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《厦门大学》 2006年
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南大洋表层海洋和底层大气中N_2O的分布特征及其海气交换通量研究

詹力扬  
【摘要】: 利用执行南极科学考察雪龙船在21和22次南极科考航次中对航线上的大气N_2O样品、22航次的海水N_2O样品进行采集,并带回陆地实验室进行分析,对N_2O在大气和水体中的分布特征进行研究并结合风速、水温盐度等参数对航渡期间的海气通量进行评估,研究结果显示:⑴夏季,21次队和22次队航线所经过区域大气边界层中N_2O浓度平均值分别为314.9±1.4ppb和312.6±1.8ppb。在航线经过海区,大气N_2O浓度在边界层的随纬度变化分布上相对均匀,在10ppb(310~320ppb)内波动。可以猜测大气中N_2O的波动可能与陆源输入,海冰融化和之后生物的作用以及海洋水文结构有关。⑵在22次队航次中,航线上表层海水中N_2O浓度呈现南高北低的分布趋势,表层海水最高浓度出现在南大洋62.62°S,浓度值为分别为17.54±0.27nM,最低浓度出现在南海16.72°N,浓度值为5.67±0.17nM。前者约为后者的三倍。在30°S~30°N的纬度范围内,表层N_2O浓度有较大的波动,最高值出现在赤道附近和30°S、30°N附近,这可能部分是由于受到近岸高N_2O浓度水体影响的结果。南大洋表层水体N_2O浓度则存在明显的随纬度变化的规律。所有观测的参数中,SST为表层海水N_2O浓度的主控因子。将表层海水N_2O浓度换算成pN_2O可以观察到,pN_2O在整个航迹上则呈现南低北高的分布状态,并且分布曲线存在一定的波动,这些波动可能与海洋的锋面结构存在一定的相对应关系。研究还首次发现在航线上的某些区域,表层海水pN_2O与叶绿素的分布呈镜像对应关系。此外,返程航线上表层海水N_2O分压和大气N_2O分压之间存在一定的耦合,可观察到大气N_2O浓度向对应与表层海水pN_2O升高或降低的趋势。这一点也证明了大气N_2O浓度可能受到海洋来源的影响。⑶在22队航次中,航线经过区域海气通量平均值为2.12±1.14μmol m-2d-1,在整个航段的分布状况如下:南大洋(68~30°S)的范围内,N_2O海气通量平均值为1.51±1.22μmol m-2d-1。48~55°S为通量正负值的分界区,在这一纬度范围以南出现通量负值区,以北则基本为正。纬度范围在30°S~30°N的区域海气通量基本为正,通量平均值为3.62±1.03μmol m-2d-1,在30°S、30°N赤道和10°N出现通量高值。根据对通量相关因素的研究可以发现,观测区域的风速是海气通量的主控因素,海气N_2O分压差值的正负则决定了这一时期海区的源汇性质。⑷调查期间,普里兹湾为大气N_2O的弱汇区。海气通量平均值为-1.70±0.95μmol m-2d-1。海气通量在湾内64°S到湾顶的分布相对均匀。普里兹湾成为大气N_2O汇区的原因可能是由于高温低盐的夏季表层水的形成过程中表层海水在海冰融化淡水注入的情况下被稀释,导致N_2O的浓度降低。另一方面强烈的层化作用
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P734

【参考文献】
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