一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法。它包括：数据整理与校验；海-气二氧化碳分压原位校正；现场与遥感同名点匹配；设置计算参数及气体传输速率，计算海域各季度的海-气二氧化碳通量；对二氧化碳通量进行网格化；根据网格化结果计算各季度碳收支，并汇总得到年度海域碳收支值。本发明有效地结合了卫星遥感观测数据大面积同步、高时空频率、长期稳定及经济性的观测优势和现场观测实时、高精度的优势，弥补了船载走航观测受船时限制、时间和空间覆盖度低、观测在时间上并不连续等一系列限制，实现了不同尺度的0)2多源监测数据的一体化处理，在海洋环境监测领域特别是近海碳收支调控研究中应用前景非常广泛。
【专利说明】一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋环境监测领域，具体涉及一种走航断面监测与卫星遥感结合的海 域碳收支计算方法。该方法可在中国近海海域碳收支评估及我国区域碳循环系统的宏观调 控中发挥较大的实际应用。
【背景技术】
[0002] 控制温室气体的排放，已成为《联合国气候变化框架公约》对世界各国减排的责任 限定，直接影响国家经济发展。海洋每年可从大气吸收1/3左右的人类排放碳量，在全球变 化中起着重要的作用。中国海洋国土面积约为300万平方公里，占世界陆架边缘海总面积 的12%，它与我国的陆地生态系统共同构成了我国区域碳循环系统，调控着我国的总C0 2收 支。目前，我国的陆地生态系统已经进行了各种相关碳库吸收和排放的监测和估算工作，但 对于中国海域的碳排放和吸收的格局和变化仍未有明确的说法，因此，在国家C0 2减排及环 境外交谈判的严峻压力下，构建长期、稳定的海洋C02通量监测和评估体系，获得可靠、科学 的海气C0 2通量评估结果，是极其迫切的国家需求。
[0003] 目前，我国的海洋C02通量观测主要以船载pC02走航测定为主。船载走航观测受 船时限制，时间和空间覆盖度都非常低，且观测在时间上并不连续，这给海-气C0 2通量估 算带来很大的不确定性。
[0004] 对于我国刚起步的海洋co2监测计划来说，迫切需要在监测技术、数据校验和质量 控制，以及co 2通量评估方法等方面进行规范化的应用技术开发，将多源不同尺度的co2监 测数据进行统一、综合的处理，以获得可供我国履行国际公约和环境外交谈判的可靠的、科 学的数据支撑和决策服务。
[0005] 卫星遥感观测数据具有大面积同步、高时空频率、实时观测、长期稳定及经济性的 观测优势，开发遥感观测技术，结合现有的走航C0 2断面观测系统，可形成中国近海较完整 的C02立体观测体系。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是根据中国近海海域海-气二氧化碳通量监测的业务需求及全球 海-气碳循环的研究需要，克服现有技术的不足，提供一种走航断面监测与卫星遥感结合 的海域碳收支计算方法。
[0007] 走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法包括如下步骤：
[0008] 1)获取一年四个季度的多组走航断面海-气二氧化碳监测数据，选取计算所需 参数，填充缺失数据，剔除异常数据并统一数据格式；
[0009] 2)对每组走航断面海-气二氧化碳监测数据中的干空气二氧化碳摩尔数进行原 位校正，得到现场的大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压数据；
[0010] 3)利用海洋遥感产品对缺失的参数进行同名点匹配，得到完整的海水温度、海水 盐度和海面风速数据；
[0011] 4)根据步骤2)、步骤3)得到的参数进行海-气二氧化碳通量计算，得到各季度的 海-气二氧化碳通量数据；
[0012] 5)对步骤4)得到的各季度海-气二氧化碳通量数据进行网格化，得到各季度 海-气二氧化碳通量网格数据；
[0013] 6)对步骤5)所得到的各季度海-气二氧化碳通量网格数据，在时空尺度上进行积 分，得到各季度的海域碳收支值，汇总后得到年度海域碳收支值。
[0014] 所述的步骤1)包括：保留计算所需参数、填充缺失数据、剔除异常数据、统一数据 格式；其中，
[0015] 保留的计算所需参数分为两种：（1)用于碳收支计算的相关参数：海水温度、海水 盐度、海面风速，（2)用于原位校正的相关参数：干空气二氧化碳摩尔数、水体二氧化碳摩 尔数、平衡器水温、采水口水温、现场温度、现场盐度、大气压；
[0016] 填充缺失数据：对于监测数据中的缺省数据进行填充，其中，干空气二氧化碳摩尔 数若存在缺省的数据，采用数据平滑的方式进行填充；
[0017] 剔除异常数据：对于监测数据中变异较大，不符合正常水平的数据进行剔除，以避 免因数据精度问题带来对最终计算结果的影响；
[0018] 统一数据格式：对经过上述几步处理后的监测数据进行格式统一，统一到规范的 计算格式。
[0019] 所述的步骤2)为：对每组走航断面海-气二氧化碳监测数据中的干空气二氧化碳 摩尔数进行原位校正的过程得到大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压数据；其中，
[0020] 大气二氧化碳分压校正时输入以下4个参数：干空气二氧化碳摩尔数 XC02atm、现场大气压Patm、现场温度Tin_situ、现场盐度S，根据公式计算获得大气C0 2分 压：pC02atm = XC02atmX (Patm/1013. 25-pH20)，其中 pH20 为饱和水气压，1η(ρΗ20)= 24. 4543-67. 4509 (100/T)-4. 8489*ln(T/100)-0.000544*S，温度为绝对温度：T = Tin_situ/°C +273. 15 ；
[0021] 海水二氧化碳分压校正时输入以下5个参数水体二氧化碳摩尔数XC02SW、平 衡器压力/大气压Ρε(1、平衡器水温τε(1、采水口水温Tin_ situ、现场盐度S，根据公式计算 获得海水 C02 分压：pC02(Te(1，wet) = XC02SWX (Peq/1013. 25-PH20)，其中 1η(ρΗ20)= 24. 4543-67. 4509(100/Τ)-4· 8489*1η(Τ/100)-0· 000544*S，T = +273. 15,由此计算 出水汽平衡器温度下的C02分压即pC02(T_ wet)后，再将其转换成现场表层海水的C02分 压，pC02 (Tin_situ，wet) = pC02 (Teq，wet) X exp [0· 0433 X (Tin_situ-Teq) -4. 35 X 10-5 X (Tin_situ2- 0 ]。
[0022] 所述的步骤3)为：现场数据与遥感数据进行同名点匹配的过程中，走航断面监测 数据中计算海-气二氧化碳通量所需的海水温度、海水盐度、海面风速、大气二氧化碳分压 和海水二氧化碳分压五个计算参数，分别对应海表温度、海水盐度、海面风速、大气二氧化 碳分压、海水二氧化碳分压五种遥感产品；对于走航断面监测数据中缺失的计算参数，首先 进行遥感同名点匹配，利用遥感数据填充缺失数据，匹配时根据实际需要，设置时间窗口和 空间窗口，其中，时间窗口包括匹配时间尺度、向前匹配时间阈值及向后匹配时间阈值，空 间窗口包括匹配像素框。
[0023] 所述的步骤4)为：海-气二氧化碳通量的计算过程，其中：
[0024] 计算公式采用目前国际上比较公认的海-气C02通量评估方法，即海-气C0 2 分压差（APC02)与0)2海_气界面气体传输系数（E)乘积的计算法，公式如下：Flux = EXApC02 = kXaX(pC02 海水-pC02 大气）Χ24Χ1(Γ2,单位为 mmol α)2πΤ2(Γ。k 为气体交 换速率（cm IT1) ;a为海水中C02溶解度（moles n^atnT1) ;pC02海水为海水C02分压（pC02sw/ 4已1：111)$〇)2大气为大气(：02分压化〇) 2_/^31：111)。其中：（1)3的计算采用如下公式：111(&) =-60. 2409+93. 4517X (100/T)+23. 3585X In(T/100)+SX [0. 023517-0. 023656X (T/100 )+0· 0047036Χ (Τ/100)2]，Τ = Tin Situ/°C +273. 15, Tin situ 为海水温度，S 为海水盐度。在 通量计算过程中需要将溶解度单位换算成moles n^atnT1，需要乘于海水中的密度，即a = aXp。海水密度公式：P = (pw+A*S+B*S3/2+OS2)*1(T3,其中
[0025] A = 0· 824493-4. 0899*10_3*Τ+7· 6438*10-5*Τ2-8· 2467*10-7*Τ3+5· 3875*10-9* Τ4 ；
[0026] Β = -5· 72466*1(Γ3+1· 0227*1(Γ4*Τ-1· 6546*1(Γ6*Τ2 ;C = 4· 8314*1(Γ4 ;
[0027] ρ w = 999. 842594+6. 793952*10_2*Τ-9· 09529*10_3*Τ2+1· 001685*10_4*Τ3-1· 12008 3*10_6*Τ4+6. 536332*10_9*Τ5〇
[0028] (2)1^的计算采用如下公式也=1〇^^2(5(3/660)_°_5，其中，^为海面10米处风 速数据，Sc = 2073. 1-125. 62ΧΤ+3. 6276ΧΤ2-0· 043219ΧΤ3 ;Τ 为海水温度；Κχ 为常数，由 用户自定义输入，默认为〇. 39。
[0029] 此外，海-气二氧化碳通量计算的过程中，由于大气二氧化碳分压值和海面风速 值对通量计算的影响较大，根据实际计算需求可设置统一值用于计算。在计算海-气二氧 化碳通量时，也根据实际情况设置气体传输速率。
[0030] 本发明与现有技术相比具有有益效果：
[0031] 第一，本发明有效地结合了现场观测的走航断面数据和连续、大面观测的卫星遥 感数据进行碳收支的计算，共同为我国近海海域海-气二氧化碳通量的评估及我国区域碳 循环系统的宏观调控服务。这种方式充分发挥了卫星遥感观测数据大面积同步、高时空频 率、实时观测、长期稳定的观测优势和现场数据精度高的优点，弥补了因现场观测条件限制 造成的数据缺失，提高了现场和遥感数据的可用性。
[0032] 第二，传统方法中，碳收支的计算值直接由离散点的二氧化碳通量值积分后获得。 为消除离散的现场观测点由于时空分布不规则引起的数据值不均匀问题，本方法对离散数 据首先做了网格化处理，形成了分布均匀的栅格面图层用于碳收支的计算。同时在网格化 过程中，可根据实际需要设置网格化范围及网格化空间分辨率的大小。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 图1为实现本发明的技术流程示意图；
[0034] 图2 (a)为对春季度的海-气二氧化碳通量进行网格化运算后的效果图；
[0035] 图2 (b)为对夏季度的海-气二氧化碳通量进行网格化运算后的效果图；
[0036] 图2(c)为对秋季度的海-气二氧化碳通量进行网格化运算后的效果图；
[0037] 图2(d)为对冬季度的海-气二氧化碳通量进行网格化运算后的效果图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0039] 如图1所示，走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法包括如下步 骤：
[0040] 1)获取一年四个季度的多组走航断面海-气二氧化碳监测数据，选取计算所需参 数，填充缺失数据，剔除异常数据并统一数据格式；
[0041] 2)对每组走航断面海-气二氧化碳监测数据中的干空气二氧化碳摩尔数进行原 位校正，得到现场的大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压数据；
[0042] 3)利用海洋遥感产品对缺失的参数进行同名点匹配，得到完整的海水温度、海水 盐度和海面风速数据；
[0043] 4)根据步骤2)、步骤3)得到的参数进行海-气二氧化碳通量计算，得到各季度 的海-气二氧化碳通量数据；
[0044] 5)对步骤4)得到的各季度海-气二氧化碳通量数据进行网格化，得到各季度 海-气二氧化碳通量网格数据；
[0045] 6)对步骤5)所得到的各季度海-气二氧化碳通量网格数据，在时空尺度上进行积 分，得到各季度的海域碳收支值，汇总后得到年度海域碳收支值。
[0046] 所述的步骤1)包括：保留计算所需参数、填充缺失数据、剔除异常数据、统一数据 格式；其中，
[0047] 保留的计算所需参数分为两种：（1)用于碳收支计算的相关参数：海水温度、海水 盐度、海面风速，（2)用于原位校正的相关参数：干空气二氧化碳摩尔数、水体二氧化碳摩 尔数、平衡器水温、采水口水温、现场温度、现场盐度、大气压；
[0048] 填充缺失数据：对于监测数据中的缺省数据进行填充，其中，干空气二氧化碳摩尔 数若存在缺省的数据，采用数据平滑的方式进行填充；
[0049] 剔除异常数据：对于监测数据中变异较大，不符合正常水平的数据进行剔除，以避 免因数据精度问题带来对最终计算结果的影响；
[0050] 统一数据格式：对经过上述几步处理后的监测数据进行格式统一，统一到规范的 计算格式。
[0051] 所述的步骤2)为：对每组走航断面海-气二氧化碳监测数据中的干空气二氧化碳 摩尔数进行原位校正的过程得到大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压数据；其中，
[0052] 大气二氧化碳分压校正时输入以下4个参数：干空气二氧化碳摩尔数 XC02atm、现场大气压Patm、现场温度Tin_situ、现场盐度S，根据公式计算获得大气C0 2分 压：pC02atm = XC02atmX (Patm/1013. 25-pH20)，其中 pH20 为饱和水气压，1η(ρΗ20)= 24. 4543-67. 4509 (100/T)-4. 8489*ln(T/100)-0.000544*S，温度为绝对温度：T = Tin_situ/°C +273. 15 ；
[0053] 海水二氧化碳分压校正时输入以下5个参数水体二氧化碳摩尔数XC02SW、平 衡器压力/大气压Ρε(1、平衡器水温Τε(1、采水口水温Tin_ situ、现场盐度S，根据公式计算 获得海水 C02 分压：pC02(Te(1，wet) = XC02SWX (Peq/1013. 25-pH20)，其中 1η(ρΗ20)= 24. 4543-67. 4509(100/Τ)-4· 8489*1η(Τ/100)-0· 000544*S，T = +273. 15,由此计算 出水汽平衡器温度下的C02分压即pC02(T_ wet)后，再将其转换成现场表层海水的C02分 压，pC02 (Tin_situ，wet) = pC02 (Teq，wet) X exp [0· 0433 X (Tin_situ-Teq) -4. 35 X 10-5 X (Tin_situ2- ο ]。
[0054] 所述的步骤3)为：现场数据与遥感数据进行同名点匹配的过程中，走航断面监测 数据中计算海-气二氧化碳通量所需的海水温度、海水盐度、海面风速、大气二氧化碳分压 和海水二氧化碳分压五个计算参数，分别对应海表温度、海水盐度、海面风速、大气二氧化 碳分压、海水二氧化碳分压五种遥感产品；对于走航断面监测数据中缺失的计算参数，首先 进行遥感同名点匹配，利用遥感数据填充缺失数据，匹配时根据实际需要，设置时间窗口和 空间窗口，其中，时间窗口包括匹配时间尺度、向前匹配时间阈值及向后匹配时间阈值，空 间窗口包括匹配像素框。
[0055] 所述的步骤4)为：海-气二氧化碳通量的计算过程，其中：
[0056] 计算公式采用目前国际上比较公认的海-气C02通量评估方法，即海-气C0 2 分压差（APC02)与0)2海_气界面气体传输系数（E)乘积的计算法，公式如下：Flux = EXApC02 = kXaX(pC02 海水-pC02 大气）Χ24Χ1(Γ2,单位为 mmol α)2πΤ2(Γ。k 为气体交 换速率（cm IT1) ;a为海水中C02溶解度（moles n^atnT1) ;pC02海水为海水C02分压（pC02sw/ 4已1：111)$〇)2大气为大气(：02分压化〇) 2_/^31：111)。其中：（1)3的计算采用如下公式：111(&) =-60. 2409+93. 4517X (100/T)+23. 3585X In(T/100)+SX [0. 023517-0. 023656X (T/100 )+0· 0047036Χ (Τ/100)2]，Τ = Tin Situ/°C +273. 15, Tin situ 为海水温度，S 为海水盐度。在 通量计算过程中需要将溶解度单位换算成moles n^atnT1，需要乘于海水中的密度，即a = aXp。海水密度公式：P = (pw+A*S+B*S3/2+OS2)*1(T3,其中
[0057] A = 0· 824493-4. 0899*10_3*Τ+7· 6438*10-5*Τ2-8· 2467*10-7*Τ3+5· 3875*10-9* Τ4 ；
[0058] Β = -5· 72466*1(Γ3+1· 0227*1(Γ4*Τ-1· 6546*1(Γ6*Τ2 ;C = 4· 8314*1(Γ4 ;
[0059] ρ w = 999. 842594+6. 793952*10_2*Τ-9· 09529*10_3*Τ2+1· 001685*10_4*Τ3-1· 12008 3*10_6*Τ4+6. 536332*10_9*Τ5〇
[0060] (2)1^的计算采用如下公式也=1〇^^2(5(3/660)_°_5，其中，^为海面10米处风 速数据，Sc = 2073. 1-125. 62ΧΤ+3. 6276ΧΤ2-0· 043219ΧΤ3 ;Τ 为海水温度；Κχ 为常数，由 用户自定义输入，默认为〇. 39。
[0061] 此外，海-气二氧化碳通量计算的过程中，由于大气二氧化碳分压值和海面风速 值对通量计算的影响较大，根据实际计算需求可设置统一值用于计算。在计算海-气二氧 化碳通量时，也根据实际情况设置气体传输速率。
[0062] 实施例
[0063] 1)获取参与年碳收支总量计算的多组断面走航监测数据，包括春、夏、秋、冬四个 季度，每个季度至少包含一个航次。本实施例中选取了 2011年度杭州湾附近走航监测航 次数据，每个季度各一组（数据经人为加密修改）。首先对现场数据进行预处理，保留计算 所需参数，剔除异常数据并统一格式。保留的参数分为两种：（1)用于碳收支计算的相关参 数：海水温度（°C )、海水盐度（PSU)、海面风速（m/s)。（2)用于原位校正的相关参数：干空 气二氧化碳摩尔数（μ mol/mol)、水体二氧化碳摩尔数（μ mol/mol)、平衡器水温（°C )、采 水口水温（°C )、现场温度（°C )、现场盐度（PSU)、现场大气压（hpa)。预处理时剔除异常数 据，并对于缺省数据进行填充。其中，干空气二氧化碳摩尔数若存在缺省的数据采用数据平 滑的方式进行填充。现场数据处理前后对比如表1所示。
[0064] 表1 (a)数据预处理前
[0065] C02走航式断面监测--化学、气象连续监测数据
[0066]
【权利要求】
1. 一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法，其特征在于包括如下步 骤： 1) 获取一年四个季度的多组走航断面海-气二氧化碳监测数据，选取计算所需参数， 填充缺失数据，剔除异常数据并统一数据格式； 2) 对每组走航断面海-气二氧化碳监测数据中的干空气二氧化碳摩尔数进行原位校 正，得到现场的大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压数据； 3) 利用海洋遥感产品对缺失的参数进行同名点匹配，得到完整的海水温度、海水盐度 和海面风速数据； 4) 根据步骤2)、步骤3)得到的参数进行海-气二氧化碳通量计算，得到各季度的 海-气二氧化碳通量数据； 5) 对步骤4)得到的各季度海-气二氧化碳通量数据进行网格化，得到各季度海-气二 氧化碳通量网格数据； 6) 对步骤5)所得到的各季度海-气二氧化碳通量网格数据，在时空尺度上进行积分， 得到各季度的海域碳收支值，汇总后得到年度海域碳收支值。
2. 根据权利要求1所述的一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法， 其特征在于所述的步骤1)包括：保留计算所需参数、填充缺失数据、剔除异常数据、统一数 据格式；其中， 保留的计算所需参数分为两种：（1)用于碳收支计算的相关参数：海水温度、海水盐 度、海面风速，（2)用于原位校正的相关参数：干空气二氧化碳摩尔数、水体二氧化碳摩尔 数、平衡器水温、采水口水温、现场温度、现场盐度、大气压； 填充缺失数据：对于监测数据中的缺省数据进行填充，其中，干空气二氧化碳摩尔数若 存在缺省的数据，采用数据平滑的方式进行填充； 剔除异常数据：对于监测数据中变异较大，不符合正常水平的数据进行剔除，以避免因 数据精度问题带来对最终计算结果的影响； 统一数据格式：对经过上述几步处理后的监测数据进行格式统一，统一到规范的计算 格式。
3. 根据权利要求1所述的一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法， 其特征在于所述的步骤2)为：对每组走航断面海-气二氧化碳监测数据中的干空气二氧化 碳摩尔数进行原位校正的过程得到大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压数据；其中， 大气二氧化碳分压校正时输入以下4个参数：干空气二氧化碳摩尔数XC02atm、现场大 气压Patm、现场温度lsitu、现场盐度S，根据公式计算获得大气C02分压：pC0 2 atm = XC02atm X(Patni/1013. 25 - pH20)，其中 pH20 为饱和水气压，In (pH20) = 24.4543 - 67.4509(100/ T) - 4·8489*1η(Τ/100) - 0.00〇544*S，温度为绝对温度：T = Tin_situ/° C + 273· I5 ; 海水二氧化碳分压校正时输入以下5个参数水体二氧化碳摩尔数XC02SW、平衡器压 力/大气压匕,、平衡器水温?；,、采水口水温Tin_situ、现场盐度S，根据公式计算获得海水 C02 分压：pC02 (Teq，wet) = XC02swX(Pe/1013.25- pH20)，其中111(口!120)= 24.4543 -67.4509(100/1')- 4.8489*111(1'/100)- 0.000544*5，了 = 1；(1/。0 + 273.15，由此计算出 水汽平衡器温度下的C02分压即pC02 wet)后，再将其转换成现场表层海水的C02分 压，pC02 (Tin_situ, wet) = pC02 (Teq，wet) X exp [0· 0433 X (Tin_situ-T叫）-4· 35 X 10-5 X (Tin_situ2 -Teq2)]。
4. 根据权利要求1所述的一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法， 其特征在于所述的步骤3)为：现场数据与遥感数据进行同名点匹配的过程中，走航断面监 测数据中计算海-气二氧化碳通量所需的海水温度、海水盐度、海面风速、大气二氧化碳分 压和海水二氧化碳分压五个计算参数，分别对应海表温度、海水盐度、海面风速、大气二氧 化碳分压、海水二氧化碳分压五种遥感产品；对于走航断面监测数据中缺失的计算参数，首 先进行遥感同名点匹配，利用遥感数据填充缺失数据，匹配时根据实际需要，设置时间窗口 和空间窗口，其中，时间窗口包括匹配时间尺度、向前匹配时间阈值及向后匹配时间阈值， 空间窗口包括匹配像素框。
5. 根据权利要求所述的一种走航断面监测与卫星遥感结合的海域碳收支计算方法，其 特征在于所述的步骤4)为：海-气二氧化碳通量的计算过程，其中： 计算公式采用目前国际上比较公认的海-气C02通量评估方法，即海-气C02分压差 (Δ/?(Χ)2)与〇}2海-气界面气体传输系数（E)乘积的计算法，公式如下：Flux = EXA/?C02 =々Xa X (/?C02 海水-/?C02 大气）X 24X 1(Γ2,单位为 mmol C02 πΓ2 (Γ ; 左为气体交换速率（cm IT1) 为海水中C02溶解度（moles m_2 atnTOpCC^海水为海水 C02 分压（pC02sw /// atm) ;/7C02 大气为大气 C02 分压 〇7C02atm /// atm); 其中：（l)a 的计算采用如下公式：ln(a) = -60. 2409 + 93. 4517X (100/T) + 23. 3585Χ1η(Τ/100) + [0. 023517 - 0. 023656 X (Τ/100) + 0. 0047036 X (Τ/100)2], Τ =Tin situ /°C + 273. 15，Tin situ为海水温度，S为海水盐度； 在通量计算过程中需要将溶解度单位换算成moles πΓ2 atnT1，需要乘于海水中的密度， 即 a 二a X P ; 海水密度公式为 P =( P w+A*S+B*S3/2+C*S2) *1(Γ3,其中：Α=0· 824493-4. 0899*1(Γ3*Τ+7 .6438*10-5*Τ2-8. 2467*10-7*Τ3+5. 3875*10-9*Τ4 ; Β=-5. 72466*1(Γ3+1.0227*1(Γ4*Τ-1.6546*1(Γ6*Τ 2 ;C=4. 8314*10_4 ; Ρ w=999. 842594+6. 793952*1(Γ2*Τ-9. 09529*1(Γ3*Τ2+1. 001685*1(Γ4*Τ3-1. 120083* 10_6*Τ4+6. 536332*10_9*Τ5 ； (2)k的计算采用如下公式(5^/66〇Γ°_5,其中，?/1(ι为海面10米处风速数 据，5b = 2073.1 - 125.62 X T + 3.6276Χ Τ2 - 0.043219 X Τ3;Τ 为海水温度；为 常数，由用户自定义输入，默认为〇. 39 ; 此外，海-气二氧化碳通量计算的过程中，由于大气二氧化碳分压值和海面风速值对 通量计算的影响较大，根据实际计算需求可设置统一值用于计算； 在计算海-气二氧化碳通量时，也根据实际情况设置气体传输速率。
【文档编号】G06F19/00GK104217098SQ201410332117
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】杜震洪, 张丰, 刘仁义, 方磊, 孙笑笑, 吴森森 申请人:浙江大学