冬季北黄海表层海水pco_2c2_分布及其控制机制探讨

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1、冬季北黄海表层海水oBO：分布及其控制机制探讨1文献综述1．1研究背景2007年3月113个国家的科学家在巴黎发布了具有里程碑意义的报告，确信全球变暖是人类造成的，并预测不管人类如何控制污染，气温升高和海平面上升都将“持续好几个世纪”。预测到21世纪末，如果人类不采取措施，气温会上升1．1至6．4℃，海平面会升高18至58cm。如果最近令人意外的极地冰层融化持续下去，那么海平面还可能再升高10至207am。·Keeling(1993)在对夏威夷MaumaLoa地区在1958---1988年期间大气中C02浓度年平均值的研究中发现

2、30年间C02浓度上升了约40ppm：而从大气C02平均浓度的长期变化看，已由过去42万年中的180一--300ppm(Petiteta1．，1999)上升到目前的377．1ppm(NO丸～2004)。最近的研究(Millero，2005)发现大气C02浓度由1740年的275ppm上升到2000年的约380ppm。而伴随着大气C02浓度的逐年增加，C02等微量气体的“温室效用"已经成为影响全球气候变化的一个重要而不可忽视的因素(IGBP,1998；Woodwell醣a1．，1983)。温室气体大量排放导致全球性的气候变化已经引

3、起了社会各界的普遍关注，人类已经意识到全球气候变化可能带来的一些严重后果，必须采取一些强有力的措施应对这一严重威胁地球生态环境和人类生存的环境问题。为了减缓全球变暖，联合国1992年签署了《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》，1997年又通过了《京都议定书》要求发达国家承担减排C02的义务。由于承担温室气体的减排义务将会对目前的经济和社会发展产生负面影响，各国政府为了最大限度减轻减排义务，维护本国利益，都在加大本国陆地及其近海生态系统碳汇／源特征与碳收支平衡的研究力度，寻求各自的C02减排与增汇对策技术。海洋是地球上最大的

4、碳库，海洋对气候变化的影响不仅在于海．气间热量和能量的交换，而且对海．气间的物质(C02、CH4等)交换同样起着重要作用。据报道：人类每年产生的人为C02近70亿吨(Houghtoneta1．，2001；Nobel，2001)约有一半停留在大气中，而其余的C0：被海洋等储圈吸收(Manabeeta1．，1993；詹滨秋等，1989：Yangeta1．，2003：杨永亮等，2004；张正斌等，2005)。因此，了解冬季北黄海表层海水pC0：分布及其控制机制探讨海洋对大气C02增加的响应，对于预测未来大气C02含量水平以及全球气候变

5、化具有重要意义。海洋碳循环研究是海洋生物地球化学过程研究的关键之所在，其在全球变化研究中的重要性体现在两个方面：(1)海洋碳循环在很大程度上决定了全球气温乃至气候的变化趋势；(2)碳循环也是海洋生态系持续发展的基础，因此决定了海洋生态环境变化的走向(宋金明，2004)。·近几十年来，IGBP(国际地圈生物圈计划)、JGOFS(全球海洋通量联合研究计划)、IGAC(国际全球大气化学计划)、LOICZ(海岸带陆海相互作用)等的国际联合研究，在DIC、ALK、pH、pC02的研究中取得了一定的成果(Milleroeta1．，1998；

6、Johnsoneta1．，1998；Borgneeta1．，2002；Ferrareseeta1．，2002；Gagoeta1．，2003；WestandMcbride，2005)，但是针对中国海域碳循环的系统研究较少，而且起步较晚，所以中国急需加入国际性的碳循环研究计划，以填补中国海域碳的研究空白。2001年全球变化公开科学大会上IGBP、WCI冲(世界气候计划)、IHDP(国际人文研究计划)和DIVERSITAS(生物多样性计划)等全球研究计划一全球碳循环联合研究计划(C口)，提出了四个中心问题，其中之一就是“海洋吸收大气C

7、02的能力将如何变化?一同时，IGBP在完成了JGOFS研究之后，又发起了SOLAS(SurfaceOcean-LowerAtmosphereStudy,上层海洋—低层大气研究)计划，并正式将其纳入为IGBP的核心研究之一。其主要研究内容是：以海洋中深度在100m以上的水层和1000m以下的大气边界层为主要研究对象，其核心科学研究领域主要有三个：(1)海洋与大气之间的生物地球化学相互作用和反馈；(2)海一气界面的交换过程和海洋大气边界层中的输送和转化作用；(3)二氧化碳和其它长寿命辐射活性气体的海一气界面通量。中国的SOLASI

8、作组从2001年9月开始筹备，至2002年12月底，CNC--IGBP正式批准成立我国SOLAS工作组(CNC--IGBP--SOLAS)。2004年7月，国家自然科学基金委员会跨学部重大项目“上层海洋—低层大气生物地球化学与物理过程耦合研究”启动。至此，我国成