交换通量研究

为了解万峰湖水库回水区夏季水体溶解CO_2变化规律及水体"源/汇"特征,于2016年夏季对万峰湖回水区水体溶解CO_2分压进行走航监测,现场利用水质参数仪测定水体物化参数,其余水质参数于实验室进一步测定分析。结果表明:回水区表层水体pCO_2值变化范围在150.58~220.05Pa之间;水体剖面上,表层水体pCO_2值最低,随水体深度增加pCO_2值逐渐增大,在80 m处到达最大值;回水区不同于大部分云贵高原湖泊和水库,水体pCO_2表现为过饱和状态,经研究分析认为回水区周围环境、水体自身富氧条件与水体中大量物质分解是引起这一现象的主要原因;利用相关公式计算,回水区CO_2释放通量为27.4~44.2mmol·(m~2·d)~(-1),均值为37.1 mmol·(m~2·d)~(-1),水体表现为大气CO_2的"源"。     

中国区域碳循环研究进展与展望

中国陆地和海洋生态系统的区域碳循环在全球碳循环过程中占有重要地位。目前,中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究,而中国边缘海系统碳循环研究相对薄弱。简要回顾中国碳循环（以现代过程的描述为主）的研究动态,重点阐述中国边缘海碳循环研究概况及CO2的海-气交换、有机碳循环、颗粒有机碳的输出、河流的输运等海洋碳循环过程的关键科学问题。在汇总补充及数据更新的基础上勾画了中国区域碳循环框架。我们认为,中国的区域碳循环过程尚有诸多未知量和不确定性,缺乏把陆、海、气作为一个系统的综合研究,海洋生态系统碳循环研究尤其需要加强。中国边缘海的碳循环研究应当围绕CO2的汇源过程这一碳循环的中心问题,深入开展边缘海碳的生物地球化学及其与大气CO2的耦合作用等方面的研究。     

油气藏埋存二氧化碳生物转化甲烷的机理和应用研究进展

埋存CO<,2>生物转化CH<,4>技术是利用油、气藏中内源微生物,以埋存的CO<,2>为底物,通过CO<,2>生物还原途径合成CH<,4>的生物技术.此技术因兼备CO<,2>减排的环保意义、生物合成CH<,4>的再生能源意义、延长油气藏寿命和潜在经济收益等优势有着广泛应用前景.CO<,2>的捕集、埋存和油气藏生物多样...     

二氧化碳在海洋深层水中隔离的数值模拟

随着对大气中二氧化碳浓度的持续增加所产生的潜在全球气候变化问题的认识逐步加深,人们在进一步理解全球碳循环问题的同时,正在寻求遏止大气CO2浓度快速增加的方法。文章在讨论一些可能的途径后,着重探讨了作为其中一种选择的CO2海洋封存的有效性问题。使用北太平洋海洋环流模式,研究了人为隔离CO2在海洋中的行为。在北太平洋中选择了1个位置,在不同的深度人为投放CO2。模拟结果表明,隔离有效性随隔离的深度增加而增加。总的来说,当注入深度超过1500m,其海洋中隔离CO2在50a后仍可达注入量的95%以上。当隔离深度超过2000m后,深度增加对隔离效果的影响变小,50a后的差异均小于1%。     

我国二氧化碳排放的区域分析

利用我国能源统计数据,对我国及各省区的CO2排放总量、排放强度、人均排放量和排放密度进行了计算。通过分析发现我国CO2排放具有较为明显的东西部差异,总体表现为东部发达省区排放总量大、排放强度低、人均排放多、排放密度高的特点,而中西部尤其是西部地区则表现出相反的特征。在分析我国CO2排放区域特征的基础上,分析出现以上地域差异的主要原因,并针对区域减排行动可能存在的问题进行了探讨,提出以省区为单位,降低排放强度可以取得实际的、可跟踪的减排效果,但需要考虑到全国各省区在功能定位、减排成本、资源环境条件等方面的差别,以及建立基于技术与资金合作的联合减排机制的可行性和障碍等因素。     

安徽省地质碳汇潜力及二氧化碳地质储存

气候变化是当今全球面临的重大挑战,它不仅是重大的科学问题,也是重大的政治问题。遏制气候变暖,拯救地球家园,是全人类共同的使命。我省处于工业化加速期,高能耗行业比重高,未来面临巨大的二氧化碳减排压力。加大产业结构调整、利用低碳技术改造和提升高碳产业固然是非常重要的技术措施,但地质碳汇也是二氧化碳减排的一条重要渠道。岩溶碳汇效应显著,土壤固碳潜力巨大,在二氧化碳减排和缓解温室气体效应的研究计划中,加强地质研究已是不容回避的重大科学问题。     

海洋二氧化碳的研究进展

海洋是一个巨大的碳库,具有潜在的缓冲大气CO2增加的能力,研究CO2在海洋中的转移和归宿,对于预测未来大气CO2含量乃至全球气候变化具有重要意义。综述了海洋CO2的研究现状,着重介绍海洋CO2的源与汇、海—气CO2通量的估算以及海洋环流、生物泵和海洋生态在海洋碳循环中的作用,并对该研究领域的发展趋势进行了总结。     

我国煤层气储层研究现状及发展趋势

通过对煤层气储层描述及储层评价，煤储层分布，预测及选区评价，煤储层研究方法及实验技术等方面的系统评述后认为，我国目前已基本掌握了煤储层地质特征研究和地质评价选区技术，煤层气储层工程技术和储层模拟软件系统，并在煤层气储层研究方面有所突破，但我国煤储层的构造复杂，煤层多强烈变形，煤层结构常呈碎粒状及糜棱状等，煤储层多为贫煤和无烟煤，呈“三低一高”（煤层压力较低，煤层渗透率低，在水压裂等强化措施下形成的常规破裂裂缝所占比较低；煤层普遍具有较高的吸附力）的物性特征，且变质程度偏高，高煤级煤（贫煤一无烟煤）占49％，独具“中国特色”，进而讨论了当前我国煤层气储层研究急待解决的8个方面的科技问题和难点，指出了在21世纪初中我国煤层气储层研究的7个发展趋势。     

陆面碳循环研究中若干问题的评述

陆面碳循环是全球碳循环研究的重要内容 ,所涉及的研究领域很广。对碳循环研究中所涉及的有关主要问题——碳元素的源和汇、“漏失汇”(missing sink)、植被净初级生产力 (NPP)、土壤呼吸、CO2 的“施肥效应”、目前和末次冰期极盛时陆地生态系统的碳储量、“反褶积”(deconvolution)分析方法以及气候变化对净碳通量的影响等方面的研究内容及其进展情况作了简要回顾和介绍。总结了不同研究方法的优缺点及各自存在的问题 ,并对有关研究结果和未来的发展趋势作了评述。     

二氧化碳生物地球化学循环研究的进展

综述了对二氧化碳生物地球化学循环的研究现状，着重介绍了大气二氧化碳的源和汇的研究资料，并简要介绍了有关碳循环模式。     

二氧化碳找矿方法及其应用

通过测试土壤中的ＣＯ２用于找矿始于３０年代初。随着科学技术不断发展和检测设备精度的提高，根据ＣＯ２的地球化学行为和在岩石、矿物中赋存状的不同，应用不同的测试条件，使该方法不仅适用于寻找金属固体矿产，而且更适用于寻找液体和气体矿产。     

煤矿二氧化碳突出与研究

CO₂ outburst is a main geological disaster in coalmines. A survey of study on CO₂ outbursts at home and abroad and the latest developments in research of China are introduced in this paper.
The CO₂ outburst in the Lower Silesia Coalmine in Poland is the most serious in the world. In China，the extraordinary outburst of CO₂ gas happened on May 24，1978 in the Yaojie Coalmine，GansuProvince. In the recearch work of Yaojie,we launched study on some forward domains. Such as helium and argon isotopes , fission一track dating of calcite veins，thermal simulated experiment and so on , and got some new data and new results.
     

含油气盆地二氧化碳成因研究

CO2地质问题是当今地球科学的前沿和热点问题。含油气盆地CO2的成因至少包括:①未脱气地幔岩浆脱气作用;②地壳岩石熔融脱气作用;③海相碳酸盐岩热分解作用;④碳酸盐胶结物热分解作用;⑤有机成因的CO2。这些不同来源的CO2各有其地球化学特征。近年来大量地球科学研究发现,全球含油气盆地已发现的高含CO2气藏中CO2主要是由未脱气地幔的脱气作用贡献的。这种成因CO2具有典型-4‰(PDB)的碳同位素组成特征。未脱气地幔在地球演化过程中几乎没有进行过脱气或组分分异,它保持着原始地幔的富气特征,其含气丰度约是脱气地幔含气丰度的99倍。因此,未脱气的幔源岩浆脱气作用成为含油气盆地CO2的最主要来源。