基于现场观测和海洋遥感的气体交换速率的研究

发布时间：2024-02-15 16:32

　　工业革命以来，大气中CO₂含量的持续增加所引发的温室效应导致的全球变暖成为目前科学和社会的热点问题，准确的描述大气中CO₂的循环特征对研究气候演变至关重要。海洋作为大气中CO₂的一个汇，准确估算海气CO₂通量将为气候模型预报提供有力的支持。 目前对海气CO₂通量的计算主要通过以气体交换速率和海气CO₂分压为主要参量的块体积公式。气体交换速率的不确定性被认为是影响海气CO₂通量计算准确度的主要因素。气体交换速率多通过海表10-m风速的单参数模型进行估算，然而，目前已提出的风速模型存在一定的分歧，特别是在中高风速海浪破碎占优时，不同模型给出的结果差异较大；本文从控制气体交换的海表湍流强度入手，研究了海浪破碎与气体交换速率的关系。 湍动能耗散率是描述湍流强度的基本参量，本文从能量角度结合量纲分析，给出了海表湍动能耗散率关于风浪能量耗散率和海表破碎混合层深度的关系，通过风浪谱和Phillips耗散模型计算了风浪能量耗散率，给出其与10-m风速...

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图1-1夏威夷海岛(MaunaLoa)观测到的大气中1958-2008年月平均的CO浓度

以来，随着人口激增和工业化的迅速发展，人类排放到急剧增加，从夏威夷海岛MaunaLoa观测站的结果来看（的50年里，大气中CO2的浓度由1958年的315ppm激，其引起的全球气候变暖效应是目前关注的热点问题，自然环境问题对人类的生产、生活产生了极大地影响，准收总....

图1-2全球CO2循环示意图

图1-2全球CO2循环示意图CO2通量2COF的估算方法主要基于块体积公式：222()COwwaFkspCOpCO表示为温度和盐度的函数（Weiss,1974;Wannink分别表示海水和大气的CO2分压，目前，全球分布hashi....

图1-3基于双层理论的海气边界层气体浓度轮廓线的概念图解

1-3基于双层理论的海气边界层气体浓度轮廓线的概念耗散率是描述海表湍流强度的一个直接参量。Lamontan型和海表更新理论，提出气体交换速率与湍动能耗散率1/21/4()wwkScii（1984）基于边界层理论，指出在海浪破碎湍流增强的系，Lorkea....

图1-4文中给出的12种气体交换速率的风速关系曲线

图1-4文中给出的12种气体交换速率的风速关系曲线相较10U而言，空气摩擦速度*au直接描述风对海水的作用（动量通量），与海表湍流关系更为密切。根据Monin-Obukhov定律，动量通量由风速垂切作用和空气层结不稳定过程的浮力作用两部分构成，因而摩擦速度可表示速....

本文编号：3899997