南海再探可燃冰——“海洋六号”科考船开赴南海北部

近期,我国第一艘自主设计的"海洋六号"科考船再次开赴南海北部区域,对那里的可燃冰资源进行新一轮的精确调查,为下一步更加精确的勘探工作做准备。据悉,在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定的11个可燃冰矿体,含矿区总面积约22平方公里,预测储量约194亿立方米。据相关人员介绍,南海北部的可燃冰储量     

可燃冰,能源机遇or环境风险

<正>中国在南海成功开采可燃冰的消息一经公布,立刻引起全球轰动。有俄罗斯媒体惊呼:中国一旦形成"可燃冰"的产业化开采,全球石油价格将崩溃,世界能源格局将发生翻天覆地的变化。可燃冰是什么?它真的有可能取代化石能源,使人类彻底摆脱温室效应的困扰吗?为什么最早研究可燃冰的欧美国家迟迟没有动手开采,而我国却后来居上了呢?     

南海发现“可燃冰”

从中国科学院广州能源研究所获悉,经初步判定,南海海底有巨大的“可燃冰”带,能源总量估计是全国石油总量的一半。与石油、天然气相比,“可燃冰”的优点更为突出。1立方米的“可燃冰”释放出的能量相当于164立方米的天然气。目前全球公认的“可燃冰”总能量是所有煤、石油、天然气总和的2－3倍。除了南海外,我国东海也发现了“可燃冰”的踪迹。据悉,国家已经开始组织力量就全国“可燃冰”资源进行勘察。目前,该研究项目已被列为中国科学院院长特别项目,主持该项目的樊检狮教授的实验室正进行超前的实验──研究怎么开采和运输“可燃…     

2008年夏季南海北部浮游藻类生物量和群落组成特征及其影响因素:生物标记物研究

利用海水悬浮颗粒物中的藻类标志物分子,探讨了以生物标志物为基础的海洋生物群落和生物量的变化特征及其影响因素.研究表明,2008年夏季南海北部典型海域浮游植物生物标志物真实地反映了该海域现代浮游植物群落生物量的变化和更替规律.受南海不同水文状况等因素的影响和制约,表现为典型的区域分布特征:高丰度的浮游植物主要出现在珠江口海域、台湾岛西南岸外、海南岛东南附近海域;而海盆和海峡海域的含量相对较低.硅藻在整个研究海域的生物量占绝对优势,其次为甲藻,但随着离岸距离的增加,颗石藻的生物量和相对比例逐渐增多.本文研究显示脂类标志物分子真实地记录了调研季节南海浮游藻类的生物量和群落组成变化特征及其与海洋水文特征的关联,该研究不仅为脂类分子的现代海洋生态及结构变化应用提供基础,更将为古海洋群落结构的真实重建提供重要的科学依据.     

热带西北太平洋热盐入侵的时空变化

热盐细结构是指海洋中垂向尺度在1～100m之间的温盐变化现象.它有多种形式.其中,由海洋中不同性质水体间交错嵌入所形成的热盐入侵是最重要的一种.通过加强海洋水体之间的水平混合,热盐入侵对于水团性质的变化,甚至海洋局地流场的变化,都有不可忽视的作用.热带西北太平洋是一个多水团交汇的海域,水团间显著的温盐性质差异为热盐入侵的发展提供了良     

洋流也可发电

海洋是个巨大的能源宝库。海洋底部埋藏着石油、天然气和可燃冰,而海水本身也蕴藏着不少能量,现在各国已经在开发的有潮汐能、海浪能和温差能。最近,美国佛罗里达大西洋大学的研究人员又计划利用洋流来发电．让每秒流量约322亿升的墨西哥湾流成为新的电力来源．     

南海神狐海域天然气水合物试采成功后的思考

正2017年5月18日,国土资源部部长姜大明宣布,中国首次海域天然气水合物(即可燃冰)试采成功.一石激起千层浪,试采成功的消息立即霸屏式占据各大新闻传媒头条,各种消息观点甚嚣尘上.有观点认为,这将会改变中国的能源结构,引发新的能源革命,推动整个世界能源格局的改变;不少业内人士也指出,可燃冰试采成功可喜可贺,而要达到大规模商业性开采的程度还有很长的一段路要走;更有人担心试采成功的宣传言过其实,有炒作嫌疑.     

可燃冰

科学家发现,地球上有一种可燃气体和水结合在一起的固体化合物,因外形与冰相似,所以叫它“可燃冰”。这种可燃冰的形成有两条途径:一是气候寒冷致使矿层温度下降,加上地层的高压力,使原来分散在地壳中的碳氢化合物和地壳中的水形成气-水结合的矿层。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遗尸不断沉积到海底,很快分解成有机气体甲烷、乙烷等,这样,它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔,和水形成化合物。可燃冰年复一年地积累,形成延伸数千至数万里的矿床。它每m3中含有200m3的可燃气体,已探明的储量比煤炭、石油和天然气加起来的储量…     

我国红树植物花粉形态研究及其在海洋地质勘探中的意义

孢粉分析已在地质学中得到广泛应用,尤其在石油勘探中,为研究地层学而进行的孢粉分析,发展更为迅速。海洋孢粉学是孢粉学中最近发展起来的一个新领域,它不仅可为海洋地质勘探提供地层时代、地层对比、恢复古地理和古气候资料,而且也为海洋沉积的物质来源、海面变化、陆缘侵蚀强弱提供一定的依据。近年来,石油勘探的特点     

中国海及其邻近海域高分辨率海底地形

基于海洋岩石圈挠曲补偿模型和ETOPO5全球海洋海底地形模型,利用卫星测高数据所得到的中国海及邻近海域分辨率的海洋重力异常资料,反演了中国海及邻近海域高分辨率的海底地形。计算的海底地形比目前广泛使用的ETOPO5模型数据具有更高分辨率和精度,同时更清晰地展示了中国海及其邻近海域海底地貌、构造特征及动力学事件。     

碳循环对气候变化历史责任归因的影响

全球碳循环是气候变化的根本问题,其长期演变决定了人类导致的气候变化的速度和程度,也决定了稳定大气CO2浓度的减缓政策的制定和减排技术的施行.本研究利用2个参与了第5次耦合模式比较计划的耦合了碳循环过程的地球系统模式CESM和BNU-ESM,模拟研究了工业革命以来碳循环对气候变化历史责任归因的影响.模拟结果表明,以大气CO2浓度的升高为衡量指标,相比通常研究中以累积排放量为指标,发达国家碳排放的历史责任减小了6%~10%,发展中国家增大了6%~10%.这是由于历史时期(1850~2005年)发达国家占主导的工业碳排放对这一时期海洋和陆地固碳量的增加贡献了61%~68%和61%~64%,而发展中国家贡献了32%~39%和36%~39%.因此发达国家排放情景下,相对较大的全球碳汇固碳量减小了发达国家碳排放的历史责任,但也由于海洋吸收了更多的碳,使得发达国家对全球海洋的酸化负主要责任(68%).而且发达国家的高排放降低了全球碳汇的固碳效率,可能影响未来长期的固碳量,加剧全球增暖的程度.因此未来在制定减排方案时,需要进一步考虑到碳循环过程对减排方案的响应和影响.     

海洋资源利用的技术需求

美国政府、工业界和科学界的个人及团体在研究和开发海洋技术方面进行了大量的工作.本文将讨论一部分有关将来开发和利用海洋及其资源的重要技术议题. 海洋科学与工程研究,合成技术和系统将为迅速增长的人口提供食品、能源和居住环境等基本需求,卓有成效地保持和改善21世纪人类生活的质量.     

黑潮延伸体综合观测浮标的研制与应用

浮标是获取水文、气象等环境参数的重要观测技术手段,是现代海洋环境立体监测系统的重要组成部分.西太平洋黑潮延伸体海域是全球海洋动力过程最为复杂、海洋-大气相互作用最为关键的区域之一,也是全球系统性海洋观测相对缺乏的海区之一,传统的大型海气浮标很难在该海区长期存活.基于此,中国海洋大学研发了一种适用于中纬度海区高海况条件下的大型海气综合观测浮标系统(China Kuroshio Extension Observatory,CKEO).该系统面向深远海大浪、强流、狂风等复杂的工作环境,对高海况下的浮标系统、深水锚系系统、观测系统等做了针对性设计,增强了浮标在高海况下的稳定性和可靠性.截至2022年底,该系列浮标已连续在位工作3年,支撑了对黑潮延伸体海域海-气物质能量交换等科学问题的研究,为“透明海洋”立体观测网络提供了重要的深远海长期观测节点.     

近期碳排放趋势对气候变化历史责任归因的影响

以减排为目的的国际谈判依赖于对气候变化历史责任的归因.近年来发展中国家快速的工业化使其工业碳排放量不断增加并超过了发达国家,这对以往的不含近期碳排放影响的气候变化历史责任划分提出了新的挑战.本文利用耦合了碳循环过程的CESM(community earth system model)模式,模拟研究了发达国家和发展中国家近期的工业碳排放对气候变化历史责任归因的影响.结果表明:将以往研究中的1850~2005年的历史责任归因延长到2011年,模拟的工业革命初期以来大气CO2浓度的升高、大气升温、海洋暖化以及北半球海冰的消融,有55%~62%的责任来自于发达国家的工业碳排放,其余38%~45%来自于发展中国家的碳排放.与不包含近期(2006~2011年)碳排放计算的结果相比,发达(发展中)国家对气候变化的历史责任减小(增大)了1%~2%,因此近期的碳排放趋势对长期的气候变化历史责任归因的影响很小.此外,尽管统计的近年来发展中国家的碳排放量显著增长并超过了发达国家,但忽略了国际贸易带来的发达国家向发展中国家转移碳排放量,从而转嫁历史责任的问题,未来需要进一步考虑排放转移对气候变化历史责任归因的影响.     

西沙群岛海域表层海水中微塑料的组成与分布特征

西沙群岛作为我国最大的海洋珊瑚礁区,目前对于微塑料这类新型海洋污染物的研究仍鲜见报道.本研究以西沙群岛海域30个表层海水中采集的微塑料为样本,对微塑料的空间分布、组成及可能的来源进行了定性和定量分析.结果表明:(1)微塑料广泛存在于西沙群岛海域表层海水中,丰度在10～130个/m3,长度多在1～3 mm之间(64.8%),形态主要为纤维和薄膜,颜色多属透明(56.8%)和蓝色(40.2%),化学组分主要是聚对苯二甲酸乙二醇酯(56.2%)和聚丙烯(20.3%).(2)微塑料在西沙群岛海域表层水体中空间分布不均,其分布主要受海水运动、人类活动以及地形地貌特征的影响.与国内外已有研究结果相比,西沙群岛海域表层海水中的微塑料整体处于较低的含量水平.(3)对微塑料形态特征和化学组成的分析表明,西沙海域高强度的渔业活动以及岛上人类活动释放的塑料垃圾可能是其主要来源.     

基于低品位热源的两相热压缩机初步实验

两相热压缩机利用热源驱动,通过活塞的往复运动,使两相工质在热腔和冷腔中来回穿梭,伴随气液相变形成压力波动.它采用低沸点工质,具有驱动温差小、压比大等突出优点,可以利用低品位热源,如废热、太阳能等.自行设计研制了基于低品位热源的两相热压缩机,初步研究了以正己烷为工质的热压缩机系统性能.该压缩机在0.1,0.2和0.3Hz频率下运行时,压比均保持在5以上,且加热功率小于120W.这对有效地利用低品位热源实现热功转化有着重要意义.     

夏季青藏高原与其东部平原的热力差异对中国降水的影响

亚洲东部存在二级热力差, 即高原-平原和大陆-海洋的热力差. 现有研究中讨论大陆-海洋热力差异变化对中国东部地区降水影响的工作很多, 而讨论高原与其东部平原热力差异对中国夏季降水影响的工作很少. 为此, 本文利用1951~2007年NCEP再分析资料和中国160站降水资料, 以500 hPa高原地区(27.5°~40°N, 80°~100°E)平均温度和平原地区(27.5°~40°N, 110°~120°E)平均温度之差近似表示高原和平原的热力差, 并将其作为东亚副热带地区高原和平原热力差指数, 探讨夏季高原-平原热力差异与东亚大气环流和中国降水的关系. 诊断分析和数值模拟结果表明：夏季高原-平原热力差异变化和中国西部90°~110°E地区夏季降水有显著相关. 高原-平原温差的高指数年表示高原-平原温差加大, 高原上空的热低压加强, 西北太平洋副热带高压位置偏南, 这往往对应着90°~110°E地区的南涝北旱, 低指数年则反之. 近57年来, 高原-大陆温差指数变化表现出显著的上升趋势和波动特点, 与此相应, 中国90°~110°E地区也经历了由北涝南旱向南涝北旱变化的过程. 这些结果为加深认识亚洲东部特殊地理环境造成的二级热力差异对中国夏季降水年代际变化的影响也具有参考意义.     

赴海淘金

海洋蕴藏着丰富的矿产资源,如石油、天然气、滨海铁矿、煤矿、海沙、未来的清洁能源“可燃冰”以及海底热液矿、海底锰结核和富钴结壳等.然而,其成矿位置各不相同,滨海铁矿、煤矿、海沙沿海岸分布;石油、天然气及其水合物可燃冰分布在大陆架、大陆坡;海底热液矿床分布在大洋板块边界、海底中央裂谷的火山活动区域;海底锰结核生长在深海洋底;富钴结壳生长在海山及海底火山岩的硬质基岩上.     

火山灰地层磁学特征与地层对比探讨: 以冰岛为例

以冰岛东南地区两个土壤剖面为例, 利用环境磁学参数变化特征,研究了火山灰的磁学特征, 探讨了利用磁学方法进行火山灰地层对比的可能性. 研究结果发现, 冰岛火山灰的主要磁性矿物是以磁铁矿为主的亚铁磁性矿物和以赤铁矿为主的不完全反铁磁性矿物, 并含有大量顺磁性矿; 磁性矿物的颗粒大小为似单畴和多畴. 利用数学统计方法, 并根据火山灰地层的相对位置和火山灰的颜色等物理特征, 能够实现利用环境磁学手段进行不同剖面火山灰地层的对比.     

2008年面临的挑战

海洋生态环境 近年来,世界各地海域的水母大量涌现,给海洋生态、渔业生产以及沿海经济构成了巨大的威胁.