本文在中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋模式(LICOM)中使用五个不同的海气交换的气体传输速度公式对CFC-11(一氟三氯甲烷)在海洋中的分布和吸收做了模拟。讨论了不同气体传输速度的差异,发现差异最大的两个公式得到的全球年平均...本文在中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋模式(LICOM)中使用五个不同的海气交换的气体传输速度公式对CFC-11(一氟三氯甲烷)在海洋中的分布和吸收做了模拟。讨论了不同气体传输速度的差异,发现差异最大的两个公式得到的全球年平均传输速度相差81%。对CFC-11的海表浓度分布、海气通量、水柱总量、海水累积吸收量以及在大洋断面的垂直浓度分布进行了分析。分析结果显示,使用Lissand Merlivat(1986)的传输速度公式的试验在海气通量和海洋吸收总量的模拟上均小于其他试验,Nightingale et al.(2000)、Hoetal.(2006)和Sweeney et al.(2007)等的公式虽然全球年平均值相近,但在高风速地区Nightingale et al.(2000)公式的传输速度要小于后两者,导致了使用该公式的试验模拟结果在主吸收区和存储区的强度比后二者偏小。Wanninkhof(1992)的公式在形式上与Ho et al.(2006)以及Sweeney et al.(2007)的公式一致,但在系数上存在差别,这使得模拟的水柱总量在南大洋的分布明显好于其他试验,尽管其最大值仍比观测资料略小。在海洋累积吸收量的计算上,使用Wanninkhof(1992)传输速度公式得到的模拟结果比观测资料小8%左右。计算了Lissand Merlivat(1986)和Wanninkhof(1992)的传输速度公式模拟的单年吸收量相对差,其总体上一直保持持续下降的趋势,到2007年仅为2%。从该相对差变化趋势看,在最初的前10年,海气CFC-11交换通量对海气交换传输速度的敏感性更强,而在更长时间的模拟上,海洋对CFC-11的吸收则更依赖于物理模式的通风速率。通过对CFC-11垂直断面分布的分析可知,不同的传输速度在主要吸收区的不同导致了一定的垂直分布差异。基于本文的结果可以认为Wanninkhof(1992)的海气气体传输速度公式更适合本模式对CFC-11的模拟。展开更多
文摘本文在中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋模式(LICOM)中使用五个不同的海气交换的气体传输速度公式对CFC-11(一氟三氯甲烷)在海洋中的分布和吸收做了模拟。讨论了不同气体传输速度的差异,发现差异最大的两个公式得到的全球年平均传输速度相差81%。对CFC-11的海表浓度分布、海气通量、水柱总量、海水累积吸收量以及在大洋断面的垂直浓度分布进行了分析。分析结果显示,使用Lissand Merlivat(1986)的传输速度公式的试验在海气通量和海洋吸收总量的模拟上均小于其他试验,Nightingale et al.(2000)、Hoetal.(2006)和Sweeney et al.(2007)等的公式虽然全球年平均值相近,但在高风速地区Nightingale et al.(2000)公式的传输速度要小于后两者,导致了使用该公式的试验模拟结果在主吸收区和存储区的强度比后二者偏小。Wanninkhof(1992)的公式在形式上与Ho et al.(2006)以及Sweeney et al.(2007)的公式一致,但在系数上存在差别,这使得模拟的水柱总量在南大洋的分布明显好于其他试验,尽管其最大值仍比观测资料略小。在海洋累积吸收量的计算上,使用Wanninkhof(1992)传输速度公式得到的模拟结果比观测资料小8%左右。计算了Lissand Merlivat(1986)和Wanninkhof(1992)的传输速度公式模拟的单年吸收量相对差,其总体上一直保持持续下降的趋势,到2007年仅为2%。从该相对差变化趋势看,在最初的前10年,海气CFC-11交换通量对海气交换传输速度的敏感性更强,而在更长时间的模拟上,海洋对CFC-11的吸收则更依赖于物理模式的通风速率。通过对CFC-11垂直断面分布的分析可知,不同的传输速度在主要吸收区的不同导致了一定的垂直分布差异。基于本文的结果可以认为Wanninkhof(1992)的海气气体传输速度公式更适合本模式对CFC-11的模拟。
文摘为了在中国科学院大气物理研究所的全球海洋模式(LASG/IAP Climate Ocean Model,LICOM)中研究不同的风场引起的海气传输速度对三氯一氟甲烷(CFC-11)在海洋中的分布和吸收产生的影响,同时选出更适用于LICOM模式模拟海洋对气体吸收的风场,本文做了4组对比实验,即传输速度为常数(实验-C)以及依赖3个不同风场(Esbensen and Kushnir观测风场(实验-EK)、National Centers for Environmental Prediction(NCEP)再分析风场(实验-NP)、QuikSCAT卫星风场(实验-QS))的实验。在对比分析中重点考察了CFC-11的海气通量、海表浓度、水柱总量、传输过程等。结果显示,不同风场带来的传输速度差异会造成模拟结果在局部海域存在显著差异,但在大部分海域的差异并不显著。而且随着积分时间的增加,从海气通量、存储量两方面可以看出,不同模拟结果之间的差异有着减小的趋势。如1955年1月北大西洋局部地区,不同的风场下的海气通量模拟结果间的差异达到20%左右,到了1995年1月这种差异下降到15%左右。此外,传输速度的选取依赖风场计算值的全球平均值(试验-C)会造成模拟结果相对偏小,而风速相对较大的QuikSCAT卫星风场资料在一定程度上使得模式模拟结果与观测资料更为接近。
