海洋动力过程对斯里兰卡穹顶区叶绿素及海气二氧化碳通量的控制

作者:马文涛 发布日期:2022-07-08 阅读:279

近日,我室马文涛副研究员在期刊Remote Sensing发表了题为“Seasonal Variability in Chlorophyll and Air-Sea CO2 Flux in the Sri Lanka Dome: Hydrodynamic Implications”的研究成果。该研究利用海表叶绿素及海气CO2通量等遥感产品分析了斯里兰卡穹顶区(Sri Lanka Dome ,SLD)上升流区水动力条件的季节变化对初级生产力及碳源汇格局的影响。合作者包括实验室王云涛研究员、白雁研究员、于溢、张智伟、席婧媛及中国科学院地球环境研究所马小林。

印度洋北靠欧亚大陆,巨大的海陆气压差形成了北印度洋冬、夏两季明显的风向转换。冬季盛行东北季风,夏季盛行西南季风。在沿岸风作用下,一些地区发育了著名的沿岸上升流。而在斯里兰卡以东的开阔海域,也发育一个夏季上升流系统,称作斯里兰卡穹顶区(SLD)。SLD上升流一般认为主要是由正风应力旋度产生的艾克曼抽吸作用所产生。然而SLD区域的风应力旋度季节变化并不显著,相反斯里兰卡南部的叶绿素与风应力旋度关系更加密切(图1),且SLD的叶绿素峰值晚于斯里兰卡南部约1个月。利用粒子追踪和锋面分析,作者认为来自斯里兰卡南部的营养盐输入,以及夏季风环流造成的锋面活动也是控制SLD叶绿素变化的关键因素。

图1. (a)夏季风期间西南孟加拉湾海表叶绿素分布;(b)SSL和SLD区域海表叶绿素季节变化;(c)SSL和SLD区域风应力旋度季节变化。.png

图1. (a)夏季风期间西南孟加拉湾海表叶绿素分布;(b)SSL和SLD区域海表叶绿素季节变化;(c)SSL和SLD区域风应力旋度季节变化。

此外,利用机器学习方法,作者计算了该区域海气CO2通量的季节性变化。结果显示SLD区域全年都是大气CO2的源,并在上升流发育期间达到峰值(图2)。上升流从深层带入过量的高CO2海水,超过了浮游植物初级生产所固定的CO2,从而造成SLD是一个中等强度的源。

图2. (a)夏季风期间海气CO2通量,等值线为叶绿素等值线(0.35 mg m-3)。(b)SLD区域海气CO2通量与其他同类产品对比。.png

图2. (a)夏季风期间海气CO2通量,等值线为叶绿素等值线(0.35 mg m-3)。(b)SLD区域海气CO2通量与其他同类产品对比。

引 用 :

Ma, Wentao, Yuntao Wang, Yan Bai, Xiaolin Ma, Yi Yu, Zhiwei Zhang, and Jingyuan Xi. 2022. Seasonal Variability in Chlorophyll and Air-Sea CO2 Flux in the Sri Lanka Dome: Hydrodynamic Implications, Remote Sensing 14, 3239. https://doi.org/10.3390/rs1414323





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