冬季东中国海表层pCO2的分布特征及控制因素分析

论文摘要

针对目前全球碳循环中的循环途径不闭合的问题,大陆边缘海因被认为是碳循环中丢失项（missing term）的可能去处,而成为研究的焦点。东海是西北太平洋边缘海中最重要的组成部分之一,研究东海海-气界面的二氧化碳通量,对于更完整、准确地探讨边缘海区对全球碳循环的贡献,以及完善全球碳系统参数数据库有重要意义。前人对东海碳循环的研究多集中于春季,夏季.和秋季,并且研究区域易受地理条件和取样站位的影响,要正确估算东海吸收大气二氧化碳的能力,必须有足够的时间和空间分辨率的pCO2和相关水文、气象、化学等观测数据。本论文通过2007年1月-2月对东海冬季航次的进行的调查,在对重要断面走航参数分析和水团内相关参数讨论的基础上,结合同步获得的水文、化学和生物等参数,分析了冬季东海表层pCO2的分布特征,探讨了各水团内源汇作用的影响因素,并估算了冬季东海海-气界面碳通量。主要结论如下:1、冬季东海表层海水pCO2值在237 -507μatm之间,呈现出明显的块状分布,南黄海海域整体与大气pCO2值接近,长江口以南的西部陆架区均为低值区,与之濒临的济州岛南部海域则表现出较高的pCO2值。从不同水团的角度分析,南黄海海域受黄海暖流影响的区域内水体垂直混合均匀,pCO2值为378-436μatm,长江口外部海域的站位因为剧烈的生物活动引起的较强光合作用pCO2值低于300μatm;受碳酸盐平衡体系以及近岸淡水输入带来的营养物质导致的生物光合作用加剧吸收CO2的影响,闽浙沿岸流表层水影响海域水体pCO2始终低于大气,表现为大气二氧化碳的汇;东海陆架混合表层水由于受众多水团包围显示出较为复杂的温-盐性质,济州岛南部海域以124.2°E, 31.2°N为中心的海域为强源区,较弱的生物活动和上升流是控制该海域海水表层pCO2分布的主要因素。2.本航次调查得到的东海CO2通量为-1.85×106tC,源区、汇区总面积分别为50.25×104 km2和36.25×104 km2,其分别为:+2.72 mol C/ m2 yr、-5.82 mol C/ m2 yr,整个调查海域的平均CO2交换速率为-0.71 mol C/ m2 yr。3.与Tsunogai根据PN断面研究得到的分布结果相同,本航次调查中在长江口延伸至冲绳海槽的断面上西部海域为低值区,济州岛南部海域为高值区,但是本文估算的CO2交换速率及碳通量远低于Tsunogai et al.的估算结果（-2.92 mol C/ m2 yr、-30×106tC）。源区和汇区源汇分布格局存在较大差异:本次调查期间,南黄海海域整体表现为源区（平均pCO2值为398）,远远低于Tsunogai利用公式推出的220-270μatm;闽浙沿岸流海域的汇区强度也弱于Tsunogai推算的结果;东海大陆架水影响的海域内,济州岛南部海域尽管同为高值区,但是本次调查过程中表现为强源区。因此,通过有限的站位数据推广到整个东海难免会带来误差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 引言
• 1 文献综述
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 陆架边缘海的研究
• 2 通量的研究'>1.2.1 海-气界面CO₂通量的研究
• 1.2.2 陆架边缘海的源汇作用的研究现状
• 1.2.3 东中国海已有的研究成果
• 1.3 本文的研究思路
• 2 现场调查部分
• 2.1 研究区域概况
• 2.2 站位布设
• 2.3 采样与基础数据
• 2.3.1 采样方法
• 2.3.2 数据测定方法
• 2及其他相关参数分布与水团划分'>3 pCO₂及其他相关参数分布与水团划分
• 3.1 表层温度、盐度分布
• 2及相关化学、生物参数分布'>3.2 pCO₂及相关化学、生物参数分布
• 3.3 调查海域温-盐的聚类分析与水团划分
• 3.4 本章小结
• 2与相关化学、生物参数'>4 重要断面及表层水团内的pCO₂与相关化学、生物参数
• 2及相关参数分布'>4.1 重要断面的pCO₂及相关参数分布
• 4.2 其他断面分析
• 4.3 表层水团内的分析
• 4.3.1 黄海暖流表层水团影响海域
• 4.3.2 闽浙沿岸流表层水团影响海域
• 4.3.3 东海大陆架表层混合水团影响海域
• 4.3.4 东海黑潮表层水影响海域
• 4.4 本章小结
• 2通量的估算'>5 冬季东海海-气界面CO₂通量的估算
• 2的空间分布'>5.1 东海冬季△pCO₂的空间分布
• 2通量的计算模式'>5.2 海-气界面CO₂通量的计算模式
• 5.3 冬季东海海气界面通量分布的不均匀性
• 5.4 冬季东海海气界面碳通量的估算
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢