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一种海气交换模拟装置及海气交换试验系统
本发明涉及环境工程技术领域,特别是涉及一种海气交换模拟装置及海气交换试验系统,海气交换模拟装置包括模拟反应箱、造浪件、和驱动机构,模拟反应箱具有容纳腔,容纳腔的下部用于容纳海水,造浪件设置在容纳腔中,定义容纳腔相对的两侧...
谭羽俊孙嘉胤高媛凌镇浩王佳琪方贵桢邹世春
台风过境全过程水平风速变化中海气交换作用机制与影响因子研究
2023年
为揭示海气交换作用对台风过境全过程水平风速的影响机理,基于MCT耦合平台二次开发,建立了大气WRF模式-海浪SWAN模式-海洋FVCOM模式的实时耦合模拟方法,同时和单一中尺度WRF模式预测结果比对,通过相关性分析确定了海气交换作用对台风水平风速影响的主要环境因素,进而揭示了海气交换作用机制,最终利用主成分分析法研究了台风不同阶段水平风速的海气交换作用综合环境因子影响系数。结果表明:海气交换作用对台风水平风速的影响中起主要作用的环境因子依次为:垂直切变、摩阻速度、海表温度、潜热通量与850 hPa垂直涡度;考虑海气交换作用时综合环境因子对水平风速的影响呈负反馈趋势,台风过境全过程下环境对风速的海气交换作用指标取值分别为:0.206(加速期)、-0.718(强风期)、-0.750(登陆期)。
员亦雯柯世堂柯世堂王硕王硕王硕
关键词:海上风电台风
黄、东海二甲基硫海气交换通量时空分布及影响因子
2022年
二甲基硫(dimethyl sulfide,DMS)海气交换对全球气候和环境变化有重要贡献。本文利用已发表的2005-2017年文献数据,结合ERA-interim(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Interim Re-Analysis)风速数据,估算了黄、东海DMS海气通量,并分析了其季节变化和空间差异。结果表明:南黄海和东海DMS年平均海气通量分别为(8.63±4.90)μmol/(m^(2)·d)和(12.77±8.42)μmol/(m^(2)·d),除秋季外,东海海气通量高于南黄海;DMS海气通量季节变化显著,夏季最大,冬季最小,南黄海秋季高于春季,东海春季高于秋季。基于方差分解,本文讨论了各因子方差对DMS海气通量方差的贡献,在南黄海,春季表层DMS浓度和交换速率均对海气通量有主要影响,夏季和冬季交换速率对海气通量影响较大;在东海,春季海气通量受到交换速率和DMS浓度交互作用的影响较大,夏季海气通量主要由DMS浓度控制,秋季和冬季交换速率对海气通量的影响较大。南黄海和东海占全球海洋面积的0.30%,其DMS排放量为0.1461 TgS/a,占全球海洋DMS排放量的0.52%。
李亚贤沈家葳赵亮李菲
关键词:二甲基硫海气通量方差分解
海气交换与呼吸作用调控下杭州湾碳酸盐体系的特征被引量:1
2021年
杭州湾作为典型的高浑浊度海湾,对其水体碳酸盐体系分布特征的研究相对较少。本文基于两个夏季航次(2018年和2019年)获取的调查资料,阐述夏季杭州湾水体中碳酸盐体系参数的空间分布特征,并进一步分析影响溶解无机碳偏离保守混合作用的主要过程及相对贡献。数据结果表明,杭州湾内表层溶解无机碳浓度与总碱度的变化范围分别为1553~1964μmol/kg和1577~2101μmol/kg,略低于长江口(1407~2110μmol/kg和1752~2274μmol/kg),溶解无机碳浓度和总碱度的空间分布受控于淡水与外海水混合的影响,在潮汐作用下,总体呈现出湾内低,向湾外逐渐升高的趋势。影响表层溶解无机碳非保守混合分布的主要过程中,海−气交换降低溶解无机碳浓度,呼吸作用增加溶解无机碳浓度,两个过程对溶解无机碳浓度变化量的贡献分别为(−42.3±11.7)%与(34.2±14.3)%,净效应呈现为相对平衡的状态。通过计算获得表层海水pCO2的平均值为799μatm(675~932μatm),海湾总体表现为大气CO2的源。此外,湾内海水碳酸盐缓冲因子的范围为12.8~23.8,对CO2的缓冲能力弱于邻近东海海水(缓冲因子平均值约为11.9),指示其与外部水体的交换可能会降低附近海域的酸化缓冲能力。相对其他河口/海湾而言,杭州湾内高浊度与强潮汐的特点使其湾内水体的碳酸盐体系分布特征具有区域特殊性。
王俊洋王斌李德望徐忠胜苗燕熠杨志金海燕陈建芳
关键词:碳酸盐体系溶解无机碳
大气层结和海气交换作用影响的海面风剖面研究被引量:3
2020年
风速剖面是各类工程结构抗风设计的关键参数。为了准确估算近海各类工程建筑结构承受的风荷载作用,通过在对数风剖面中引入大气稳定度函数和拖曳系数来刻画大气层结和海气交换作用对近海风速剖面的影响并建立相应的模型,最后利用强台风"黑格比"(0814号)的实测数据对模型进行了验证。研究结果表明:大气层结和海气交换作用对台风"黑格比"风速剖面有一定的影响,考虑大气层结和海气交换作用的风速剖面较对数剖面更能准确描述台风过程的风速剖面特征。
柯清派史训涛雷金勇罗俊平陈永忠邱文浩
关键词:风剖面大气层结拖曳系数
考虑大气稳定度和海气交换的海上风机叶片疲劳特性研究
由于海面场地开旷,海上环境对风场干扰小,风场稳定,海上风能资源丰富。因此,国家近几年对海上风电项目加大了发展推广力度,同时对海上风力机的性能也提出了更高的要求。疲劳破坏是风力机的主要破坏形式,本文深入研究风力机周围风场特...
邱文浩
关键词:风力机大气稳定度海气交换
春季西北太平洋水体中甲烷和氧化亚氮的分布及海气交换通量被引量:1
2015年
于2010年5—6月搭乘日本KH10-1航次,对西北太平洋两个不同深度站位甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的垂直分布及海气交换通量进行了研究。结果显示:研究海域表层海水中CH4和N2O浓度分别为(2.55±0.22)nmol/L和(7.50±1.11)nmol/L,饱和度分别为126%和116%,均处于轻度过饱和状态。在垂直方向上,CH4浓度分布呈现次表层极大的特征,次表层以下CH4浓度随深度增加逐渐减小。CH4次表层极大值可能是由于细菌利用甲基化合物进行好氧产生和在悬浮颗粒物、浮游动物或其他海洋生物肠道内厌氧微环境产生的综合作用造成的。N2O浓度随深度的增加而增大,在跃层下部达到最大值,N2O与溶解氧的垂直分布呈镜像关系。水体中N2O主要通过硝化过程产生。利用LM86和W92公式计算得到CH4的海气交换通量分别为(0.76±0.57)μmol/(m2·d)和(1.57±0.67)μmol/(m2·d),N2O的海气交换通量分别为(1.96±0.24)μmol/(m2·d)和(3.08±0.38)μmol/(m2·d),因此西北太平洋是大气CH4和N2O的净源。
韩玉张桂玲
春季东海溶存氧化亚氮的分布和海气交换通量被引量:4
2014年
于2011年5至6月在东海采集不同深度海水样品,研究了其中溶存氧化亚氮(N2O)的分布并估算其海-气交换通量。结果表明,春季东海表层海水中溶存N2O浓度范围为6.31-11.88 nmol/L,平均值为(9.13±1.45) nmol/L;底层海水中N2O浓度范围为7.53-39.75 nmol/L,平均值为(13.71±7.76) nmol/L。随着深度的增加, N2O浓度逐渐升高。温度是影响春季东海N2O分布的主要因素, N2O浓度与温度呈负相关关系。长江冲淡水和黑潮水是东海N2O的重要来源。东海表层海水中 N2O 的饱和度范围为92.5%-139.3%,平均值为118.5%±10.3%,绝大多数站位都处于过饱和状态,因此,春季东海是大气N2O的净源。利用LM86公式和W92公式求得东海的海-气交换通量分别为(4.96±6.12)μmol/(m^2·d)和(10.25±17.18)μmol/(m^2·d),初步估算出东海年释放N2O通量约为0.061-0.127 Tg/a,占全球海洋释放总量的2.0%,远高于其所占的面积比0.2%。
马啸张桂玲曹兴朋宋国栋王岚刘素美
关键词:春季氧化亚氮
南海中部和北部上层海水中溶存甲烷浓度及海气交换通量被引量:7
2013年
根据2010年4—5月国家基金委南海多学科综合航次在南海中部和北部的调查资料,利用抽真空气相色谱法测定海水中溶存甲烷浓度,分析了该海区上层海水中溶存甲烷的浓度、饱和度及海气交换通量。南海中部和北部表层海水中溶存甲烷浓度范围为1.15—5.6nmol.L 1,平均值为2.2nmol.L 1,饱和度范围为59.7%—298.8%,59%站位的溶存甲烷处于过饱和状态。甲烷海气交换通量范围分别为17.7—61.3μmol.m 2.d 1(根据LM-86方程计算)和27.9—119.6μmol.m 2.d 1(根据W-92方程计算)。南海是大气中甲烷的来源之一,年甲烷辐射量估算值为2.7×10 2—4.0×10 2Tg.a 1。
马立杰崔迎春
关键词:海气通量
春季东、黄海溶解甲烷的分布和海气交换通量被引量:9
2013年
于2011年3月17日~4月6日对东、黄海海域进行了大面调查,采集了45个站位不同深度的海水样品,对溶解甲烷(CH4)浓度进行了测定,并估算了其海-气交换通量.结果表明,东、黄海表层海水中溶解甲烷的浓度变化范围是2.39~29.67nmol.L-1,底层海水中甲烷浓度范围是2.63~30.63 nmol.L-1,底层浓度略高于表层,表明底层水体或沉积物中存在甲烷的源.春季东、黄海海域表、底层溶解甲烷的分布特征基本一致,即从近岸向远海逐渐降低,主要受长江冲淡水输入和黑潮水入侵的影响.春季东、黄海海域表层海水中CH4饱和度为93%~1 038%.利用Liss and Merlivat公式(LM86)、Wanninkhof公式(W92)和现场测定的风速估算出春季东、黄海海域CH4的海-气交换通量分别为(2.85±5.11)μmol.(m2.d)-1和(5.18±9.99)μmol.(m2.d)-1,根据本研究结果和文献数据初步估算出东海和黄海年释放甲烷量分别为7.05×10-2~12.0×10-2Tg.a-1和1.17×10-2~2.20×10-2Tg.a-1.春季东、黄海海域表层海水中CH4均呈过饱和状态,是大气中CH4的净源.
曹兴朋张桂玲马啸张国玲刘素美
关键词:甲烷

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