一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法技术

本发明专利技术属于Argo浮标数据质量控制及校正领域，具体说是一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法。包括如下步骤：分别读取全球开阔大洋国际共享数据集碳化学数据以及取Argo浮标传感器获取的数据，计算两组CO2和O2浓度，进而得到两组CO2和O2饱和浓度，计算两组CO2和O2的饱和偏差，基于饱和偏差数值分别绘制CORS图，得到两个Y轴截距值，基于两个Y轴截距值，进行浮标数据质量的评价和校正。本发明专利技术通过浮标的溶解氧传感器测得的O2数据来评价和进一步提高浮标的CO2数据质量，相比于其他质量评价与校正方法，本发明专利技术更加直接和简单。本发明专利技术更加直接和简单。本发明专利技术更加直接和简单。

【技术实现步骤摘要】
一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法


[0001]本专利技术属于Argo浮标数据质量控制及校正领域，具体说是一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法。

技术介绍

[0002]近年来，南大洋碳与气候观测和建模(SOCCOM)项目在南大洋部署了约200个独立的生物地球化学Argo浮标，配备了生物地球化学传感器(如氧、硝酸盐、pH和生物光学传感器)，使人们能够更好地了解南部海洋的碳和氧循环。基于Argo浮标数据的研究发现高纬度南大洋释放到大气中的二氧化碳比以前的估计值要多，这引起了对传感器偏差和pH值及相关碳酸盐参数的数据质量控制的关注。近期基于大气数据的研究也表明，目前的Argo浮标所收集的数据存在质量问题，基于Argo浮标的南大洋二氧化碳汇的估计可能并不准确。为了有效利用Argo浮标的数据资源，需要对浮标的碳化学数据进一步地进行校准和质量验证，以确保不同研究和数据集之间的最高准确性和可对比性。
[0003]然而，Argo浮标获取的CO2数据现有的质量控制方法是通过比较其与船载观测的差异进行校正，由于船载观测的时空分辨率远不如A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)根据全球开阔大洋国际共享数据集，获取全球开阔大洋国际共享数据集的O2浓度标准值；并根据全球开阔大洋国际共享数据集中的碳化学数据，得到CO2浓度标准值；根据Argo浮标数据集，获取O2浓度测量值；并根据Argo浮标上设置的传感器组读取相对应的碳化学数据，并得到CO2浓度测量值；步骤2)通过Matlab获取O2浓度标准值的O2的饱和浓度以及CO2浓度标准值的CO2的饱和浓度；通过Matlab获取O2浓度测量值的O2的饱和浓度以及CO2浓度测量值的CO2的饱和浓度；步骤3)根据步骤2)获取到的O2浓度标准值和CO2浓度标准值的饱和浓度，分别获取O2和CO2两组浓度标准值的饱和浓度与观测浓度差值，得到基于全球开阔大洋国际共享数据集的氧饱和偏差ΔO
2,GLODAPv2
与二氧化碳饱和偏差ΔCO
2,GLODAPv2
；根据步骤2)获取到的O2浓度测量值和CO2浓度测量值的饱和浓度，分别获取O2和CO2两组浓度测量值的饱和浓度与观测浓度的差值，得到基于Argo浮标数据集的测量氧饱和偏差ΔO
2,Agro
与测量二氧化碳饱和偏差ΔCO
2,Agro
；步骤4)根据得到氧饱和偏差ΔO
2,GLODAPv2
与二氧化碳饱和偏差ΔCO
2,GLODAPv2
构建CORS图A，同时，拟合出基于GLODAPv2数据的最佳拟合曲线L1，获取ΔO
2,GLODAPv2
为0时ΔCO
2,GLODAPv2
的值；根据得到氧饱和偏差ΔO
2,Agro
与二氧化碳饱和偏差ΔCO
2,Agro
构建CORS图B，同时，拟合出基于Argo数据的最佳拟合曲线L2，获取ΔO
2,Agro
为0时ΔCO
2,Agro
的值；步骤5)对比CORS图A和CORS图B，并对比最佳拟合曲线L1与最佳拟合曲线L2，对Argo浮标数据集中数据进行质量评价与校正。2.根据权利要求1所述的一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法，其特征在于，所述步骤1)，具体为：1
‑
1)提取全球开阔大洋国际共享数据集数据库中的原位温度、盐度、溶解无机碳、总碱度、磷酸盐和硅酸盐、溶解氧[O
2,obs
]，其中，溶解氧[O
2,obs
]即O2浓度标准值；1
‑
2)以温度、盐度、溶解无机碳、总碱度、磷酸盐、硅酸盐为基础数据，根据碳酸盐和硫酸盐的解离常数、总硼酸盐
‑
盐度关系，通过Matlab的CO2SYS函数获取[CO
2,obs
]，即获取到CO2浓度标准值；1
‑
3)根据Argo浮标上设置的传感器组读取相对应的碳化学数据，包括：温度、盐度、pH值、总碱度、溶解氧、硝酸盐浓度；其中，传感器组上溶解氧读数即O2浓度测量值；1
‑
4)根据读取到的碳化学数据，通过Matlab的CO2SYS函数获取二氧化碳分压pCO2；将pCO2乘以CO2的亨利常数得到CO2浓度测量值。3.根据权利要求1所述的一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法，其特征在于，步骤2)中，分别获取O2浓度标准值和O2浓度测量值的O2的饱和浓度，具体为：利用O2溶解度方程及亨利定律获取O2浓度标准值以及O2浓度测量值的饱和浓度，分别为：为：
其中，表示全球开阔大洋国际共享数据集中1atm海平面大气压力下的O2饱和浓度，代表Argo浮标数据集中1atm海平面大气压力下的O2饱和浓度，K表示O2溶解度，表示1atm海平面大气压力下氧气的分压值，xO
2,air
表示干燥空气中氧气的摩尔分数，具体的,x代表浓度,O
2,air
代表浓度所对应的参数,P
1atm
代表1atm海平面大气压力下根据海洋表面温度和盐度得到的水蒸气压力，P
sw
代表根据海洋表面温度和盐度计算的水蒸气压力。4.根据权利要求1所述的一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法,其特征在于，步骤2)中，获取CO2浓度标准值或CO2浓度测量值的饱和浓度，具体为：通过亨利定律获取CO2的饱和浓度，即：[CO
2,sat
]＝K
H
×
pCO
2,eq
其中，pCO
2,eq
表示当海水与大气中的二氧化碳处于平衡状态时，海水中的二氧化碳分压；K
H
为CO2的亨利常数；pCO
2,eq
获取根据下式获取，即：pCO
2,eq
＝xCO
2,air
×
(P
SLP
‑
P
sw
)其中,xCO
2,air
是干燥空气中二氧化碳的摩尔分数,具体的,x代表浓度,CO
2,air
代表浓度所对应的参数,P
sw
代表根据海洋表面温度和盐度计算的水蒸气压力,P
SLP
代表海平面大气压力。5.根据权利要求1所述的一种Argo浮标碳化学数据质量评价与校正方法，其特征在于，步骤3)中，得到氧饱和偏差ΔO
2,GLODAPv2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴瀛旭，祁第，张楚青，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：