本文在中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋模式(LICOM)中使用五个不同的海气交换的气体传输速度公式对CFC-11(一氟三氯甲烷)在海洋中的分布和吸收做了模拟.讨论了不同气体传输速度的差异,发现差异最大的两个公式得到的全球年平均传输速度相差81％.对CFC-11的海表浓度分布、海气通量、水柱总量、海水累积吸收量以及在大洋断面的垂直浓度分布进行了分析.分析结果显示,使用Liss and Merlivat (1986)的传输速度公式的试验在海气通量和海洋吸收总量的模拟上均小于其他试验,Nightingale et al.(2000)、Ho et a1.(2006)和Sweeney et al.(2007)等的公式虽然全球年平均值相近,但在高风速地区Nightingale et a1.(2000)公式的传输速度要小于后两者,导致了使用该公式的试验模拟结果在主吸收区和存储区的强度比后二者偏小.Warminkhof (1992)的公式在形式上与Ho et a1.(2006)以及Sweeney et al.(2007)的公式一致,但在系数上存在差别,这使得模拟的水柱总量在南大洋的分布明显好于其他试验,尽管其最大值仍比观测资料略小.在海洋累积吸收量的计算上,使用Wanninkhof (1992)传输速度公式得到的模拟结果比观测资料小8％左右.计算了Liss and Merlivat (1986)和Wanninkhof (1992)的传输速度公式模拟的单年吸收量相对差,其总体上一直保持持续下降的趋势,到2007年仅为2％.从该相对差变化趋势看,在最初的前10年,海气CFC-11交换通量对海气交换传输速度的敏感性更强,而在更长时间的模拟上,海洋对CFC-11的吸收则更依赖于物理模式的通风速率.通过对CFC-11垂直断面分布的分析可知,不同的传输速度在主要吸收区的不同导致了一定的垂直分布差异.基于本文的结果可以认为Wanninkhof(1992)的海气气体传输速度公式更适合本模式对CFC-11的模拟.
CFC-11 气体传输速度 海洋CFC-11柱总量 海洋环流模式