新发现!我国科研人员首次获得北冰洋冬季“笑气”数据
2020-05-21 20:47:17       来源:观沧海



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我国科研人员首次获得了北冰洋核心区域在海-冰-气界面的重要温室气体一氧化二氮(俗称“笑气”)的重要数据,填补了该研究领域的国际空白。


日前,在北极气候多学科漂流观测计划(MOSAiC)第三航段中,自然资源部第三海洋研究所海气重点实验室研究员詹力扬,使用其自主研发的温室气体走航观测系统,取得一系列新发现。


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冰气界面温室气体通量的观测(右一为詹力扬)。海洋三所提供


由于北冰洋被海冰覆盖,一直以来,关于该地区温室气体释放、吸收的研究,仅有少量夏季数据,冬季数据则完全缺失。因此,北冰洋对一氧化二氮的调控作用、该作用对气候变化的影响仍然未知。


“高精度和高分辨率的走航数据显示,在北极海冰下,存在大面积一氧化二氮不饱和现象。”詹力扬及研究团队在本航段中观察到北冰洋一氧化二氮的特殊现象,明确了海冰对海汽交换存在阻隔作用。


由此,詹力扬预计,在夏季海冰融化时期,北冰洋可能存在大面积的一氧化二氮吸收区域。自然资源部第三海洋研究所海气重点实验室将参加第五航段,进一步追踪夏季的变化过程。


一氧化二氮是温室效应排名第三的温室气体,同时,由于氟氯昂的禁用,已经成为当前排放量最大的臭氧层破坏气体。学界普遍认为,全球海洋都是一氧化二氮的来源。仅詹力扬所在的研究团队,曾在北欧海,观测到目前唯一已知的区域性的、永久性一氧化二氮吸收区域。本航段的观测深化了上述研究的结论。


据了解,詹力扬是该计划生物地球化学组的成员之一,也是该计划中开展温室气体研究的核心骨干。他自主研发的温室气体走航观测系统是该调查计划中我国唯一独立集成的全自动温室气体观测系统,可同步测定表层海水及大气中温室气体浓度,获取高分辨率数据,从细节上描述北冰洋冰下温室气体全季节尺度的循环过程。


“系统运行稳定、实现全自动化观测,我因此能充分利用时间开展其他工作,包括在航次期间进行了全球首次冬季N2O冰-海-气交换作用的研究。”詹力扬说。


此外,据詹力扬介绍,截止5月14日,该计划第三航段已进入尾声。由于新冠肺炎疫情,航段返程时间比原计划推迟了近两个月。7名队员由于精神或家庭重大变故等原因,乘坐应急救援飞机返回。大多数队员坚持继续开展科学考察研究工作,超额完成了原定计划任务。


北极气候多学科漂流观测计划是国际北极科学委员会旗舰项目,有19个国家参与,300多名科研人员直接赴现场考察。该计划旨在了解北极气候环境变化状况,探究北极海冰快速减少机制和大气-海冰-海洋-生物等相互作用过程,研究北冰洋气候和海冰变化及其对海洋生态系统影响,以期提高北极天气预报、海冰预报和气候预测能力。


按照航次计划,德国“极星”号将被冻在北冰洋穿极流区域,从2019年9月~2020年10月,分为6个航段,进行为期一年的漂流冰站实验。


1月27日,参加该计划第三航段的科学家将从挪威特罗姆瑟港启程,赴“极星号”执行第三航段任务。詹力扬及自然资源部第一研究所孔彬博士共2名中方人员参加。