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局部區域的二氧化碳海氣交換通量

第四章 討論

4.6 局部區域的二氧化碳海氣交換通量

在整個海域所觀測到的二氧化碳海氣交換通量,可能受限於空間 尺度限制,較不易看出在各個局部區域的通量變化情況及主要的影響 因素;而且影響因素會因它所造成的效應強弱有著明顯的差異,這也 在通量的表現上有著極大之歧異度。因此在本章節特別將各個具有顯 著通量差異的區域作個細部的討論,並判別其主要影響因素和通量的 變化情況。

4.6.1 南海

所調查的南海海域其涵蓋範圍可從水深小於100 m 的陸棚區域 1.74±2.06

(n=1400)

0.54±0.59 (n=840)

0.29±0.18 (n=836)

0.28±4.94 (n=1497)

南海中心海盆的SEATS 站(KK 站);其中也反應了在陸棚區域和 深海區域的通量有著極大之差異。如圖4.11 所示,在夏天時期南海 的二氧化碳海氣交換通量為1.74±2.06 mol C/m2/yr,是個顯著的源。

而在SEATS 站及深海區域也是個顯著的源,其二氧化碳的海氣交換 通量分別為3.37±0.12、1.19±0.58 mol C/m2/yr,兩者均是反應著大洋 的特性,是個水溫高、低營養鹽和低葉綠素a 的區域。相對的,在陸 棚區域由於受到水深及垂直混合效應的影響,使得該區域富含著較高 的營養鹽及葉綠素a,造成部分表水中之二氧化碳被吸收消耗,因此 造成這區域是呈現個微弱的匯,其二氧化碳的海氣交換通量為

-0.04±0.20 mol C/m2/yr。

圖4.11 南海局部區域的二氧化碳海氣交換通量(以南海(SCS)、

KK 站、水深<100 m 的北方 Line-1 測線及水深~4000 m 的南方測 Line-2 測線作比較;n 為資料筆數,通量以幾何平均±標準偏差表示

1.74±2.06 (n=1400)

3.37±0.12 (n=300)

-0.04±0.20 (n=43)

1.19±0.58 (n=55)

4.6.2 西菲律賓海

研究區域從沿著台灣海岸線南方到東方的西菲律賓海,橫跨了 經度7 度,明顯看出受到台灣近岸及離岸的黑潮影響。圖 4.12 所示

,在夏天時期西菲律賓海的二氧化碳海氣交換通量為0.54±0.59 mol C/m2/yr,是個顯著的源。而在離岸的黑潮部分,不僅只反應了黑潮本 身高溫高鹽的特性,也呈現了大洋的特性,其二氧化碳的海氣交換通 量為0.62±0.41 mol C/m2/yr,主要反應了溫度的影響及低營養鹽和低 葉綠素a,而使得表水中之二氧化碳被吸收和消耗的相對較少。相對 的,在近岸部分受到陸源所挾帶的高營養鹽影響,使得葉綠素 a 也有 著相對的高值,而造成表水中之二氧化碳被吸收和消耗,其二氧化碳 海氣交換通量僅有-0.26±0.60 mol C/m2/yr,此區域是作為大氣中之二 氧化碳的匯。

圖4.12 西菲律賓海局部區域的二氧化碳海氣交換通量(以西菲律賓 海(WPS)、水深 2000 m 為劃分,水深<2000 m 為近岸區域及水深

>2000 m 為離岸區域;n 為資料筆數,通量以幾何平均±標準偏差表示 0.54±0.59

(n=840)

-0.26±0.60, (n=88)

0.62±0.41, (n=752)

4.6.3 台灣西部近岸

調查路線為沿著台灣西側近岸的台灣海峽,由於離岸距離較近 的情況之下,較易受到河川注入的影響;然而在航次過程中行經台灣 東北外海的湧升流區域,也發現到表水的二氧化碳及各個水文及化學 參數也有反應了湧升流的變化。圖4.13 所示,在夏天時期台灣西部 近岸的二氧化碳海氣交換通量為0.29±0.18 mol C/m2/yr,是個顯著的 源。在河口區域,由於受到生物作用強烈的影響,其葉綠素 a 濃度可 高達2.9 mg/m3,使得部分表水的二氧化碳可能被消耗與吸收,因此 在河口區域之表水的二氧化碳並沒有發現明顯的高值存在,其二氧化 碳的海氣交換通量為0.35±0.07 mol C/m2/yr,對於大氣的二氧化碳是 作為源。在湧升流區域,由於富涵高濃度二氧化碳的底層水輸送到表 層,使得在湧升流區域的表水二氧化碳有著明顯的高值,其二氧化碳 的海氣交換通量為0.44±0.05 mol C/m2/yr,是個顯著的源。

圖4.13 台灣西部近岸局部區域的二氧化碳海氣交換通量(以台灣西 部近岸(WTC)、河口區域及台灣東北方之湧升流區域;n 為資料筆

0.29±0.18 (n=836)

0.35±0.07 (n=30)

0.44±0.05 (n=112)

4.6.4 東海

由於東海的水團情況較為複雜之情況下,因此將其探討區域劃 分為沿岸湧升流區域(Coastal Upwelling)、長江湧升流區域(

Changjiang Upwelling)、長江沖淡水舌區域(Changjiang Plume)、

黑潮區域(Kuroshio)、閩江沖淡水舌區域(Minjiang Plume)和陸 棚混合區域(Shelf mixing Region, 由於台灣海峽暖水與陸棚混合水之 特性相近,因此本研究將此兩者水團合併討論)。圖4.14 所示,在 夏天時期東海的二氧化碳海氣交換通量為0.28±4.94 mol C/m2/yr,是 個微弱的源。

作為匯的區域有長江沖淡水舌、閩江沖淡水舌和陸棚混合區域

。在沖淡水舌的區域主要是由於受到河川所挾帶陸源的高營養鹽影響

,使得在此區域它的葉綠素a 皆有著極高之趨勢,其濃度最高可達 34 mg/m3,使得表水二氧化碳受到生物作用的影響是相當強烈的,而 造成部分表水的二氧化碳可能被消耗與吸收,因此在這區域是個強烈 的匯,其二氧化碳的海氣交換通量分別為-4.87±4.44、-4.01±3.00 mol C/m2/yr。則在陸棚混合區域其水團是由近岸的沿岸湧升流、沖淡水舌 與黑潮混合構成,其二氧化碳的海氣交換通量為-0.80±1.07 mol C/m2/yr,是個微弱的匯。

主要作為源的區域有沿岸湧升流區域、長江湧升流區域和黑潮區 域。在湧升流區域的部分,由於富涵高濃度二氧化碳的底層水輸送到 表層,使得在湧升流區域的表水二氧化碳有著明顯的高值,可從附錄 一的混合層深度看出在這區域的垂直混合的效應機乎達到底層,其二 氧化碳的海氣交換通量分別為8.57±4.35、8.69±7.29 mol C/m2/yr;而 在黑潮區域由於高溫高鹽的特性,使得表水的二氧化碳也略微偏高,

造成東海於夏天時期是個微弱的匯之主因,是由於湧升流和黑潮