中国海洋大学：《海洋化学》课程教学资源（教案讲义）第四章 海水中的气体

第 4 章 海水中的气体和中国近海碳化学 本章重点：（1）海—气交换双膜模型；（2）海洋中的溶解氧；（3）中国近海的 CO2 和碳化 学。 4.1 大气的化学组成 4.2 气体在海水中的溶解度 4.3 海洋—大气界面气体交换 海—气界面的气体交换可由两种模型描述：气体交换薄层模型和海—气交换双膜模型 4.3.1 气体交换薄层模型 气体交换薄层模型如图 4.2 所示。 4.3.2 海—气交换双膜模型 见图 4.3。 4.3.3 物质海—气通量计算新建议 4.3.4 界面层厚度 Z 4.4 海洋中非活性气体

第 4 章 海水中的气体和中国近海碳化学 本章重点：（1）海—气交换双膜模型；（2）海洋中的溶解氧；（3）中国近海的 CO2 和碳化 学。 4.1 大气的化学组成 4.2 气体在海水中的溶解度 4.3 海洋—大气界面气体交换 海—气界面的气体交换可由两种模型描述：气体交换薄层模型和海—气交换双膜模型 4.3.1 气体交换薄层模型 气体交换薄层模型如图 4.2 所示。 4.3.2 海—气交换双膜模型 见图 4.3。 4.3.3 物质海—气通量计算新建议 4.3.4 界面层厚度 Z 4.4 海洋中非活性气体

4.4.1 影响非活性气体的过程 4.4.2 海水中的氮 4.4.3 海洋中的惰性气体 4.5 海洋中的溶解氧 太平洋、大西洋和印度洋中，上层氧浓度由氧在海水中溶解度决定。特点是存在氧浓度 最小层和深水层氧浓度相对较高，这是生物耗氧和极区水迁移的结果。 4.5.1 溶解氧的分布 以比斯开湾中溶解氧的垂直分布年变化图为例，见图 4.11。 4.5.2 影响氧分布的各种过程 4.6 中国近海的 CO2 和碳化学 4.6.1 东海的 CO2 和碳化学 包括东海的 pH 和总碱度，CO2 的循环和通量，和碳循环模式 夏季，表层的 pH 分布有南高北低，东高西低的趋势，见图 4.20；冬季表层水 pH 分布见图 4.21。其最大区别是大陆架区夏季比冬季的 pH 高，这可能与冬季长江水 量减少对海水 pH 的影响使之减弱有关。 东海的各水团通量、磷通量、氮通量和碳循环模式见图 4.29-4.32

4.4.1 影响非活性气体的过程 4.4.2 海水中的氮 4.4.3 海洋中的惰性气体 4.5 海洋中的溶解氧 太平洋、大西洋和印度洋中，上层氧浓度由氧在海水中溶解度决定。特点是存在氧浓度 最小层和深水层氧浓度相对较高，这是生物耗氧和极区水迁移的结果。 4.5.1 溶解氧的分布 以比斯开湾中溶解氧的垂直分布年变化图为例，见图 4.11。 4.5.2 影响氧分布的各种过程 4.6 中国近海的 CO2 和碳化学 4.6.1 东海的 CO2 和碳化学 包括东海的 pH 和总碱度，CO2 的循环和通量，和碳循环模式 夏季，表层的 pH 分布有南高北低，东高西低的趋势，见图 4.20；冬季表层水 pH 分布见图 4.21。其最大区别是大陆架区夏季比冬季的 pH 高，这可能与冬季长江水 量减少对海水 pH 的影响使之减弱有关。 东海的各水团通量、磷通量、氮通量和碳循环模式见图 4.29-4.32

116E 20 125 130E .1 8. 35 81 n0 30 >8. 图4.20夏季表层pH值分布图(1997)

图4.21冬季表层pH值分布图(1996

(Qr-QE=140 Q(1217) Q(39625)→←Qm(12730 Q5w(11038 T1TTTTT> Qrw(10875 Qm(3625 图4.29东海水文平衡(km3/a) (图中括号内是通量数值) Qm(1.5) Q(032) -0w(0.26) Qs(3.3) 0w(3.2) (Qa-Q=8.5> Qw(6.1) s(5.4) 图4.30东海通量(10°mol/a) (图中括号内是通量数值) Qr(30)Q(46.1N2:0.9N20) Q(40) Qm(4.0)-→← Qmw(1.3) Qrsw(44.1) 77777777 Q(43.4) (Q。-Q=112) Qw(90.7) Qs(86) 图4.31 东海氮通量(10°mol/a (图中括号内是通量数值)

4.6.2 南海的碳化学 4.7 海洋中酸—碱作用 4.7.1 海水碳酸盐体系 4.7.2 影响海水 pH 值和碱度的因素 影响海水 pH 值和碱度的因素主要为生物过程：（1）光合作用和呼吸作用；（2）其 他微生物过程的影响。缺氧水和孔隙水中，由于细菌的作用，其 pH 值和碱度与正 常海水中的值大不相同。 4.8 小结

4.6.2 南海的碳化学 4.7 海洋中酸—碱作用 4.7.1 海水碳酸盐体系 4.7.2 影响海水 pH 值和碱度的因素 影响海水 pH 值和碱度的因素主要为生物过程：（1）光合作用和呼吸作用；（2）其 他微生物过程的影响。缺氧水和孔隙水中，由于细菌的作用，其 pH 值和碱度与正 常海水中的值大不相同。 4.8 小结