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大家问影响因素的定性分析
它可以推断出从情商。(10.8),qt将增加下列条件:
1。降低大气中的二氧化碳分压值,混合大气中二氧化碳浓度成正比p(“活塞压力”效应)。
2。通过溶解度的影响体现在增加地表水温度(T)和k (T)。
3所示。的溶解无机碳值增加,ECO2的大小,可以减少由于软组织有机消费碳生产率或增加由于上升流富含碳水的巨大的水库
ZCO2在深海(主要部分源于软组织有机物的氧化更深层次)(见图10)。这种有机生产力的存在可以增强营养元素,如磷、氮和铁。碳转移到深海有机质下降被称为“有机生物泵。”A simplified form of the chemical reaction involved in this organic pump is
二氧化碳^ C (org) + 2 (10.14)
上(向前)箭头代表氧化,呼吸,和补充矿质;较低(反向)箭头代表生产和光合作用。
4所示。交流的碳酸盐碱度值下降,将导致增加碳酸钙表面水域生产力(例如,作为硬组织有机外壳或珊瑚礁)根据反应Ca2 + +二氧化碳= =中国商用飞机有限责任公司> 3,或
Ca2 + + 2 hc07 = CaC03 +二氧化碳+水(10.15)
注意从方程式。(10.10)和(10.11),减少交流由于CaCC > 3生产ECO2的两倍。中国商用飞机有限责任公司> 3壳雨到深海沉积物中沉积或溶解的逆反应(Eq。(10.15)],从而将碱度转移到更深的海洋(构成一个碱度泵)。另一方面,上升流海域将碱度回到地表ECO2,而是来自Eq。(10.12) ECO2增加将会占主导地位的影响(pC02)毫升因此q ^。
此外,碱度会增加由于有机生产力,这要求营养物质(如硝酸阳离子(没有^))。这种硝酸盐消费需要同时降低H +离子。因此,依照Eq。(10.12),碱度的影响将会减少(而不是相反)ECO2减少对二氧化碳分压的影响产生的有机生物泵。一个很好的补充生物地球化学影响因素的讨论Q}是由纳贾尔(1992)。
从上述所有因素很明显,全球二氧化碳通量的净接口,硕士问^,代表了一个微妙的平衡的向上和向下通量在不同地区的海洋表面依靠风的时空变化,海洋表面温度,大气中二氧化碳浓度的比率上升流和下降,当地生产生物软组织和硬组织(CaC03)生物。以下归纳关于海洋国家的角色在网上提出了CO2通量。
10.1.1.1海洋温度。寒冷的海洋,尤其是在表面,可以溶解更多的大气中的二氧化碳。因此,向大气中二氧化碳的净通量应改变全球表面温度的函数,也更深的海洋温度,例如,
代表一个积极的反馈。
同时,冷地表水硅的生长有利浮游生物(例如,硅藻、放射虫类)在钙质(CaC03)生物。净效应是减少生产和通量的二氧化碳到大气中(见
Eq(10.15)]。在寒冷(低二氧化碳)间隔和通量增加温暖的氛围(高二氧化碳)间隔。这是另一个独立的全球机制引入正反馈在碳循环,满足Eq (10.16)。
10.1.1.2海洋环流。的垂直循环海洋的主要采取了两种主要形式(第十一章更详细地讨论):
1。全球范围内的温盐环流造成density-drivendown-welling在高纬度地区,大量冷水产生表面(辅助目前在北大西洋的水平运输的盐环流循环和地中海流出)。这沉水由上升流补偿在低纬度地区(尤其是赤道附近,在那里的收敛信风产生向上的埃克曼泵水),最终流的两极。在大西洋大组件的上升流分支实际上发生在南大洋,显然由于温跃层深度稳定的抑制效果热带和更强烈的风力Ekman抽在南大洋。
2。规模较小推翻主要在高纬度地区的局部深对流细胞和垂直发行量在斜压涡流形成强劲的地区水平密度梯度(例如,附近的墨西哥湾流)。
因为深海的碳含量大于表面附近,CO2值降低由于有机生产力(见图三),所有这些净发行量往往产生向上的碳通量,因此增加通量的二氧化碳到大气中。这种效果是最明显的热带的上升流分支TH和埃克曼的发行量,相对较冷的地方,富碳,水域被带到表面和辐射加热,释放大量的二氧化碳到大气中(见4图打败)(高桥,1989)。当这样的上涌减少,如厄尔尼诺事件,有一个可观的减少二氧化碳的排出(费利et al .,
100年
100年
2000年
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4000年
5000年
图三分平均垂直DIC的概要文件和筛选,来自GEOSECS和参加邮轮数据。后纳贾尔(1992)。
2000 2100 2200 2300 2400年迪拜国际资本(nmol凯基)碱性(| ieq kg1)
1997年,1999年;Siegenthaler, 1990)。另一方面,垂直发行量不仅运输碳排放,而且营养(尤其是氮、磷和铁),可以提高工作效率。这将会消耗碳表面水域,减少碳向上运输的影响。
大气中的二氧化碳的吸收在寒冷的极地海域和随后的现场运输的更深层次的向下分支TH循环(有时被描述为溶解度泵(Volk, Hoffert 1985)]减少了碳的向上转移在冬季由于本地规模较小深挡土墙倾覆。看来,总的来说,合并后的“circulation-solubility”效应在世界各地海洋倾向于泵二氧化碳上升到大气中。
这些垂直的发行量强烈的力量与温跃层的深度和广度,充当稳定盖子或“屏障”垂直运动,包括那些可能由埃克曼风应力引起的。尤其是在热带纬度,密度分层完全取决于温度比在高纬度地区,在盐度扮演更重要的角色(池塘和皮卡德,1983)。与此同时,一个广泛的温跃层也意味着温暖的表层海水延伸向极,趋于加强锋区猛烈,降雨,在高纬度地区,从而淡化了地表水,进一步抑制对流。的稳定密度的影响集中在高纬度地区垂直CO2通量已讨论了弗朗索瓦et al . (1997)。
在第八章中讨论,将更充分地讨论在接下来的一章,这温跃层状态是反过来深海的平均温度成正比,我们用6(见8.3节)。因此,
10.1.1.3海平面变化。海平面变化伴随的冰盖变化会影响碳循环在几个重要方面。三个特定的机制涉及空气海洋转移被广泛讨论,和第四个机制涉及陆地生物圈将在下一节中讨论。
1。珊瑚礁假说(伯杰,1982):当海平面下降,珊瑚礁(caco)形成或沉积在前面埋大陆架和平台(尤其是低纬度)暴露,反向(Eq(风化)反应。(10.15)]他们减少大气中的二氧化碳。该组件风化过程在10.4节更充分地讨论。相反,当结合的海平面上升融化的冰盖、珊瑚礁生长对海平面上升,释放二氧化碳的地表水,最终到大气中。因此向上的CO2通量的变化由于海洋的变化
4图打败估计的全球分布的碳的净通量向上从海洋向大气中。在高桥(1989)。
水平,有关二氧化碳的变化如下:
代表另一个积极的反馈。根据Opdyke和沃克(1992)和Munhoven和弗朗索瓦(1996),这种机制可以单独占很大分数(60 ppmv)二氧化碳总量的变化发生的冰期和间冰期之间(参见无花果。3 - 6和8 - 2)。
2。nutrient-shelf假说(布勒克,1982):不仅是珊瑚礁受到风化当海平面下降,而且营养物质沉积在大陆架的河流量相邻的大洲。由于侵蚀和径流的暴露床大的营养供应可用海水表面,促进生产力和因此downdraw大气中的二氧化碳。再次Eq。(10.16),即,AQ ^ ~ /我,代表珊瑚礁的增强积极的反馈。
3所示。通过改变海水的总体积的浓度跟踪组件会有所不同,与盐度等潜在的重要影响变量。
10.1.1.4铁和碳酸盐沉积的灰尘。除了全球冰质量变化的海平面后果上面所讨论的,正如3.5节中提到的还有陪同的增加与冰川作用增加干旱和大气含尘量。这可能会导致增加洒的富含铁的尘埃颗粒海洋表面由铁施肥可以提高生产力,从而减少大气中的二氧化碳(马丁,1990)。此外,沉积的飞船在尘埃进一步增加表面碱性,从而减少二氧化碳的行动“alkalininty泵”(见部分大家)。因此,我们有两个其他可能的正反馈的二氧化碳与情商相同的形式。(10.18)。
10.1.2海洋碳平衡的数学公式
从一个更正式的观点,许多生物地球化学过程影响的碳的数量(Cw)和碱性(a)在海洋的最外层组织的体积,两者都是问“T按照方程式的主要决定因素。(10.8)和(10.13),可以表示形式的动力系统的养分含量(以磷酸的数量来衡量,用P)被认为是一个额外的变量(Munhoven, 1997)。表示这些属性在一个浅上层的下标d,下标和深海的d控制方程可以表示在接下来的一般形式,可以专门用于任意数量的连接海洋盆地卷(如大西洋、太平洋、印度洋和南太平洋,或在整个世界海洋的积分):
上层,d
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