夏季琼州海峡表层海水二氧化碳分压时空变化

采用船载海−气CO₂连续观测系统于2011年和2014年夏季在琼州海峡开展了现场观测,分析研究了表层海水二氧化碳分压(pCO₂)时空变化及其影响因子。2011年和2014年夏季pCO₂分别为(516±29) μatm和(533±15) μatm,海−气CO₂交换通量分别为(8.4±1.7) mmol/(m²·d)和(4.5±0.4) mmol/(m²·d),均是大气CO₂的强源,高于相邻及相似海域,主要受控于东口海域上升流和海峡中部狭管效应。2011年夏季东口上升流增大pCO₂的同时也促进了浮游植物繁殖,光合作用吸收水体CO₂,降低了pCO₂,而且受其影响,西口口门附近叶绿素a和溶解氧含量陡增,pCO₂突降。2014年夏季东口海域上升流较弱,且观测海域垂直混合作用显著,pCO₂和溶解氧分布特征与2001年夏季明显不同。海峡中部狭管效应造成水体输运速率大、混合作用强,浮游植物“来不及”生长,pCO₂较高。     

夏季东海西部表层海水中的pCO_2及海-气界面通量

根据 2 0 0 1年夏季长江口及东海西部海域表层海水pCO2 的实测数据 ,结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料 ,对该海域pCO2 分布和变化的重要影响因素进行了探讨。结果表明 ,长江冲淡水是造成东海西部海域表层海水pCO2 分布不均匀的主要原因。利用Wan ninkhof( 1 992 )提出的通量模式计算 ,长江口口门附近海域和浙江近岸海域为CO2 的源区 ,1 2 3°E以东的调查海域表现为大气CO2 的汇 ,尤其是以 1 2 3°E ,32°N为中心 ,存在着一个极强的大气CO2 汇区。就整个东海西部海域而言 ,夏季可从大气净吸收 1 5 3× 1 0 4 tC。     

高分辨率海水表层二氧化碳分压重构以大西洋为例

海洋是自然界中重要的碳汇,海−气二氧化碳通量通常利用大气和海水表层的二氧化碳分压（pCO₂）差进行估算。受制于时空分布不均匀的观测样本和预测数据,目前已有海水表层二氧化碳分压的重构结果在空间分辨率上仍有较大可提升空间。为在高空间分辨率下更好地拟合时空变化,基于表层大洋二氧化碳地图（SOCAT）的海水表层二氧化碳逸度（f CO₂）数据集和遥感卫星等多源数据,利用XGBoost模型建立了海水表层二氧化碳分压值与海洋物理、生物、光学等要素的非线性关系,并根据样本时空频率构建权重模型,最终重构了2000−2018年大西洋0.041 7°×0.041 7°下月度海水表层二氧化碳分压分布。预测结果的相关系数为0.966,均方根误差为8.087 μatm,平均偏差为4.012 μatm,与同类重构结果相比,海水表层二氧化碳分压的时空变化趋势一致性强,且在空间分辨率上具有优势。     

夏季东海西部表层海水中的pCO2及海-气界面通量

根据2001年夏季长江口及东海西部海域表层海水pCO     

南黄海夏季表层海水中pCO2分布的初步探讨

作者在 1 999年夏季的航次中 ,获得了南黄海表层海水 p CO2 的实测数据。本文结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料 ,对影响 p CO2 分布和变化的某些重要现象进行了初步探讨。研究表明南黄海表层海水 p CO2 的分布存在较大的不均匀性 ,这是边缘海区海水中生物、物理和化学因素复合作用的结果。除长江口门外的 p CO2 高值区外 ,南黄海表层海水的 p CO2 值与叶绿素、水温大体呈负相关 ,而与海水的盐度基本上呈正相关。     

海水二氧化碳分压测量用水-气平衡器

水-气平衡法被广泛地应用于海水CO₂分压(partial pressure,pCO₂)的测定。该方法采用水-气平衡器,使海水与平衡器上部顶空中的空气进行CO₂交换,达到平衡后测定该顶空空气中CO₂的浓度,再换算成海水pCO₂。水-气平衡器是海水pCO₂测量仪器的关键部件,其性能在很大程度上决定所获得的pCO₂数据的准确度和可靠性。本文介绍了水-气平衡器的平衡原理、平衡器时间常数的测量方法及影响因素,归纳了现有的4种用于海水pCO₂测量的水-气平衡器即喷淋式、鼓泡式、层流式及混合式平衡器的结构与特点,着重介绍了两种新型的水-气平衡器即基于射流器的鼓泡式平衡器和基于球形降膜的层流式平衡器,比较了不同水-气平衡器的尺寸、运行参数及时间常数,分析了设计和应用水-气平衡器时需考虑的因素。本文可为使用水-气平衡器测定海水pCO₂的技术人员提供技术参考。     

基于广义回归神经网络的全球表层海水1°×1°二氧化碳分压数据推演

表层海水二氧化碳分压是评估海洋碳源汇强度的关键参数,但其实测数据较少、时空分布极不均匀,导致二氧化碳交换通量的估算有很大的不确定性,海洋源汇特征就不能确切获取。为了解决这个难题,在收集的表层大洋二氧化碳地图(Surface Ocean CO₂ Atlas,SOCAT)实测数据集基础上,运用广义回归神经网络建立二氧化碳分压与经纬度、时间、温度、盐度和叶绿素浓度间的非线性关系,构建了1998-2018年间全球1°×1°经纬度的表层海水二氧化碳分压格点数据,其标准误差为16.93μatm,平均相对误差为2.97%,优于现有研究中的前反馈神经网络、自组织映射神经网络和机器学习算法等方法。根据构建的数据所绘制的全球表层海水二氧化碳分压的分布与现有研究有较好的一致性。     

基于海水环境和气象参数经验公式估算的东海海-气CO2通量

使用World Ocean Altas 2009提供的气候态月平均温度、盐度和磷酸盐浓度资料,以及Globalview和NCEP的大气资料,借助较为可靠的经验公式,估算了东海海表CO2分压(pCO2)和海-气CO2通量的平均分布特征和季节变化。结果表明,pCO2的空间分布形态四季大体相同,但其强度随季节变化,春、冬季低,夏、秋季高。CO2通量在东海陆架区为汇,汇的强度从NW向SE逐渐减弱;在黑潮区为源,强度从SW向NE逐渐减弱。东海整体于春、冬季为CO2的汇,夏、秋季为CO2的源。进一步分析东海pCO2和CO2通量季节变化的主要影响因子表明,东海海表pCO2变化主要受温度控制,而在陆架区,盐度和磷酸盐的作用不可忽略。东海整体CO2通量变化在4至10月由风速主导,11月至翌年3月由海表pCO2控制;陆架区CO2通量的季节变化主要由风速决定;黑潮区CO2通量的变化在夏季由风速主导,秋季由风速和pCO2共同影响。     

海水二氧化碳分压（Pco2）的取样手段和分析计算方法

前言 由于大气二氧化碳（CO_2）逐年增加,已影响到近年来全世界的气候变化,从而越来越受到世界科学界和各国政府的重视。CO_2的增加是由全球工业迅速发展,CO_2气体不断大量排放到地球大气中所致。从工业化前的大约280（ppm）,增长到1988年的350（ppm）这是指大洋上CO_2的变化。陆地和城市大气CO_2的浓度最高可达380（ppm）左右。预计2050年CO_2浓度将是工业化前的2倍多,因此将大大改变地球的气候。 海洋是一个大的CO_2贮存库,对于调节大的时间尺度（一年至许多年）大气CO_2的浓     

东海表层海水中微塑料分布与组成

本文通过2015年夏季在东海水域进行采样,对东海表层水体中微塑料的空间分布和组成进行了定量与定性分析。结果表明:东海表层海水中广泛存在微塑料,微塑料的分布密度在0.011—2.198piece/m3之间,平均含量为0.31piece/m3。微塑料的长度多在500μm至5mm之间,占88.6%;其形态多为泡沫状(54.8%),其次是块状(21.4%)和薄膜状(11.8%);其外观多呈现为白色(71.9%)和彩色(18.5%);其化学成分主要是聚乙烯(45.5%)和聚丙烯(34.6%)。对形态、颜色和化学组成的分析表明,这些微塑料主要来源于陆地,在沿海通过海岸或河流进入海洋。河流和洋流的运动是影响微塑料迁移而导致其分布不均状况的主要因素。与国内外已有相关研究结果的比较表明东海微塑料的分布密度处于中等水平。     

秋季东海和南黄海表层海水CO_2体系各参数分布及海-气界面通量

根据2007年11月在东海和南黄海海域表层海水测得的TCO2和TA数据,计算了表层海水pCO2,结合现场环境对表层海水CO2体系各参数的分布进行了讨论,探讨了pCO2与海水温度及叶绿素的相关性,利用Wanninkhof(1992)提出的通量模式并采用加权平均法估算了整个调查海域的海-气CO2的净通量。结果表明:观测海域表层海水CO2系统各参量的分布呈明显的不均匀性,在水团的混合处往往是各参量的高值或低值中心。由相关性分析可知,pCO2的分布主要受海水温度的影响,生物活动的影响较弱。受秋季较大风速的影响,调查海域表现为强的CO2源,秋季可向大气释放CO2约为556×104tC。     

渤、黄、东海悬浮物质量浓度冬、夏季变化的数值模拟

采用HAMSOM三维正压水动力模型结合粒子追踪的悬浮颗粒物输运模型模拟了渤、黄、东海悬浮物质量浓度冬、夏季变化。模拟结果显示,潮流和底质对悬浮物质量浓度的分布有决定性的作用,沉积物再悬浮对悬浮物质量浓度分布影响大,冬季尤为显著。莱州湾中西部和渤海湾南部悬浮物终年维持高质量浓度,古黄河口冬季再悬浮物的质量浓度高于其它季节的。长江口附近悬浮物终年维持高质量浓度,夏季长江口东北悬浮物的质量浓度高于冬季的,浙江沿岸冬季悬浮物的质量浓度高于夏季的。     

东海东北部夏季水文状况的研究

本文主要根据韩国海洋研究所通过东海沿岸海洋过程试验（即COPEX－ECS）收集的CTD资料,较详细地研究了东海东北部夏季的水文状况．文中首先分析了夏季出现在该海域最重要的几件海洋现象．其中主要包括长江冲淡水的东向扩展,黄海底层冷水南向插入,以及黑潮水的爬升和渗透。然后,使用t－S分析法,并参考有关研究成果,对东海东北部夏季水团进行了划分,并重点探讨了黑潮水和对马暖流水的结构特征。最后,本文讨论了朝鲜／对马海峡东、西水道夏季水文结构的差异问题。     

冬季黄东海溶解有机碳的分布特征

于2007-01-02对黄东海溶解有机碳(DOC)进行采样并用高温催化氧化法进行测定,分析了其质量浓度和平面分布特征。结果表明,DOC的质量浓度范围为0.440～2.491mg/L,平均质量浓度为(0.967±0.284)mg/L;DOC的平面分布呈现近岸高外海低的特征,近岸高值主要集中在长江口以南海域,主要受陆源输入的影响;外海DOC高值区主要集中在28°N以南,126°E以西的海域,来源于浮游植物的初级生产;东海东南部为DOC的低值区,主要受贫营养的黑潮水控制。垂直方向上,DOC由表到底变化较小,表层和10m层受生物活动影响质量浓度相对较高,底层高值主要来自于沉积物再悬浮的作用。     

夏季黄东海颗粒有机碳的分布特征

根据2006年6～7月对黄东海大面调查的资料,分析研究了黄东海颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的浓度和分布特征。结果表明,夏季黄东海POC的浓度范围是6.07～2 204.17μg.L-1,平均浓度为147.15μg.L-1。POC整体上呈现近岸浓度较高、远岸浓度较低,北部浓度较高,南部浓较低的分布特点;在长江口外及浙江近岸海区存在POC的高值区,特别是长江口外,表层和底层POC浓度很高,这主要是受到长江陆源输入的重要影响。在垂直分布上,南黄海区POC的浓度分布整体上呈现上层水体浓度较低,下层水体浓度较高的特点,这主要是受底质再悬浮的影响。而东海区呈现近岸POC浓度较高,离岸POC浓度较低的特点,这主要是受长江冲淡水输入的影响。     

北黄海夏季pCO2分布及海-气CO2通量

基于在2006年夏季北黄海收集的的高分辨率的表层CO2分压(pCO2)数据,结合水文和生物地球化学同步观测参数,探讨了夏季北黄海pCO2空间分布的控制因素。结果表明,夏季北黄海与大多数中低纬度陆架海类似,由于水温较高,表层pCO2较高(平均值为(463±41)μatm),整个海域相对大气CO2过饱和。表层pCO2分布具有明显的区域差异,辽南和鲁北近岸海域pCO2明显高于中部区域,辽南近岸的高pCO2主要与河流输入和水产养殖引起的生物好氧呼吸有关,而鲁北沿岸的高pCO2主要与烟台近岸的底层冷水涌升及由混合引起的高碳酸盐含量的黄河泥沙的再悬浮有关;在海区中部大部分水域,pCO2与温度之间有较好的相关性,说明温度是这一区域pCO2分布较为重要的控制因子。另外,采用Wannikhof的海-气气体交换系数估计了北黄海夏季海-气CO2通量,结果表明整个北黄海是大气CO2的源,平均释放速率为(4.00±0.57)mmol.m-2.d-1,高于南黄海夏季海-气CO2通量。     

东海海表面温度长期变化趋势研究

通过对卫星海表面温度资料的分析，研究了东海表面温度的长期变化趋势。发现东海存在41个月左右的变化周期，并与ENSO有一定的关系。海表面温度变异最大的区域在东海北部由长江口至济州岛南部区域。     

冬季中国东海中溶解碳水化合物浓度分布

采集了中国东海(2009-12~2010-01)35个站位的海水样品,其中包括6个站位的垂直断面。用TPTZ方法测定了溶解态的单糖(MCHO)、多糖(PCHO)和总糖(TCHO)的浓度,对其水平分布和PN断面分布进行了研究。结果表明,受到长江冲淡水和黑潮水的影响,表层海水中MCHO、PCHO和TCHO浓度的水平分布表现出由近岸向外海递减的分布趋势。PN断面由于受冬季东北季风的影响,水体混合强烈,使得MCHO、PCHO和TCHO浓度在垂直方向上分层无明显规律。对长江口外3个断面海水中TCHO浓度与环境因子做了相关性研究。结果表明,TCHO浓度与盐度和温度呈显著的线性负相关,与Chl-a浓度呈线性正相关。     

Winter Distribution of Diatom Assemblages in the East China Sea

We examined the spatial distributional relationships between diatom assemblages and water types during the winter in the East China Sea. Principal component analysis was used to identify two water types and two diatom assemblages in the study area. Coastal water types along the mainland China coastline had low temperature and salinity levels, but high nitrate levels. The shelf-mixing water type in the rest of the study area had higher temperatures and salinities and lower levels of nitrate. Diatom assemblage distribution was not spatially consistent with water type. The Kuroshio assemblage had a large standing stock, distributed along the surface of the shelf break. This assemblage is likely the result of Kuroshio surface water coming into contact with nutrient-rich water in the shelf area, triggering proliferation of certain diatom species. A background assemblage with low standing stock level persisted over the entire study area in both coastal water and the shelf-mixing water types. Our results support previous research: the background assemblage is due to poor growth conditions such as the convection of water during winter; there were no significant seasonal variations in the species composition.