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海洋中颗粒有机碳(POC)的垂直输送与降解在海洋碳循环中是很重要的环节,它能迅速将上层海洋吸收的碳转移到深海,对海洋吸收和调节大气CO2起到了重大作用。本文研究主要包括两个方面的内容:一方面是对LICOM海洋环流模式中GM90次网格参数化进行改进,并用被动示踪物CFC-11检验模拟结果;另一方面是使用与LICOM模式耦合的简单生物地球化学模式IAP-OBM,增加IAP-OBM模式对颗粒有机碳的预报,完善该模式的有机碳库种类和碳循环过程,并研究分析中尺度涡旋参数化方案和颗粒有机碳对碳循环过程的影响。主要包括以下结论:1)对LICOM模式中尺度涡旋参数化方案(GM90方案)中涡度扩散系数rA对物理场及CFC-11分布的影响进行了研究。做了两个试验,模拟结果表明,采用在非绝热层以下rA随海洋浮力频率N2垂直变化的参数化方案(浮力试验)对模式物理场的模拟能力有一定程度的提升,如南极绕极流的输送强度比常系数方案增大了约20%~30%,与观测事实更接近;浮力试验对控制试验中过强的南极中层水有一定的削弱作用,使得模式对南大洋高纬次表层位密度的模拟有一定的改善。通过对CFC-11分布、存储以及输送的研究发现,次网格参数取值的不同对南大洋CFC-11模拟情况有较大影响。浮力试验加大了南北高纬CFC-11海表的吸收通量,对南极大陆周边海域向南大洋主储藏区的CFC-11输送能力有一定的增强,使得南大洋对CFC-11储藏量增大,大部分海区与观测资料更接近。通过CFC-11断面分析,浮力试验对南大洋上层海洋位密度模拟的改善使得CFC-11垂直结构与观测更接近。2)使用简单生物地球化学IAP-OBM模式,增加模式颗粒有机碳为预报变量,并设计了三个试验,研究了中尺度涡旋参数化采用浮力方案为背景的物理场下对碳循环的影响,以及在相同物理场下增加颗粒有机碳为预报变量后的不同碳循环过程的模拟差异。模拟结果表明,三个试验均能很好地模拟出海表的磷酸盐、总碱度以及总溶解无机碳的分布特征。采用浮力方案为背景物理场的试验对南大洋深海和赤道附近800-1000m左右的模拟有一定影响,但整体对模式生化变量的模拟差异并不明显。新的碳循环方案对南大洋海表磷酸盐的模拟有一定程度的增加,与观测更贴近。在垂直结构上,新的碳循环方案对磷酸盐、总碱度的模拟有较为明显的改善,但对深海总溶解无机碳的模拟有所偏弱。