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镭同位素对南海北部陆坡水体混合过程的示踪作用

2020-12-08阅读(383)

镭同位素对南海北部陆坡水体混合过程的示踪作用

论文摘要

南海是热带西北太平洋的一个半封闭型边缘海,具有丰富的渔业资源和矿物资源。在季风和黑潮入侵等动力因子的驱动下,南海北部海域的水团结构存在较大的季节性差异,这种差异会强烈影响到该海域的物质交换和生态结构,进而对其周围的生态环境造成影响。因此,对南海北部水体混合过程的研究有助于进一步了解该海域的物质输送及相应的生物地球化学循环过程。随着同位素示踪技术在海洋学中的广泛应用和不断发展,镭同位素逐渐成为了研究海洋水体运动和混合过程的理想示踪剂。本论文基于2015年6月（夏季）和2017年3月（春季）对南海北部陆坡海域的调查,利用镭同位素对南海北部陆坡海域的水体混合过程进行了示踪研究,得到主要结果如下:（1）通过春、夏两季的调查,发现长半衰期镭同位素226Ra和228Ra在南海北部陆坡表层海水中的分布存在较为显著的季节性差异,春季226Ra和228Ra活度浓度(226Ra:64107 dpm m-3;228Ra:46260 dpm m-3)明显低于夏季(226Ra:76120 dpm m-3;228Ra:108304 dpm m-3);（2）通过分析镭同位素、温度及盐度在南海北部陆坡表层水的分布特征,分别结合双端元和三端元混合模型分析了该处表层水在春、夏两季的水团结构,发现春、夏两季南海北部陆坡的水团结构存在显著的季节性差异:春季研究区域主要由48.9%的南海海水和51.1%的黑潮水组成,而夏季则由16.8%的陆架水、62.0%的南海海水以及21.2%的黑潮水组成。研究区域两个季节均存在黑潮入侵,但入侵强度存在季节性差异,具体体现为春季入侵强而夏季入侵弱;（3）观测到2015年夏季该研究区域的异常低盐度带（盐度<33‰）,通过镭同位素定量估算了夏季南海北部陆坡海域低盐度水体中陆架水所占的比例,同时结合δ18O数据,分析出该低盐度带水体除了珠江冲淡水水团的陆架水外还应该存在其他来源;（4）南海北部陆坡226Ra和228Ra在海水中的垂向分布变化范围分别为59297 dpm m-3和2665 dpm m-3,同时表现为从底部到次表层逐渐衰减的趋势,表明水体中这两种镭同位素主要来源于底部水体与沉积物的界面交换过程。利用226Ra和228Ra的双箱模型估算出南海北部陆坡1500 m层以下海水的停留时间范围为1565年,说明对南海北部陆坡海底资源的开采可能会对该海域的环境造成数十年之久的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 研究进展
  •     1.2.1 镭同位素在海洋中的分布
  •     1.2.2 镭同位素在水团结构分析中的应用
  •     1.2.3 镭同位素估算海水停留时间
  •     1.2.4 镭同位素分析方法
  •   1.3 科学问题及研究内容
  •   1.4 论文框架
  • 第二章 研究区域及实验方法
  •   2.1 研究区域概况
  •   2.2 实验仪器及试剂
  •     2.2.1 实验仪器
  •     2.2.2 实验试剂
  •   2.3 样品采集分析
  •     2.3.1 Ra同位素采集与分析方法
  •     2.3.2 Th同位素分析方法
  • 18O样品采集与分析'>    2.3.318O样品采集与分析
  •     2.3.4 其他数据
  • 18O示踪夏季南海北部陆坡水体混合过程'>第三章 联合镭同位素和18O示踪夏季南海北部陆坡水体混合过程
  •   3.1 引言
  •   3.2 航次概况及水文特征
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 2015年6月南海北部陆坡表层水体温盐分布
  •     3.3.2 2015年6月南海北部陆坡表层水体镭同位素分布
  •     3.3.3 2015年6月南海北部陆坡表层水体混合过程
  •   3.4 小结
  • 第四章 镭同位素示踪春季南海北部陆坡的水团结构
  •   4.1 引言
  •   4.2 航次概况及水文特征
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 2017年3月南海北部陆坡表层水体温盐分布
  •     4.3.2 2017年3月南海北部陆坡表层水体镭同位素分布
  •     4.3.3 2017年3月南海北部陆坡表层水体混合过程
  •     4.3.4 南海北部陆坡表层水体混合的季节性变化
  •   4.4 小结
  • 第五章 南海北部陆坡深层海水停留时间
  •   5.1 引言
  •   5.2 航次概况及水文特征
  •   5.3 结果与讨论
  •     5.3.1 南海北部陆坡水体温度、盐度及镭同位素的垂向分布
  •     5.3.2 南海北部陆坡深层海水停留时间
  •   5.4 小结
  • 第六章 总结
  •   6.1 主要研究结论
  •   6.2 进步、不足及展望
  • 参考文献
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 郎琳

    导师: 杜金洲

    关键词: 镭同位素,南海北部陆坡,水团混合,停留时间

    来源: 华东师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 海洋学

    单位: 华东师范大学

    基金: 国家重点基础研究发展计划(973)“南海陆坡生态系统动力学与生物资源的可持续利用”项目的第二课题“陆坡上生源要素的输运和循环过程研究”(2014CB441502)

    分类号: P734

    总页数: 92

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