Influences of Climate Change on the Uptake and Storage of Anthropogenic CO2 in the Global Ocean

A global ocean general circulation model, called LASG/IAP Climate system ocean model (LICOM), is employed to study the influence of climate change on the uptake and storage of anthropogenic CO 2 in the global ocean. Two simulations were made: the control run (RUN1) with the climatological daily mean forcing data, and the climate change run (RUN2) with the interannually varying daily mean forcing data from the NCEP (National Centers for Environmental Prediction) of the US. The results show that the simulated distributions and storages of anthropogenic dissolved inorganic carbon (anDIC) from both runs are consistent with the data-based results. Compared with the data-based results, the simulations generate higher anDIC concentrations in the upper layer and lower storage amount of anDIC between the subsurface and 1000-m depth, especially in RUN1. A comparison of the two runs shows that the interannually varying forcing can enhance the transport of main water masses, so the rate of interior transport of anDIC is increased. The higher transfer rate of anDIC in RUN2 decreases its high concentration in the upper layer and increases its storage amount below the subsurface, which leads to closer distributions of anDIC in RUN2 to the data-based results than in RUN1. The higher transfer rate in RUN2 also induces larger exchange flux than in RUN1. It is estimated that the global oceanic anthropogenic CO 2 uptake was 1.83 and 2.16 Pg C yr 1 in the two runs in 1995, respectively, and as of 1994, the global ocean contained 99 Pg C in RUN1 and 107 Pg C in RUN2 of anDIC, indicating that the model under the interannually varying forcing could take up 8.1% more anthropogenic carbon than the model under the climatological forcing. These values are within the range of other estimates based on observation and model simulation, while the estimates in RUN1 are near the low bound of other works. It is estimated that the variability of root mean square of the global air-sea anthropogenic carbon flux from the simulated monthly mean results of RUN2 with its seasonal cycle and long-term trend removed is 0.1 Pg C yr 1 . The most distinct anomalies appear to be in the tropical Pacific Ocean and the Southern Ocean.     

全球海洋CFC-11吸收对传输速度的敏感性

本文在中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋模式(LICOM)中使用五个不同的海气交换的气体 传输速度公式对CFC-11(一氟三氯甲烷)在海洋中的分布和吸收做了模拟。讨论了不同气体传输速度的差异, 发现差异最大的两个公式得到的全球年平均传输速度相差81%。对CFC-11的海表浓度分布、海气通量、水柱总量、海水累积吸收量以及在大洋断面的垂直浓度分布进行了分析。分析结果显示, 使用Liss and Merlivat (1986) 的传输速度公式的试验在海气通量和海洋吸收总量的模拟上均小于其他试验, Nightingale et al. (2000)、Ho et al. (2006) 和Sweeney et al. (2007) 等的公式虽然全球年平均值相近, 但在高风速地区Nightingale et al. (2000) 公式的传输速度要小于后两者, 导致了使用该公式的试验模拟结果在主吸收区和存储区的强度比后二者偏小。Wanninkhof (1992) 的公式在形式上与Ho et al. (2006) 以及Sweeney et al. (2007) 的公式一致, 但在系数上存在差别, 这使得模拟的水柱总量在南大洋的分布明显好于其他试验, 尽管其最大值仍比观测资料略小。在海洋累积吸收量的计算上, 使用Wanninkhof (1992) 传输速度公式得到的模拟结果比观测资料小8%左右。计算了Liss and Merlivat (1986) 和Wanninkhof (1992) 的传输速度公式模拟的单年吸收量相对差, 其总体上一直保持持续下降的趋势, 到2007年仅为2%。从该相对差变化趋势看, 在最初的前10年, 海气CFC-11交换通量对海气交换传输速度的敏感性更强, 而在更长时间的模拟上, 海洋对CFC-11的吸收则更依赖于物理模式的通风速率。通过对CFC-11垂直断面分布的分析可知, 不同的传输速度在主要吸收区的不同导致了一定的垂直分布差异。基于本文的结果可以认为Wanninkhof (1992) 的海气气体传输速度公式更适合本模式对CFC-11的模拟。     

断裂对碳酸盐岩地层储集空间的影响——以塔里木盆地轮古东地区奥陶系碳酸盐岩地层为例

轮古东地区主要发育两期断裂,断裂使碳酸盐岩地层形成了以大型溶洞占主导,网状构造裂缝和孔洞相辅的溶洞裂缝储集空间体系。早期断裂主要控制了瘤状灰岩尖灭线西北的潜山高地岩溶,形成深切峡谷式沟壑相连的古地貌,流体溶蚀裂缝形成溶洞为主的储集空间。晚期断裂一方面形成新的储集空间并将早期形成的未充填或半充填的裂缝和溶蚀孔洞沟通;另一方面,为大气淡水进入下部岩层提供了通道,形成在奥陶系下部地层发育的水平潜流带和深部缓流带岩溶体系。此外,火山热液沿两期断裂进入碳酸盐岩地层,对通道附近的碳酸盐岩产生显著的溶蚀,主导了深部的岩溶作用。     

塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩成因及识别特征

对63口井岩心及薄片的观察以及大量阴极发光、碳氧同位素、包裹体及电子探针能谱的分析,认为塔里木盆地寒武系—下奥陶统白云岩主要有四种成因,分别对应有四种白云岩类型,即萨布哈白云岩、渗透回流白云岩、埋藏白云岩和热液白云岩。前两者受沉积相控制,后两者受成岩相控制。萨布哈白云岩发育于同生—准同生期蒸发成岩环境的潮间—潮上坪,渗透回流白云岩发育于同生—准同生期蒸发成岩环境的澙湖中,埋藏白云岩发育于埋藏期的深、浅埋藏环境,热液白云岩发育于埋藏期的深埋藏环境。总结了四种不同成因的白云岩的岩石特征及地球化学特征。认识到叠合盆地古老海相地层的白云石化机理复杂,白云岩类型多样,白云岩结构特征不但与沉积相密切相关,更受埋藏期白云石化作用的叠加改造。     

南海风生冷暖涡的数值模拟

利用美国普林斯顿大学海洋模式(POM)对风应力和海岸线共同作用下的南海冷暖涡生成机制进行了数值模拟.结果表明,风应力的作用总可在其下方的海洋中激发出与风应力旋转方向相同的直接涡旋.当地球自转参数f≠0时,通过埃克曼(Ekman)抽吸作用可在南海分别产生与反气旋性和气旋性海面风应力强迫相对应的暖涡和冷涡.如果f=0,风应力激发出的直接涡旋流更强,但均为冷性涡旋.β效应使激发出的海洋涡旋东西方向的非对称性增大,并且诱生出一个与直接涡旋反向的间接涡旋,两涡间的海流和海洋西边界流均增强.文中还对上述现象的机理进行了简要讨论.     

GIS支持下的农用地分等研究——以新疆尉犁县为例

本文以尉犁县为例探讨了地理信息系统在农用地分等中的应用。在此次调研中充分利用MapGIS软件的空间分析功能,为农用地分等工作提供了更加便捷的途径。     

臭氧吸收参数数据库精度检验和验证

利用国际权威期刊上发表的臭氧吸收截面观测数据,检验和验证了现有的紫外正演模式TOMRAD臭氧吸收参数数据库。结果表明,在Hartley臭氧吸收带上,观测数据与数据库参数吻合状况很好;而在Huggins臭氧吸收带上,观测数据与数据库参数在部分波长上存在较大偏差,某些波长上的偏差超过50%。鉴于此,FY-3紫外臭氧探测仪资料处理计算中,选取臭氧吸收参数,必须特别慎重。     

关键海区海温异常的变化与中国区域降水和气温的关系

利用 １９５１年到 １９９８年的月平均海温资料及同时期中国 １６０个测站的降水和气温的月平均资料,选用海温异常的变化趋势一变温,讨论了关键海区海温异常的变化与我国降水和气温的关系,旨在探讨变温因子与我国降水和气温的关系与海温距平与降水和气温的关系有什么不同,用变温因子能否降低降水预报的不确定性。结果表明：降水异常对海温异常两种变化趋势的响应不完全相同,说明分别讨论同一种海温异常态的两种变化趋势对降水的影响比单独讨论海温距平对降水的影响更有效一些,有助于降低预报的不确定性;除西太平洋海区外,气温异常对各海区海温异常两种变化趋势的响应较一致。降水异常对变温的响应与对海温异常的响应,有一致之处,也有不同之处。     

卫星云图和数值产品结合的讯期强降水预警系统

本文采用卫星云图分析和数值产品释用相结合的技术路线，对汛期强降水在红外云图、水汽图、可见光云图上的特征从形态学、统计学等方面进行了研究，获得了汛期强降水云团的特征结构，并结合数值预报产品，建立了汛期强降水云团预警系统。     

VERTICAL STRUCTURE OF SECOND-MOMENT TURBULENT VARIABLES

Two kinds of observational data,fluctuation and mean profile measurements,from a 325 mmeteorological tower in Beijing,China,are used to evaluate local scales of velocity andtemperature for higher heights by flux-gradient mean profiles and eddy-correlation techniques.Acomparison of these methods each other was made in terms of vertical turbulence fluxes formomentum and beat at the same heigbt.The vertical profiles of non-dimensional second moments.such as vertical turbulent fluxes of momentum and heat.velocity and temperature standarddeviations,were derived by local similarity theory.The local similarity relations expressed that thevertical distributions of non-dimensional second moment variables were found to be functions ofz/Λ and z/h in the stable boundary layer and the function of z/Z_i for the convective boundarylayer,where A the local Monin Obukhov(M-O)length.h the height of stable boundary layer andZ_i the height of mixed-layer.These relations are shown to agree well with the observational data.