一、说明海洋中O2、CO2溶解度大于大气，而、N2少于大气的原因.DOC

一、說明海洋中O2、CO2溶解比率大於大氣，而N2少於大氣的原因。 答：海水中各種氣體的溶解度除氣體本身特性外，其他可由右式來表示C（常數）*P（大氣分壓）/T（溫度）S(鹽度)，也就是說不同氣體溶解於水中的溶解度是與壓力成正比，與溫度、鹽度成反比。海水表面與大氣接觸，因此風的擾動也是一項重要的因素。 除此外海水的深度及狀況亦是決定的因素： 氣體分子在水中發生擴散作用，其所溶之氣體數量不變，氮等惰性氣體因化學性質穩定屬守恒性氣體，在水中不參與化學反應及不受生物活動影響，依據海水守恒性質故其比率不變，各水層均呈飽和狀態。 O2、CO2為非守恒性氣體在水中除擴散作用外，因為是海洋生物進行生理作用所必須的元素，且會在水中其他元素發生化學作用進行一些無機作用（如：CO2＋H2O H2CO3 H+＋HCO3- （2）、底層水的最重要來源是南極的威德海(Weddel Sea)以及羅斯海(Ross Sea)水域。這的海水南極繞極水Antarctic Circumpolar Water, AACP)以及附近大陸棚海水之混合。冬季時，由於冷卻以及結冰作用，此處海水密度增，高密度的海水無法長久停留在淺海地區，會沿著陸棚邊緣下沈直至深海海底，隨後再向北、向東擴展，這便是南極底層水(Antarctic Bottom Water, AABW)。北極海為陸塊以及海檻所圍繞，所生成之底層水無法流出。不過，幾條主要的表層海流均在格陵蘭南方水域匯集，迫使海水下沈。另方面，當這些海流匯集海水相混合時會發生「混合增密」現象(Caballing effect)下沈。這股水團稱為北大西洋深層水(North Atlantic Deep Water, NADW)，由北往南流，水量很大。NAWD流過赤道後繼續向南流，與AACP相混合產生一個新的水團─普通水(Common Water, CW)，普通水隨南極繞極流流動，然後從好望角附近流進印度洋，繞過澳洲與紐西蘭後流入太平洋，構成這兩大洋深層與底層水的主體。在南極大陸外圍由西向東流動的是由西風所驅動的南極繞極流，南極繞極流與南大西洋表層海水在南極輻合帶相遇，雙方混合後便生成南極中層水(Antarctic Intermediate Water, AAIW)。南極中層水厚度約500公尺，中心在800 ～ 1000公尺深處，水溫 2 ～ 3°C，鹽度34.2，係由40°S向北延伸，在大西洋AAIW甚至可越過赤道，在其它二洋則在赤道以南即被擋住。北太平洋之中層水則是由西北太平洋高緯度海域之表層與次層海水經垂直混合所生成的。深海中氧氣之主要供應者是北大西洋深層水 (NADW)。NADW是由挪威海下沈的海水以及由巴芬灣(Baffin Bay) 和由地中海流出的海水所共同組成的，這些海水然後流入南大西洋。這些南流的深層海水在南極附近又再被冷卻，然後再流入印度洋以及太平洋的各個深海盆內。隨後這些深層海水又在廣大的海域內經由湧升效應再重返海洋表層。 圖一、二、三依學號排序引用 深層海洋與表層海洋的CO2比率不同之因素： （1）、CO2於海水中化學特性： CO2為海水中重要化學體系，各階段的化學反應可以控制水的酸鹼度及緩衝能力，海水中的碳酸物質以CO2、H2CO3、HCO3-、CO3-2存在，即：CO2＋H2O?H2OCO3?HCO3-? CO2-2。相關圖示如下： 圖一、單號同學用圖 圖二、雙號同學用圖 （2）、CO2為海水中光合作用重要物質： 表層水因與大氣相接故含量，受到風的擾動，幾乎是飽和的。在稍深約20公尺左右的水層，由於光合作用強CO2被大量消耗。 （3）、各層CO2比率不同之因素： Ⅰ表層：因與大氣相接故含量，受到風的擾動，幾乎是飽和的。在稍深約20公尺左右的水層，因光合作用強被大量消耗。故在這一水層中氧是過飽和的。過此由於光減少光合作用便若因此CO2含量就開始上升，過了光合作用補償深度（200公尺）後，呼吸作用大於光合作用CO2便急速增加。另外在海中1000公尺處由於該處水溫下有最大密度，故上層生物的屍體、殘渣、糞便等有機質會在此停留一段較長的時間，故該海層分解作用會產生更多的CO2。 Ⅱ海洋是一個容量極大，十分活躍的碳貯藏庫海洋的生物將CO2由大氣中清除，變成顆粒態的碳，由海表向海洋深處傳輸，形成所謂生物幫浦（biological pump）的作用，使得海洋深處的無機碳濃度高於海表。顆粒有機碳沈降到中層水時常會氧化殆盡，形成所謂「低氧帶」（oxygen minimum zone），釋放出溶解態的碳、氮、磷。某些浮游生物，如鈣板藻（coccolithophorids）、有孔蟲（foraminifera）、翼足類（pteropod）等所產生的CaCO3（霰石或方