NCP及CO2计算公式

O2 和Ar具有类似的物理特性如溶解度、对温度的响应以及扩散速率。通过O2与Ar 的比值来消除一些诸如气泡注入、气体交换等物理过程的影响(Craig and Hayward, 1987)。研究表明O2受流速影响的波动可以通过Ar归一化消除80％(Kana et al. 1994)，O2/Ar比的测定比其绝对值更容易获得好的精密度，因此可以用△O2/Ar比值用来指示生物过程产生氧的过饱和度计算出净群落生产力(García and Gordon, 1993; Hamme and Emerson, 2004；Reuer, et al., 2007)。

其中：

(O2/Ar)smpl为测定的O2/Ar比值，(O2/Ar)eq为通过气体溶解度公式计算的平衡浓度比值(mmol .kg-1)，k为气体交换速率(m .d-1) ρ为海水密度(kg. m-3)

ρ为海水密度(kg. m-3)：

(O2/Ar)eq：

(能否用周围大气鼓泡，达到平衡测定，此时温度怎么考虑？）

k为气体交换速率(m .d-1)：(Reuer et al., 2007)

Because∆O2/Ar depends on prior wind speeds at the observation time, we used the weighted gas transfer velocity [Reuer et al., 2007] rather than the instantaneous gas transfer velocity

（由于∆O2/Ar取决于观察时间之前的风速，我们使用加权的气体交换速率而不是即刻的气体交换速率）

风速：NCEP/NCAR再分析模型(Kalnay et al., 1996) 或QuickScat scatte rometer (e.g.,Bourassa et al., 2003)与走航时日平均风速比较，看两者哪个更适用。（两个模型不是很懂）

（个人认为，每天的k都是前六十天的加权，所以利用模型计算前六十天的风速，因为走航过程中不能测定走航前的风速。或者利用气象海洋网站上的前一段时间的日风速卫星数据进行计算[Hilary I. Palevsky 2013]）

u10:daily 10 m wind speed observations (u10) (Wanninkhof ,1992)

S ：盐度psu ；t ：摄氏度. (Control value : Sc = 590 at 20°C and 35 psu)

We developed a simple weighting technique to account for the prior wind speed variability.First, the fraction of the mixed layer ventilated on the collection date (f1) was determined from the climatological mixed layer depths (Zmix, Levitus and Boyer, 1994) and the gas transfer velocity on the collection day (k1)

The sample collection date was assigned a weight (w1) equal to 1

By calculating a weighted gas transfer velocity for each day (k t w t), the weighted gas exchange rate for the mixed layer can be calculated as

where the (1-w60) term accounts for the residual unventilated portion of the mixed layer and 60 days are utilized for each mixed layer station.

但有的文献中用了即刻的气体交换速率和加权的气体交换速率分别计算，无明显差别。如下：Doshik Hahm et al ,2013 Spatial and temporal variation of net community production and its regulating factors in the Amundsen Sea, Antarctica:

In practice, the mean ASP NCPs that were calculated from the weighted gas transfer velocity were not significantly different from the values determined using the instantaneous gas transfer velocity (ttest,p<0.002).

所以在实际数据处理时可以比较一下。

Ar归一化不适用于CO2，因为其溶解特性和流速灵敏度与Ar不同。不过它对流通池中的流速和其他小的物理变化(如气泡的引入等)不敏感。由于信号的飘逸，也需要经常绘制标准曲线和进行CO2的温度校正来消除信号自身变化的对测定值影响

关于P CO2的计算:(不知道对不对，再看看文献，有什么限制条件）

在海洋化学上所涉及的二氧化碳分压Pco2范围内,CO2在水中的溶解度服从亨利定律(见亨利定律)即：

式中Cco2(总)代表CO2和H2CO3浓度之和,α是溶解度系数,为温度、压力和盐度的函数. 1971年C.N.默里和J.P.赖利用比重法测定了酸化海水中CO2的溶解度,证明了莱曼的意见是正确的。他们测定的温度范围是1—35℃,氯度范围为0-20。酸化可以抑制碳酸解离,以保证其几乎全部以分子形式存在,而没有HCO-3和CO2-3,并且此时H2CO3分子的量也很少(见溶解的二氧化碳)。C.D.基林曾建议,默里和赖利的上述实验结果可用下式概括:

R.F.韦斯1974年也考查了海水中CO2的溶解度问题,他的结果证实了默里和赖利测定结果的准确度,但他作了两点修正: 1.测定纯水中CO2的溶解度也要酸化; 2.对气相中CO2的非理想情况作出校正。按韦斯的意见,默里和赖利的结果用下式表示:

式中α为溶解度系数,单位是摩尔分子/千克海水大气压,T为绝对温度,S为盐度。

=24.4543-6745.09/L2-4.8489*LN(L2/100)-0.000544*D2