[發(fā)明專利]一種走航斷面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星遙感結(jié)合的海域碳收支計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410332117.X
• 申請(qǐng)日: 2014-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN104217098A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜震洪;張豐;劉仁義;方磊;孫笑笑;吳森森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種走航斷面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星遙感結(jié)合的海域碳收支計(jì)算方法，其特征在于包括如下步驟：

1）獲取一年四個(gè)季度的多組走航斷面海-氣二氧化碳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，選取計(jì)算所需參數(shù)，填充缺失數(shù)據(jù)，剔除異常數(shù)據(jù)并統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式；

2）對(duì)每組走航斷面海-氣二氧化碳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的干空氣二氧化碳摩爾數(shù)進(jìn)行原位校正，得到現(xiàn)場(chǎng)的大氣二氧化碳分壓和海水二氧化碳分壓數(shù)據(jù)；

3）利用海洋遙感產(chǎn)品對(duì)缺失的參數(shù)進(jìn)行同名點(diǎn)匹配，得到完整的海水溫度、海水鹽度和海面風(fēng)速數(shù)據(jù)；

4）根據(jù)步驟2)、步驟3)得到的參數(shù)進(jìn)行海-氣二氧化碳通量計(jì)算，得到各季度的海-氣二氧化碳通量數(shù)據(jù)；

5）對(duì)步驟4)得到的各季度海-氣二氧化碳通量數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化，得到各季度海-氣二氧化碳通量網(wǎng)格數(shù)據(jù)；

6）對(duì)步驟5)所得到的各季度海-氣二氧化碳通量網(wǎng)格數(shù)據(jù)，在時(shí)空尺度上進(jìn)行積分，得到各季度的海域碳收支值，匯總后得到年度海域碳收支值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種走航斷面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星遙感結(jié)合的海域碳收支計(jì)算方法，其特征在于所述的步驟1)包括：保留計(jì)算所需參數(shù)、填充缺失數(shù)據(jù)、剔除異常數(shù)據(jù)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式；其中，

保留的計(jì)算所需參數(shù)分為兩種：（1）用于碳收支計(jì)算的相關(guān)參數(shù)：海水溫度、海水鹽度、海面風(fēng)速，（2）用于原位校正的相關(guān)參數(shù)：干空氣二氧化碳摩爾數(shù)、水體二氧化碳摩爾數(shù)、平衡器水溫、采水口水溫、現(xiàn)場(chǎng)溫度、現(xiàn)場(chǎng)鹽度、大氣壓；

填充缺失數(shù)據(jù)：對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的缺省數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，其中，干空氣二氧化碳摩爾數(shù)若存在缺省的數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)平滑的方式進(jìn)行填充；

剔除異常數(shù)據(jù)：對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中變異較大，不符合正常水平的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，以避免因數(shù)據(jù)精度問題帶來對(duì)最終計(jì)算結(jié)果的影響；

統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式：對(duì)經(jīng)過上述幾步處理后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一，統(tǒng)一到規(guī)范的計(jì)算格式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種走航斷面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星遙感結(jié)合的海域碳收支計(jì)算方法，其特征在于所述的步驟2）為：對(duì)每組走航斷面海-氣二氧化碳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的干空氣二氧化碳摩爾數(shù)進(jìn)行原位校正的過程得到大氣二氧化碳分壓和海水二氧化碳分壓數(shù)據(jù)；其中，

大氣二氧化碳分壓校正時(shí)輸入以下4個(gè)參數(shù)：干空氣二氧化碳摩爾數(shù)XCO2_atm、現(xiàn)場(chǎng)大氣壓P_atm、現(xiàn)場(chǎng)溫度T_in-situ、現(xiàn)場(chǎng)鹽度S，根據(jù)公式計(jì)算獲得大氣CO₂分壓：pCO_2?atm?=?XCO2_atm?×（P_atm/1013.25?-?pH2O），其中pH2O為飽和水氣壓，ln(pH2O)?=?24.4543?-?67.4509(100/T)?-?4.8489*ln(T/100)?-?0.000544*S，溫度為絕對(duì)溫度：T?=?T_in-situ/°C?+?273.15；

海水二氧化碳分壓校正時(shí)輸入以下5個(gè)參數(shù)水體二氧化碳摩爾數(shù)XCO2_sw、平衡器壓力/大氣壓P_eq、平衡器水溫T_eq、采水口水溫T_in-situ、現(xiàn)場(chǎng)鹽度S，根據(jù)公式計(jì)算獲得海水CO₂分壓：pCO₂?(T_eq,?wet)?=?XCO2_sw×(P_eq/1013.25-?pH2O)，?其中l(wèi)n(pH2O)?=?24.4543?-?67.4509(100/T)?-?4.8489*ln(T/100)?-?0.000544*S，T?=?T_eq/°C?+?273.15，由此計(jì)算出水汽平衡器溫度下的CO₂分壓即pCO₂?(T_eq,?wet)后，再將其轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)表層海水的CO₂分壓，pCO₂?(T_in-situ,?wet)=

pCO₂?(T_eq,?wet)×exp[0.0433×(T_in-situ-T_eq)-4.35×10-5×(T_in-situ²?-T_eq²)]。