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北冰洋海洋酸化和碳循环的研究进展
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作者 祁第 陈立奇 +8 位作者 蔡卫君 高众勇 陈宝山 钟文理 魏晧 孙恒 张远辉 张逸行 《科学通报》 CSCD 北大核心 2018年第22期2201-2213,共13页
海洋响应大气CO2升高,引起海水pH和碳酸钙饱和度下降,这一过程称为海洋酸化.海洋酸化可能会对海洋生物和生态系统造成严重危害.在过去的20年中,全球气候变化引起北冰洋发生一系列快速变化,包括:海表温度上升、海冰快速后退、太平洋入... 海洋响应大气CO2升高,引起海水pH和碳酸钙饱和度下降,这一过程称为海洋酸化.海洋酸化可能会对海洋生物和生态系统造成严重危害.在过去的20年中,全球气候变化引起北冰洋发生一系列快速变化,包括:海表温度上升、海冰快速后退、太平洋入流水增多、北冰洋和大气环流异常、淡水储量增加、初级生产力变异等.全球气候变化所诱发的北极快速变化预计将放大北冰洋海洋酸化,通过CO2吸收和碳输送,北冰洋在响应气候变化较其他大洋更快速和显著.本文以北冰洋近岸碳吸收和碳封存研究,海盆区域表层海水p CO2变异机理研究,20年来西北冰洋的酸化水体扩张现象为主线,综述了北冰洋快速融冰背景下的区域碳循环研究进展,并分析了其酸化水体增长与过去20年的环境和气候变化之间的联系. 展开更多
关键词 CO2 海洋酸化 气候变化 快速融冰 北冰洋
中国南大洋海洋大气化学研究进展 预览
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作者 陈立奇 汪建君 +16 位作者 詹力扬 祁第 张麋鸣 高众勇 赵淑惠 颜金培 张远辉 林奇 李伟 矫立萍 孙恒 张介霞 林红梅 孙霞 秦修远 陈魁 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期221-234,共14页
海洋大气化学是一门海洋化学与大气化学交叉的新学科。中国的南大洋海洋大气化学研究与我国的南极考察事业同步成长。30多年来,随着南极科学考察的经验积累和数据集成,我国的南大洋海洋大气化学关键过程研究即大气-海洋生物地球化学循环... 海洋大气化学是一门海洋化学与大气化学交叉的新学科。中国的南大洋海洋大气化学研究与我国的南极考察事业同步成长。30多年来,随着南极科学考察的经验积累和数据集成,我国的南大洋海洋大气化学关键过程研究即大气-海洋生物地球化学循环,碳、氮、硫、磷、铁等的海气交换研究都有了长足的进步。与气候变化关系密切的碳、氮、硫的海-气循环等研究,取得了一批新的认知和成果,引起国际学界的关注。自20世纪80年代早期开始至今,我国已开展了三十多次南极科学考察,在这些考察中开展了南大洋大气气溶胶物质来源研究,探究了大气-海洋生物地球化学的一些关键过程,估算了硫、磷、氮、铁的海气交换通量。随着国家重大计划“南极在全球变化中的响应与反馈作用”项目实施及后续研究的开展,对全球变化的敏感要素碳、氮、硫、铁在南大洋的源汇特征及其环境和气候效应等进行了研究,对其有了更深的了解。我们还对南大洋海冰区碳汇格局演变,DMS、MSA、N2O、Fe等的海气交换过程及其对生态环境的影响有了新认知。同时,在对上述化学物种的实时走航观测关键技术研发上也取得了重要突破,为未来开展相关研究提供了坚实的技术支持;在站区大气污染特征分布上进行了深入探讨,为了解人类活动对站区环境的影响提供了评估依据。 展开更多
关键词 海洋大气化学 生物地球化学循环 南大洋 进展
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极地海冰厚度探测方法及其应用研究综述 预览 被引量:2
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作者 季青 庞小平 +3 位作者 赵羲 石中玉 《极地研究》 CAS CSCD 2016年第4期431-441,共11页
海冰是全球气候变化的敏感指示器,对全球热平衡、大气环流、海洋水循环和温盐平衡起到至关重要的作用。海冰厚度作为海冰中最重要的参数之一,也是最难探测的地球物理参数。在回顾和分析基于仰视声纳、走航观测、电磁感应、微波遥感等... 海冰是全球气候变化的敏感指示器,对全球热平衡、大气环流、海洋水循环和温盐平衡起到至关重要的作用。海冰厚度作为海冰中最重要的参数之一,也是最难探测的地球物理参数。在回顾和分析基于仰视声纳、走航观测、电磁感应、微波遥感等方法进行极地海冰厚度探测和应用研究的基础上,着重阐述近年来利用卫星测高技术估算极地海冰厚度的研究现状与趋势,为我国开展相关科研工作提供参考。 展开更多
关键词 海冰厚度 卫星测高 走航观测 电磁感应 研究进展
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快速融冰背景下北冰洋夏季表层海水CO2分压的变异假设 被引量:1
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作者 陈立奇 祁第 +5 位作者 高众勇 詹力扬 孙恒 张远辉 汪燕敏 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期2419-2425,共7页
近几年来,夏季北冰洋融冰出现明显加快的态势.融冰过程引起了表层海水C02浓度的变化,在2008年中国国家北极科学考察(CHINARE)航次通过深入到88°N的北冰洋中心区的170°W断面观测,发现表层海水?CO2在冰覆盖下,融冰区和... 近几年来,夏季北冰洋融冰出现明显加快的态势.融冰过程引起了表层海水C02浓度的变化,在2008年中国国家北极科学考察(CHINARE)航次通过深入到88°N的北冰洋中心区的170°W断面观测,发现表层海水?CO2在冰覆盖下,融冰区和融冰后开阔水域等不同状况下出现了明显的变异性.针对所观测到的表层海水二氧化碳分压(pC02)变异性现象,我们提出了北冰洋快速融冰情景下的表层海水pc02变异的“低-低-高”假设,即海冰覆盖下的海水是“低”pCO2,刚融冰的海水是“低”pCO2,而融冰后的开阔海水会出现“高”pCO2.出现这种“低.低.高”pC02变异现象是由不同驱动过程引起的.冰覆盖下海水低pCO2,控制因素可能是水体受到不同水团的混合过程、温度变化、冰-水C02交换和生物冰藻微吸收CO2过程控制,其主要诱因还需要进一步探索;现场观测表明刚融冰时海水的4LpC02主控因素可能是生物的CO2吸收,以及CaC03溶解共同作用;而融冰后开阔海水的高C02已被论证为由于大气中CO2快速进入海水和水体增温引起的. 展开更多
关键词 pCO2变异 假设 快速融冰 北冰洋
利用卫星遥感技术估算区域性海-气CO2通量研究综述 预览 被引量:1
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作者 陈立奇 《极地研究》 CAS CSCD 2015年第3期271-281,共11页
海-气CO2通量的估算是碳循环研究的重要内容。随着卫星遥感技术的发展和外推算法的不断改进,基于海表层水CO2分压的调控影响因子,在不同的海域发展了不同参数的海表pCO2遥感外推算法,获得了区域性多时空尺度长时间序列的海域碳“源-... 海-气CO2通量的估算是碳循环研究的重要内容。随着卫星遥感技术的发展和外推算法的不断改进,基于海表层水CO2分压的调控影响因子,在不同的海域发展了不同参数的海表pCO2遥感外推算法,获得了区域性多时空尺度长时间序列的海域碳“源-汇”时空变化特征。本文针对单参数算法、双参数算法和多参数算法的发展过程和存在问题,综述了主要海区海-气CO2通量遥感外推算法的研究现状,并评述了在南大洋和北极海域利用遥感算法进行海-气CO2通量研究的应用。 展开更多
关键词 海-气CO2通量 卫星遥感 外推算法 极区海域
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极锋以南洋区N2O源汇特性初析 预览
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作者 詹力扬 陈立奇 +3 位作者 张介霞 李玉红 吴曼 《极地研究》 CAS CSCD 2015年第4期337-343,共7页
N2O是大气中最重要的温室气体之一,目前已经有大量的研究对海洋N20循环及海洋对N2O收支的贡献进行追踪报道。然而,极区相关研究仍然十分有限。本研究利用中国第25、26次南极科学考察的机会,对南大洋进行的采样以及实验室分析,结果... N2O是大气中最重要的温室气体之一,目前已经有大量的研究对海洋N20循环及海洋对N2O收支的贡献进行追踪报道。然而,极区相关研究仍然十分有限。本研究利用中国第25、26次南极科学考察的机会,对南大洋进行的采样以及实验室分析,结果显示,南大洋表层海水存在亚热带锋附近N2O过饱和,亚南极锋附近接近饱和,和极锋以南洋面的不饱和的特征。海冰融化后,其融冰水的注入是N2O不饱和特征形成的主要原因。运用正态分布选取站观测风速95%以上的风速范围进行平局估算出极锋以南洋区海气通量,结果显示,极锋区以南表层海水是大气N2O的汇区,年吸收通量约为3.5×10^-4-7.7×10^-4Tg·a^-1(百万吨氮/年)。 展开更多
关键词 南大洋 氧化亚氮 源汇 海气通量
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中国第26次南极考察南大洋碳通量评估 预览
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作者 陈立奇 陈海颖 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期193-200,共8页
南大洋是大气CO2的重要汇区,而近几十年来这个汇出现了明显变化并成为了研究的热点。利用中国第26次南极考察期间雪龙船绕南极航行所获得的现场碳及相关参数观测数据,分析推导出海水pCO2及其主控因子(叶绿素和水温)之间的经验关系,并... 南大洋是大气CO2的重要汇区,而近几十年来这个汇出现了明显变化并成为了研究的热点。利用中国第26次南极考察期间雪龙船绕南极航行所获得的现场碳及相关参数观测数据,分析推导出海水pCO2及其主控因子(叶绿素和水温)之间的经验关系,并结合相关卫星遥感数据建立遥感外推算法,计算南大洋50°S以南海区碳通量分布,评估该海区对大气CO2的吸收能力。计算结果表明,2009年11月从90°E到90°W(顺时针方向),50°—75°S海域为CO2输送大气的弱源,平均输入大气通量为9.482 mol·m^-2·month^-1,碳释放量为0.001 779 5×10^15gC;2009年12月从90°W—90°E(顺时针方向),50°—75°S海域为吸收大气CO2的弱汇,平均碳通量为-12.451 mol·m^-2·month^-1,碳吸收量为0.026 656×10^15gC。将经验关系推导至该月份的50°—75°S整个南大洋的计算中发现,2009年11月南大洋为大气CO2的源,碳释放量为0.002 789 6×10^15gC;在2009年12月南大洋为大气CO2的汇,碳吸收量是-0.003 503 5×10^15gC。相比之前我们所观测的结果,南大洋的碳汇吸收能力呈现明显下降。 展开更多
关键词 中国南极考察 南大洋 外推算法 卫星遥感 碳通量
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中国南极科学考察第24航次大气CO2遥感算法及其在第26航次中的应用分析 预览
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作者 陈海颖 蒋孟珍 +4 位作者 郝增周 梁继 陈立奇 谢辛 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期278-283,共6页
利用中国南极科学考察第24航次采集的大气CO2浓度与AIRS的大气红外辐亮度进行统计回归,获取两者间的拟合关系。与该航次随机选取的60°S附近验证点比较,平均相对偏差为1.09%。同时,将拟合函数应用于对应第26航次同位置、近时... 利用中国南极科学考察第24航次采集的大气CO2浓度与AIRS的大气红外辐亮度进行统计回归,获取两者间的拟合关系。与该航次随机选取的60°S附近验证点比较,平均相对偏差为1.09%。同时,将拟合函数应用于对应第26航次同位置、近时问点的AIRS大气辐射值,其结果和第26航次走航数据进行比对,平均相对偏差为2.12%。对比同纬度下第24航次的精度,其精度有明显的下降,结果表明,利用统计回归的计算方式具有一定的局限性。 展开更多
关键词 南大洋 二氧化碳 统计回归 大气红外探测器 中国南极科学考察
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两种海洋二氧化碳现场监测技术比对研究 预览 被引量:2
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作者 李伟 +1 位作者 王伟强 杨绪林 《海洋技术》 北大核心 2013年第3期11-14,共4页
对目前国内外两种主要的测量海水二氧化碳分压的仪器进行同步实验对比研究,其中一种仪器是建立于水汽平衡法的海水二氧化碳自动监测系统(简称GO系统),另一种是建立于膜分离技术方法的水下二氧化碳连续监测传感器HydroC/CO2FT(简称... 对目前国内外两种主要的测量海水二氧化碳分压的仪器进行同步实验对比研究,其中一种仪器是建立于水汽平衡法的海水二氧化碳自动监测系统(简称GO系统),另一种是建立于膜分离技术方法的水下二氧化碳连续监测传感器HydroC/CO2FT(简称Contros系统)。对实验测量结果进行分析和讨论后,确定了两种仪器测定值间的可比性.两种仪器的测量数据具有随时间变化大体一致的趋势。同时分析了两套系统之间不同的特点以及正确的使用条件。 展开更多
关键词 海水二氧化碳 连续监测 GO系统 Contros系统 数据比对
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利用走航式数据对南大洋大气CO2廓线遥感反演
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作者 陈海颖 +2 位作者 孙强 陈立奇 LI Jonathan 《遥感学报》 CSCD 北大核心 2013年第A02期393-398,388共11页
利用中国第24次南极考察期间获取的南大洋上空走航式大气CO2数据和大气红外探测器(AIRS)探测的辐射率,进行基于纬度分类下的统计回归,其结果作为物理反演的初始猜测场。通过逐线积分辐射传输模式,利用AMSU大气温度廓线和AIRS中13个通道... 利用中国第24次南极考察期间获取的南大洋上空走航式大气CO2数据和大气红外探测器(AIRS)探测的辐射率,进行基于纬度分类下的统计回归,其结果作为物理反演的初始猜测场。通过逐线积分辐射传输模式,利用AMSU大气温度廓线和AIRS中13个通道的辐射测值反演南大洋上空的大气CO2浓度廓线,与WDCGG提供的固定站点下的大气CO2浓度进行比较,反演精度随纬度的变化而变化,从低纬到高纬相对误差分别为0.31%、1.17%、2.63%。与同期国外卫星产品CO2/AIRS比较,相对误差为1.11%、1.07%。 展开更多
关键词 南大洋 逐线积分 辐射传输模式 大气红外探测器 大气CO2浓度
气候变化对海岛影响的研究 预览 被引量:1
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作者 蒋孟珍 《海洋开发与管理》 2013年第12期28-31,45共5页
海岛对于一个国家具有重要的战略地位。全球气候变化对海岛的影响是长期、深刻而广泛的,关系着我国沿海经济发展。海岛关于气候变化研究具有重要的政治、经济和科研意义。文章论述了全球气候变化对海岛可能造成的危害,综述了国内外海... 海岛对于一个国家具有重要的战略地位。全球气候变化对海岛的影响是长期、深刻而广泛的,关系着我国沿海经济发展。海岛关于气候变化研究具有重要的政治、经济和科研意义。文章论述了全球气候变化对海岛可能造成的危害,综述了国内外海岛关于气候变化的研究概况,包括气候变化对海岛的影响、气候变化评价和气候变化下的海岛管理,并给出了气候变化研究对海岛管理的借鉴。 展开更多
关键词 海岛 气候变化 海岛管理
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极区海洋对全球气候变化的快速响应和反馈作用 预览 被引量:9
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作者 陈立奇 高众勇 +4 位作者 詹力扬 汪建君 张远辉 何建华 《应用海洋学学报》 CAS CSCD 2013年第1期138-144,共7页
分析了全球气候变化与极区海洋的相互作用;集成极区快速变暖促使极区海洋出现快速变化的各种现象,如海冰快速变薄和退缩,格陵兰冰盖严重融化,北冰洋和南大洋碳池的固碳能力下降以及极地海洋酸化等.研究提出:北冰洋夏季海冰覆盖面... 分析了全球气候变化与极区海洋的相互作用;集成极区快速变暖促使极区海洋出现快速变化的各种现象,如海冰快速变薄和退缩,格陵兰冰盖严重融化,北冰洋和南大洋碳池的固碳能力下降以及极地海洋酸化等.研究提出:北冰洋夏季海冰覆盖面积快速退缩,海冰覆盖面积在2012年8月26日呈现了记录以来的最低值,有模型预测到2035年北冰洋夏季将会见不到海冰.格陵兰冰盖的消融对全球海平面的上升和大洋环流均会产生影响,格陵兰冰盖全部融化将会使全球海平面上升7m.通过近10a的观测发现极地海域对大气二氧化碳的吸收能力不升反降,海水对大气二氧化碳的吸收趋向饱和,南大洋和西北冰洋碳吸收能力变弱.有模式预测,到21世纪末,北冰洋表层海水pH值将会降低0.23~0.45,成为全球海洋酸化最严重的海区,而南大洋的表层海水二氧化碳浓度在21世纪下半叶或将超过600I~atm的水平,极地海洋酸化对海洋食物链和生态系统的影响可能成为不可逆转的损害.这些极区海洋的快速变化将对全球气候变化产生反馈作用. 展开更多
关键词 海洋化学 碳汇 气候变化 响应 反馈 极区海洋
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热带与南极海域表层海水N_2O饱和度异常差异性比较 预览 被引量:1
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作者 陈立奇 詹力扬 +2 位作者 张介霞 徐国杰 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期110-119,共10页
比较从30°N西太平洋至30°S东印度洋等热带海域与南大洋至东南极普里兹湾等南极海域的大气和表层海水N2O分压分布特征,表层海水pNO2饱和异常,分析引起异常差异性的主要影响因子。南极海域普里兹湾表层水中N2O分压(pN2O)平均... 比较从30°N西太平洋至30°S东印度洋等热带海域与南大洋至东南极普里兹湾等南极海域的大气和表层海水N2O分压分布特征,表层海水pNO2饱和异常,分析引起异常差异性的主要影响因子。南极海域普里兹湾表层水中N2O分压(pN2O)平均为311.9±7.6 nL.L-1(14.1±0.4 nM),与大气中N2O混合比(318.5 nL.L-1)相比显略不饱和,融冰水的输入是导致不饱和的主要原因。海气N2O通量为-0.3±0.8μmol.m-2.d-1。而热带海域多数表层海水中N2O饱和度异常值都高于10%,在赤道海域发现最高值达54.7%,次高值则位于10°N的苏禄海为31%,计算出在赤道和苏禄海的海气通量分别为~12.4μmol.m-2.d-1和~4μmol.m-2.d-1。表明高纬度的普里兹湾是大气中N2O的弱汇,而低纬度热带海域表现为大气中N2O的源。造成热带与南极海域海洋N2O饱和度异常的影响因素,可能是低纬度的热带海域由于海气间的气体交换较弱、上升流影响强,而高纬度的南极海域由于融冰分层和强偏西风的影响;而海表面风速是影响N2O的海气交换和N2O通量的重要因素。 展开更多
关键词 N2O 饱和度异常 海气通量 热带海域 南极海域
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利用卫星数据分析南大洋夏季表层水叶绿素和温盐年际分布特征 预览 被引量:2
14
作者 陈立奇 《自然科学进展》 北大核心 2009年第7期 760-767,共8页
基于中国南极考察第16和第21航次现场走航观测的数据,从卫星遥感获得资料分析了南大洋夏季海表层水的叶绿素和温盐在1999—2000年和2004--2005年间的年际月平均变化.结果表明:南大洋叶绿素分布呈现随时间变化向岸梯度递增,高值区主... 基于中国南极考察第16和第21航次现场走航观测的数据,从卫星遥感获得资料分析了南大洋夏季海表层水的叶绿素和温盐在1999—2000年和2004--2005年间的年际月平均变化.结果表明:南大洋叶绿素分布呈现随时间变化向岸梯度递增,高值区主要在冰边缘、岛屿附近和陆架海域;海表层水温由南向北呈现明显的随时间变化梯度递增,2℃等温线随年际变化南移至66°S,在南极辐散带和0经度断面上有明显的SST高值区;表层水的盐度呈不规则的盐度值或高或低的空间块状分布.从生产力和温盐三方面佐证了南大洋上升流的存在. 展开更多
关键词 中国南极考察 遥感 南大洋 叶绿素 温盐
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海洋-大气二氧化碳通量的观测技术 预览 被引量:7
15
作者 陈立奇 杨绪林 +5 位作者 张远辉 李伟 林奇 林红梅 詹建琼 《海洋技术》 2008年第4期 9-12,共4页
大范围稳定地获取海洋-大气系统中二氧化碳的精确数据,是海洋科学、大气科学以及全球变化科学和可持续发展科学计划中的重要任务。准确评估海-气CO2通量需要对海洋和大气中相关参数的同步精确连续观测,需要发展和建立海-气CO2通量的... 大范围稳定地获取海洋-大气系统中二氧化碳的精确数据,是海洋科学、大气科学以及全球变化科学和可持续发展科学计划中的重要任务。准确评估海-气CO2通量需要对海洋和大气中相关参数的同步精确连续观测,需要发展和建立海-气CO2通量的立体观测平台。该观测平台包括岸基、船基、航空、卫星和浮标等系统,主要技术包括走航大气和海水观测技术、浮标海-气CO2通量观测技术、极区海洋-大气CO2通量的观测技术和遥感海洋-大气CO2通量观测和评估技术。 展开更多
关键词 海洋 CO2 通量 技术
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利用卫星数据估算南大洋海-气CO2通量的展望 预览 被引量:5
16
作者 陈立奇 《极地研究》 CAS CSCD 2007年第2期 151-157,共7页
本文简述了南大洋在全球碳循环系统中的重要作用以及极地海域海洋CO2通量现场实测数据调查的局限性和存在问题,借鉴国外学者在大洋利用卫星数据估算海-气CO2通量的研究成果,结合我国在南极积累的二十多年的大洋考察资料,展望我国在... 本文简述了南大洋在全球碳循环系统中的重要作用以及极地海域海洋CO2通量现场实测数据调查的局限性和存在问题,借鉴国外学者在大洋利用卫星数据估算海-气CO2通量的研究成果,结合我国在南极积累的二十多年的大洋考察资料,展望我国在南大洋进行相关碳通量估算的研究前景。总的基本思路是:从海表层水CO2分压和其相应的调控因子之间推导出经验公式,通过最佳的插值方式由卫星遥感数据外推整个计算海域的CO2数据场,与实测数据做比较,计算碳通量。 展开更多
关键词 卫星数据 海-气CO2通量 南大洋
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浔江湾海水交换时间的计算 预览 被引量:7
17
作者 潘伟然 +1 位作者 张国荣 陈华 《厦门大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期 629-632,共4页
采用箱式模型、二维ADI流体方程和对流-扩散模型计算浔江湾海水交换时间,分析浔江湾的水动力特点和湾内海水交换时空分布的特点.计算表明,浔江湾的海水平均交换时间为1.04 d;湾内海水涨潮速度比落潮速度快;湾口的海水交换比湾内的其他... 采用箱式模型、二维ADI流体方程和对流-扩散模型计算浔江湾海水交换时间,分析浔江湾的水动力特点和湾内海水交换时空分布的特点.计算表明,浔江湾的海水平均交换时间为1.04 d;湾内海水涨潮速度比落潮速度快;湾口的海水交换比湾内的其他地方快. 展开更多
关键词 浔江湾 海水交换时间 水动力学 箱式模型 二维ADI流体方程 对流-扩散模型 水环境容量
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