改进的UD模式及其在海洋碳循环中的应用

• 作者: 刘兆祎 陈中笑
• 来源期刊: 大气科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: “上升—扩散”模式 二氧化碳 DIC 分解流量 稳定状态 海洋吸收
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 772-779
• 页数: 8页
• 分类号: P467
• 字数: 5607字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20120908007

摘要

针对政府间气候变化专业委员会历次报告中“表层-深层”海水间碳通量的差异,利用改进的“上升-扩散”(upwelling-diffusion,UD)模式模拟海洋碳循环状态.除了改进模式结构外,还建立了直接计算海洋溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)δ13C分布的控制方程.区别于目前广泛采用的深度参数的方法,直接利用沉积物捕获器的观测计算分解流量,减少了参数的引用.为更加符合海洋生物地球化学循环,采用地球化学海洋断面研究计划GEOSECS(Geochemical Ocean Sections Study)的海洋磷酸盐分布来标定两个深海动力参数:垂直扩散系数3 000 m2/a和上涌速率3.5 m/a,从而得到温跃层平均深度为860 m,这些参数都在直接观测和其他模式标定的结果之间.通过复原稳定状态下DIC分布并与GEOSECS的观测进行对比,得出自产业革命到20世纪70年代中期的海洋吸收大气CO2约为78 GtC(Gigatonnes Carbon,1 Gt=1×1015 g),与其他的模式估计及观测计算结果相吻合.模式模拟的“混合层-深层”海水间的碳通量为46 GtC/a,远小于IPCC第四次报告(101 GtC/a)而与第三次报告(42 GtC/a)的估算相一致,但仍小于δ13C质量守恒法确定的范围(60～ 80 GtC/a).