海洋所構(gòu)建完成一套近海碳通量精確獲取新方法
近日,中國科學院海洋研究所海洋生源物質(zhì)循環(huán)與碳匯過程研究團隊聯(lián)合自然資源部北海預報減災中心,優(yōu)化構(gòu)建了一套評估近海海-氣二氧化碳通量(FCO2)的新方法,可顯著提高區(qū)域海洋碳通量的估算精度,論文發(fā)表于Journal of Geophysical Research: Oceans。
海-氣二氧化碳通量(FCO2)是獲取海洋碳源匯強度的關鍵參數(shù),但其估算大多基于單航次的調(diào)查數(shù)據(jù),且忽略了FCO2存在的晝夜顯著變化(圖1),導致即使是同一季節(jié)航次的碳通量差異巨大,甚至出現(xiàn)源匯相反的結(jié)果。因此,亟須構(gòu)建一套針對近海降低FCO2觀測不確定性的優(yōu)化方法。為此,基于對小麥島海洋觀測站FCO2晝夜連續(xù)觀測數(shù)據(jù)的標準化處理與系統(tǒng)性分析,構(gòu)建了一套能顯著降低邊緣海FCO2不確定性的新方法,其核心點包括,提出了將獲取FCO2的實測風速換為衛(wèi)星月平均風速的優(yōu)化策略,可使觀測的FCO2標準偏差降低約80%(從2.58 mmol·C·m-2·d-1降低至0.53 mmol·C·m-2·d-1);同時引入光合有效輻射校正因子,將任意時刻觀測到的海水二氧化碳分壓(pCO2)校正至當日平均值,可進一步將FCO2的標準偏差降低約40%(從0.53 mmol·C·m-2·d-1降低至0.32 mmol·C·m-2·d-1)(圖2)。該方法為獲取高精度的近海碳通量提供了新的技術(shù)方案,對準確探明全球海洋碳匯強度意義重大。

圖1 海洋碳通量參數(shù)的日變化特征

圖2 基于PAR校正的海水pCO2日變化
(a)海水pCO2與PAR的周日變化對應關系,(pCO2,sw-pCO2,mean)反映各時刻偏離日均值的程度;(b)校正模型線性回歸結(jié)果。
中國科學院海洋研究所博士研究生王志博為論文第一作者,中國科學院海洋研究所宋金明研究員和自然資源部北海預報減災中心張乃星正高級工程師為論文共同通訊作者,李學剛、袁華茂、段麗琴、馬駿、劉珊珊和王睿等為共同作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)項目和中國科協(xié)博士后基金項目的支持。
論文信息:
Wang, Z., Zhang, N*., Song, J*., Li X., Wang R., Liu S, Ma J., Yuan H., and Duan L. (2025). Optimum estimation of sea - air carbon dioxide fluxes considering diurnal variations. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2025JC023065. https://doi.org/10.1029/2025JC023065
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