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莱州湾海水表层PCO2分布计算分析以及海底地下水排泄的镭同位素法评估

2020-12-08阅读(879)

莱州湾海水表层PCO2分布计算分析以及海底地下水排泄的镭同位素法评估

论文摘要

海底地下水排泄（submarine groundwater discharge,简称SGD）,是指不论水的组成和驱动力如何,在陆架边缘上所有由海底进入到近岸海域的水流。海底地下水排泄是全球水循环的重要组成部分,是陆地向海洋输送水和各种化学物质的重要渠道,对近岸生态环境具有重要影响。同时,陆架边缘海紧靠陆地,极易容易受到人类活动的影响,海洋每年大约能吸收人类向大气排放CO2的30%50%,使地球维持在适合人类生存的温度。由于温度、生物活动、河流输入等因素的影响,使得陆架边缘海CO2的源/汇机制较为复杂。在本次研究中,根据测定的DIC数据计算了莱州湾春季表层海水的二氧化碳分压PCO2,PCO2由近岸水域向中央海域递增。PCO2的变化范围为1733875μatm,平均值为1428μatm,海水和大气CO2的分压差?的值分布在-2163485μatm之间,整体表现为大气CO2的源。温度对PCO2的空间分布影响较大,近岸温度高,降低CO2的溶解度,中央海域温度低,增加CO2的溶解度。受人类活动的影响,莱州湾有机污染程度比较大。有机物耗氧呼吸对PCO2的分布影响大,在高PCO2、低DO的海域有机物耗氧呼吸强烈。河流输入了大量的营养盐,在高DO、高Chla的莱州湾南岸浮游植物的光合作用比较强烈,这是造成莱州湾南岸近岸水域表现为大气CO2汇主要原因,同时由于黄河河水的输入,形成了黄河口PCO2的高值区,由黄河口向外递减。春季有机物降解和浮游植物的光合作用是影响莱州湾PCO2分布的主要因素。利用距海平面10米处的平均风速及Liss&Merlivat、Wanninkhof、McGillis et al.等人提出的三种模式估计了春季莱州湾海-气界面CO2通量。三种模式CO2通量平均值为4.68 mmol m-2d-1,春季莱州湾水域整体表现为大气CO2的源,每天向大气释放0.34×103tC。最后,研究以223Ra和228Ra为示踪剂,通过构建莱州湾春季镭同位素质量平衡模型,估算出莱州湾水体刷新时间为50.8d,海底地下水排泄量（SGD）为2.2×108m3/d2.4×108m3/d;通过构建水、盐质量平衡模型,估算出莱州湾海底地下淡水的排泄量（SFGD）为01.54×107m3/d。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 引言
  •   1.1 研究背景与意义
  •   1.2 SGD国内外研究现状
  •     1.2.1 SGD的定义
  •     1.2.2 SGD的研究方法
  •     1.2.3 SGD的研究现状
  • 2通量的研究现状'>  1.3 海-气界面CO2通量的研究现状
  • 2通量的研究现状'>    1.3.1 河口、海湾CO2通量的研究现状
  • 2分布的控制因素'>    1.3.2 河口、海湾水体表层CO2分布的控制因素
  •   1.4 研究内容与技术路线
  •     1.4.1 研究内容
  •     1.4.2 技术路线
  •   1.5 项目依托
  • 第2章 研究区概况
  •   2.1 莱州湾自然地理概况
  •   2.2 气候水文
  • 第3章 研究方法
  •   3.1 前期准备工作
  •   3.2 野外工作
  •     3.2.1 镭同位素的富集
  •     3.2.2 用于测试其他参数的水样采集
  •   3.3 室内测试
  •     3.3.1 镭同位素的测试
  •     3.3.2 DOC和DIC、营养盐、重金属的测试
  • 2的计算方法'>  3.4 PCO2的计算方法
  • 2分布及其影响因素'>第4章 春季莱州湾表层海水PCO2分布及其影响因素
  •   4.1 春季莱州湾表层海水温度分布
  •   4.2 春季莱州湾表层海水各形态碳参数的分布
  • 2的分布'>    4.2.1 春季莱州湾表层海水PCO2的分布
  •     4.2.2 春季莱州湾表层海水p H、DIC、DOC、DO的分布
  • 2分布的机制'>  4.3 影响春季莱州湾海-气界面PCO2分布的机制
  • 2的分布控制作用'>    4.3.1 pH对 PCO2的分布控制作用
  • 2的分布控制作用'>    4.3.2 温度（T）、溶解氧（DO）对表层海水PCO2的分布控制作用
  •   4.4 本章小结
  • 2的通量'>第5章 莱州湾海-气CO2的通量
  • 第6章 莱州湾水体镭同位素活度的影响因素与分布特征
  •   6.1 影响莱州湾镭同位素活度分布的因素
  •   6.2 海湾内镭同位素的空间分布特征
  •   6.3 本章总结
  • 第7章 评估春季莱州湾海底地下水排泄量
  •   7.1 水体刷新时间
  •     7.1.1 物理模型
  •     7.1.2 表观年龄模型
  •     7.1.3 镭同位素质量平衡模型
  •   7.2 镭质量平衡模型估计春季莱州湾海底地下水排泄量
  •   7.3 水盐质量平衡模型估计海底地下水淡水排泄量
  •     7.3.1 水质量平衡模型
  •     7.3.2 盐质量平衡模型
  •     7.3.3 SFGD的输入
  • 第8章 结论与展望
  •   8.1 主要结论
  •   8.2 不足与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 附表

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杨慧慧

    导师: 童菊秀,刘久荣,李海龙

    关键词: 莱州湾,海底地下水排泄,镭同位素,二氧化碳分压,控制机制,交换通量

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 海洋学,环境科学与资源利用

    单位: 中国地质大学(北京)

    基金: 2015-2019:主持国家自然科学基金重点项目“渤海和胶州湾海底地下水排泄及其环境效应研究”,项目编号:41430641,经费380万元,2015-2019:973项目“人类活动引起的营养物质输入对海湾生态环境的影响机理与调控原理”课题负责人,课题名称:“渤海营养物质迁移转化规律及其环境效应”,课题编号:2015CB452902,课题经费520万元

    分类号: X55

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000655

    总页数: 75

    文件大小: 2869K

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