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黄河口、长江口pCO_2及水—气界面通量研究

李岩  
【摘要】:本文通过2003年8月、9月对黄河口邻近海域和2004年5月对长江口邻近海域的调查,以及2004年4月、9月对黄河口淡咸水混合过程的进一步考察,获得了海水pCO_2的实测数据,结合相关水文、化学和生物等要素的同步观测资料,初步探讨了河口区尤其是淡咸水混合区域pCO_2的分布特征,估算了水一气界面CO_2通量。主要结论如下: 黄河口邻近海域大、小水期表层pCO_2分布均存在较大的不均匀性,高混浊度、高pCO_2、低温的黄河冲淡水冲出口门后,随着淡咸水的混合,河水中大量泥沙逐渐沉降,水体温度增加,表层海水pCO_2逐渐减少。采用Wanninkhof(1992)的模式及网格统计法计算,黄河口调查海区(面积为1.852×10~3km~2)2003年夏季向大气释放3.62×10~4tC,2003年秋季调查海区(面积为9.693×10~3km~2)向大气释放14.63×10~4tC。 黄河口淡咸水混合的过程中,高pCO_2、高pH、低盐的黄河冲淡水与海水淡咸水混合的物理混合机制影响pCO_2的分布。黄河口表层pCO_2的高低主要受水体碳酸盐系统的影响。 长江口春季表层水的pCO_2分布存在着较大的不均匀性,低盐的长江淡水区生物活动应是低盐区表层pCO_2分布的主要影响因素。而高盐度的长江口淡咸水混合区,pCO_2分布的影响因素应以长江冲淡水与海水的物理混合机制为主。 长江口夏季表层水pCO_2的分布存在着较大的不均匀性,长江冲淡水向东北扩展过程中,随悬浮物沉降,水温层化,透光率提高,浮游植物光合作用加强,表层CO_2消耗,导致表层水pCO_2的降低。长江口及邻近海域整个调查面积29.7×10~4km~2,夏季可从大气吸收18×10~4tC。 长江口及东海调查海域,考虑不同水系的影响,在高混浊度水体、S30的冲淡水区域及S30的调查海域分别建立了表层海水pCO_2受温度、盐度、磷酸盐三因素影响的模型。 长江口及其邻近海域盐度小于30的区域是大气CO_2的汇,生物活动是影响表层海水pCO_2和造成大气CO_2汇区的主要因素。黄河口及其邻近海域盐度小于30的区域是大气CO_2的源,淡咸水混合的物理过程是影响表层海水pCO_2和造成大气CO_2


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