觀測區(qū)域

如圖3a所示，在觀測期間，為了避免人為污染，將進氣口固定在船頭最高點(海拔約10m)，靠近氣象傳感器，以避免人為污染。使用Picarro G2301高精度溫室氣體測定系統(tǒng)測定大氣CO₂和CH₄的混合比。Picarro分析儀可以在5秒內獲得一次CO₂和CH₄混合比（校正受水蒸氣影響）的數(shù)據(jù)，已被證明是觀測CO₂和CH₄的高精確度和準確度的好選擇。如圖3b所示，外部真空泵將環(huán)境空氣抽入專用管道，并分別通過膜過濾器，充滿高氯酸鎂的干燥管和另一個膜過濾器，以去除顆粒和水氣。然后，通過閥門順序設置調節(jié)，干燥和清潔的空氣樣品以及標準氣體通過一個8口樣品選擇閥，由質量流量控制器控制流量為200 mL/min后進入Picarro G2301分析儀。每次觀測實驗前后，對Picarro G2301分析儀進行校準，保證其正常工作狀態(tài)。在現(xiàn)場調查中，每天自動按順序測定三種標準氣體，由Picarro G2301分析儀調節(jié)。根據(jù)3種標準氣體(CO₂為254.53(±0.06)ppm、365.14(±0.06)ppm和569.99(±0.08)ppm，CH₄為1601.0(±0.8)ppb、1925.5(±0.8)ppb和2317.7(±0.5)ppb)的測定結果和標準值，建立線性函數(shù)，對觀測數(shù)據(jù)進行校正。所使用的標準氣可溯源至世界氣象組織（WMO）一級標準，以保證觀測數(shù)據(jù)的一致性、可追溯性和國際可比性。

一般來說，CO₂和CH₄混合比隨著海拔和離大陸距離的增加以及緯度的降低而降低。陸架海域大氣CO₂和CH₄混合比的時空分布不僅反映了自然特征，還反映了海洋油氣勘探等多種人為過程：陸-海氣團傳輸，以及觀測儀器故障。在兩次船載調查研究中，2012年11月大氣CO₂混合比為392.75 ~ 688.10 ppm(圖4a和b)， 2013年6月為389.28 ~ 967.60 ppm(圖4c和d)。2012年11月大氣CH₄混合比為1870.6 ~ 1986.0 ppb(圖5a和b)， 2013年6月大氣CH₄混合比為1820.8 ~ 2179.0 ppb(圖5c和d)。大氣CO₂和CH₄混合比與北半球的歷史觀測結果相當。異常高的觀測值歸因于船舶廢氣或分析儀日常維護等的人為干擾。

首先，利用線性函數(shù)對2012年11月和2013年6月沿巡航軌跡觀測到的大氣CO₂和CH₄混合比進行校正，每1 min平均一次，備份并生成可進行后續(xù)處理的“原始數(shù)據(jù)"。其次，根據(jù)航次記錄，對儀表故障和日常維護引起的異常值進行標記。第三，當船舶在離散站點進行海洋調查或以低于風速的速度在下風向巡航時，觀測到的大氣CO₂和CH₄混合比可能受到船舶廢氣和人類活動的影響。根據(jù)研究經驗將3 kn作為標記受船舶廢氣和人類活動影響的數(shù)據(jù)的標準。最后是大氣溫室氣體觀測中廣泛使用的數(shù)據(jù)質量控制方法拉依達準則(“3σ"準則)，用于篩分和標記非背景測定結果。

海-氣交換是CO₂和CH₄分子通過表層海水和上覆大氣界面擴散的動態(tài)過程。大氣CO₂和CH₄的源和匯是指它們由海水排放或被海水吸收。事實上，沿海淺海海域海-氣交換對CO₂和CH₄混合比在時空尺度上影響很大。一般來說，從海水中排放到空氣中的CO₂和CH₄很難通過大氣測量來追蹤，因為它們會被迅速稀釋;只有淺層滲漏區(qū)和沿海地區(qū)能夠直接影響當?shù)卮髿釩O₂和CH₄的混合比，并且可以測定。

為了估計海-氣交換對大氣CO₂和CH₄混合比的影響，我們使用了一種由Kourtidis等人(2006)描述并經Zang等人(2020)優(yōu)化的簡單方法：假設調查區(qū)域上方有一個頂板高為10米的盒子，對應于我們現(xiàn)場調查的進氣口高度。大氣CO₂和CH₄混合比僅受海-氣交換的影響，當CO₂和CH₄被排放或被吸收時，它們的混合比會均勻地增加或減少，這是由海氣CO₂和CH₄通量的平均計算結果引起的。

EAWM與亞洲大陸向西太平洋的大氣復合輸送密切相關。除第1段(S1)和第2段右端(S2)外，隨著離岸距離的增加，CO₂和CH₄混合比呈減小趨勢。(圖8)。

總體而言，亞洲大陸的CO₂和CH₄混合比高于MBL參考值。EAWM驅動的陸-海氣團運輸會導致溫室氣體的水平傳輸。由于后續(xù)的混合和稀釋，CO₂和CH₄的混合比將沿著風輸送路線下降。同時，S1段和S2段右端由于主導風向為ENE-SE -S，大氣CO₂和CH₄混合比較低且均勻，說明氣團是從CO₂和CH₄混合比較低的太平洋輸送過來的。

此外，后向軌跡分析顯示，2012年11月幾乎所有的傳輸路徑都來自亞洲大陸，2013年7月幾乎所有的傳輸路徑都來自南海和西太平洋(圖10)。導致2012年11月大氣CO₂和CH₄混合比(圖8)高于2013年7月(圖9)。大氣CO₂和CH₄混合比的季節(jié)變化與西太平洋大氣CO₂混合比的變化一致，西太平洋大氣成分分布主要由來自太平洋的海洋氣團和來自亞洲大陸的污染氣團主導。

如圖11所示，2012年11月觀測到的大氣CO₂和CH₄混合比隨風向的波動特征相同，表明其變化受陸-海氣團輸送主導，這與前人的研究結果一致。黑海天然氣滲漏和“北溪"管道天然氣泄漏的模擬研究表明，在5 ~ 30 km的距離上，逆風排放源可以增強大氣CH₄混合比。如圖12所示，我們假設在運輸過程中混合和稀釋的影響是線性的。根據(jù)計算可知：中國陸架海域大氣CO₂和CH₄混合比的空間分布可能在EAWM前期受到陸-海氣團輸送的顯著影響。