黑潮与东海的碳交换

发布时间：2018-05-31 18:18

  本文选题：碳交换 + 黑潮　； 参考：《中国科学院研究生院(海洋研究所)》2015年硕士论文

【摘要】：基于2014年春季与秋季对黑潮主流径及毗邻东海陆架海区的调查,在系统研究了该区域水体中无机碳(p H、TAlk、DIC及DIC/TAlk)与有机碳(DOC、POC)垂直与水平分布的基础上,定量评估了黑潮输入对东海陆架海区碳格局的影响。获得的主要结果如下:1.通过解析黑潮主流径水体中碳的分布特征及影响因素,发现黑潮主流径水体中碳的浓度在不同水层中差异明显,其分布受到浮游植物生产、海—气界面交换、有机物降解、Ca CO3溶解及陆源物质水平输运等过程的影响。黑潮对东海水体碳的分布有重要影响,在春季黑潮表层水对东海陆架区的影响相对较小,但其次表层水及中层水涌升形成的上升流、入侵流进入陆架区影响范围可达钱塘江口附近;秋季随着表层混合加剧,黑潮次表层及中层水体对东海影响减弱,上升流区随黑潮流轴一同西移。2014年春季及对台湾以东黑潮主流径及毗邻东海陆架区进行的调查研究表明:黑潮主流径水体垂向上可划分为黑潮表层水、热带水、中层水与深层水,水层以30~50m、300~400m以及800~1000m分界。黑潮水体中DIC平均含量为2078.1μmol/kg,DOC与POC平均含量分别为98.59与1.62μmol/L;各参数中,p H值随水深增加而降低,TAlk、DIC含量以及DIC/TAlk比值则随水深增加而升高,DOC与POC在200m以浅含量较高而在200m以深降为相对均一的低值。黑潮主流径水体中碳的分布在表层受到浮游植物生产、细菌分解、海—气界面交换以及陆源输送等多种因素的综合影响;在次表层至中层水体中,初级生产的影响消失,有机物的分解对水体中的碳分布有着重要影响;在中层至底层水体中,有机物分解逐渐完成,Ca CO3溶解过程以及陆坡沉积物的水平输运成为水体中碳分布的主要影响因素。位于上升流中心的TW0-1站位各参数均受到较深层次水体携游离CO2与营养盐上涌的影响,与黑潮主流径其他站位略有不同。2014年秋季对台湾以东黑潮主流径的调查研究显示,黑潮主流径水体垂向上依然能够划分为表层水、热带水、中层水与深层水四层,分别在75~100m、300~500m以及800~1000m分界。秋季黑潮水体中DIC平均含量为2078.7μmol/kg,DOC与POC平均含量分别为92.36与1.93μmol/L;黑潮主流径各层水体中各水文、碳参数分布规律与春季相似,影响因素也类似。秋季黑潮流域各站位碳参数量值与春季略有不同,其可能的原因有较低的浮游植物生产、利用以及较低的微生物分解量;秋季黑潮水体中DIC含量与DIC/TAlk比值与春季差异较小,但p H值与TAlk高于春季,由此可以推测秋季黑潮水体中有着较高的[CO32-]/[HCO3-]比值。春季东海外侧陆架站位表层至30m层无机碳体系主要受台湾海峡暖流影响,高p H、低DIC/TAlk比值的KSW影响区域局限于陆架调查海区东南部;而在外侧陆架底层,黑潮水的影响范围扩大,低温、高盐、低p H、高DIC/TAlk比值、低DOC含量的黑潮入侵流(KBCNT)水舌离开黑潮主流径向正北方延伸并抬升至钱塘江口附近,形成一个表层以下的上升流区。陆架海区各层水体中有机碳参数分布基本模式均为近岸高于远岸,陆源输入对陆架海区有机碳(尤其POC)分布格局的形成起着决定性的作用。秋季调查中,上层海水垂直混合现象强于春季,东海陆架海区各层水体均表现为低p H、TAlk与高DIC/TAlk比值区;KUW区表现为p H低值中心以及TAlk、DIC与DIC/TAlk高值中心,体现了较深层水体上涌的影响;对黑潮源区的调查发现,南海水在表层至中层通过吕宋海峡与黑潮水的交换确实存在,p H较低、DIC/TAlk比值较高的南海水可能通过其对黑潮水的影响进而影响东海陆架海区的碳格局。由于黑潮在秋冬季节流轴更靠近东海陆架,且随着表层垂直混合的加剧,秋季黑潮的上升流也较弱,秋季航次中上升流区对东海陆架区碳格局影响减小,且其中心有向西侧偏移的迹象。2.黑潮主流径与东海陆架区碳的交换量巨大,黑潮主流径向东海陆架区有DIC和DOC的净输入,5~10月间其跨域陆架边缘向东海陆架区总输入DIC和DOC为58798.9 Gmol和3022.82 Gmol,其净输入分别为为37382.9 Gmol和1943.68Gmol,远超过河流对东海陆架区的贡献,而东海陆架区向黑潮有POC净输出,输出POC为36.23 Gmol;11~次年4月间黑潮跨越陆架边缘向东海总输入DIC、DOC与POC分别达48807.3 Gmol、2503.37 Gmol与64.94 Gmol。上升流对碳参数分布的影响持续至表层,其携带的黑潮中层水因此也可能进入陆架海区。水量模型估算黑潮水在5~10月间跨域陆架边缘向东海陆架区输入DIC总计58798.9 Gmol,净输入达37382.9 Gmol;黑潮水在5~10月向东海陆架区输送DOC与POC总计分别达3022.82与63.03 Gmol,黑潮水在陆架边缘通过交换过程向东海净输入DOC达1943.68 Gmol,而东海陆架水向黑潮主流径水体净输出POC达36.23 Gmol。东海向外输出的无机、有机碳绝大部分经由对马海峡进入日本海。黑潮水在11~次年4月间向东海陆架区输送DIC总计48807.3Gmol,输送DOC与POC分别总计2503.37 Gmol与64.94 Gmol。黑潮水向东海陆架海域输送DIC与DOC远超过河流对东海陆架区的贡献,POC输送量则小于河流贡献。
[Abstract]:The distribution of carbon in the main flow path of black tide is 2078 . 1渭mol / kg , the average content of DOC and POC decreases with the increase of water depth . In autumn , the distribution patterns of organic carbon parameters in the continental shelf of the East China Sea are respectively 92.36 and 1.93 渭mol / L . The distribution patterns of the organic carbon parameters in the water bodies at the outer shelf of the East China Sea are similar to those in spring . The effects of black tide on the distribution of carbon parameters were estimated to be in the range of 3022.82 and 63.03 Gmol , respectively , and the total output of DOC and POC in the continental shelf area of East China Sea reached 3.68 Gmol and 63.03 Gmol respectively .
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P731.2;P734

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本文编号：1960823