應(yīng)用案例
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01
簡(jiǎn)介
本文提供的Fleur de Passion遠(yuǎn)航科考船獲得的CO2和CH4的同位素?cái)?shù)據(jù),可以幫助我們區(qū)分本底大氣中二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的微生物源、人為源和熱源,進(jìn)一步理解上層海洋生態(tài)系統(tǒng)過程。作為由日內(nèi)瓦NPO組織太平洋基金會(huì)(NPO Fondation Pacifique)開展的大型海洋測(cè)繪遠(yuǎn)征活動(dòng)的一部分,該考察船于2019年4月至10月間從達(dá)喀爾(Dakar)(塞內(nèi)加爾(Senegal))先后航行至佛得角(Carbo Verde)、亞速爾群島(the Azores)和法國(guó)(France)。
02
研究方法
這項(xiàng)研究中,由日內(nèi)瓦大學(xué) César Ordó?ez,Daphne Donis 及其同事通過在桅桿上采集的樣氣,對(duì)CO2和CH4同位素的組成進(jìn)行了測(cè)量。而水生系統(tǒng)的源解析也需要測(cè)量溶解氣體的同位素組成, Picarro分析儀可集成氣體提取裝置或平衡裝置來(lái)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。上圖為氣泡型平衡器,一種溶解氣體分析裝置的示意圖。
03
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
圖1——科考船 Fleur de Passion 測(cè)量的
CO2和CH4濃度分布圖
圖1顯示,由4月從達(dá)喀爾(Dakar)開始,至10月在法國(guó)(France)結(jié)束。在公海時(shí)濃度接近于本底值;靠近海岸及亞速爾群島(the Azores)時(shí)濃度顯著提升。
圖2——沿科考船航行軌跡測(cè)量的
CO2和CH4的碳同位素組成
圖2顯示,數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示為4小時(shí)平均值。結(jié)果表明,碳同位素變化特征顯著。
圖3
圖3顯示:
(a) 科考船航行軌跡隨時(shí)間變化地圖。
(b) δ13C (CO2) 和δ13C (CH4) 呈負(fù)相關(guān)。
(c) CH4 的Keeling Plot沒有表現(xiàn)出明顯的同位素端元組分。
(d) CO2 的Keeling Plot顯示出5月、6月和9月具有明顯不同的來(lái)源特征。
04
結(jié)論
遠(yuǎn)航科考船 Fleur de Passion 上的 Picarro G2201-i 分析儀可以長(zhǎng)期在極端環(huán)境條件下穩(wěn)定運(yùn)行,該分析儀優(yōu)異的表現(xiàn)也使研究人員獲得迄今為止沿非洲海岸最全面的CO2和CH4同位素記錄。連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果展示了同位素組成的明顯變化,這可能與季節(jié)、地理和來(lái)源差異有關(guān)。
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