赤潮引起海表增温异常的驱动机制——以北部湾为例

作者:符少琼 发布日期:2023-05-06 阅读:715

近期,我室硕士研究生符少琼在Science合作期刊Ocean-Land-Atmosphere Research上发表了题为“The Mechanism Driving a HAB-Induced SST Warming Anomaly: A Case Study in the Beibu Gulf”的研究论文,通讯作者为我室杨劲松研究员、楼琇林正高级工程师。合作者包括浙江省海洋监测预报中心付定甜助理工程师和南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)吴加学教授。

赤潮是常见的海洋灾害,而海水温度是影响赤潮生消过程的重要理化参数之一。前人在海水温度对赤潮影响方面开展了很多工作,但对其逆向影响机制研究尚不多见。本研究以2021年2月中旬发生在北部湾海域的一次大面积夜光藻赤潮为例,对赤潮期间的海表异常增温现象进行了研究,并探讨了其形成机制。现场调查发现,赤潮发生海域表层水体中含有大量的生物有机黏液,赤潮水体颜色呈现为红褐色。卫星遥感数据显示,在14日的10:00至19:00期间赤潮海域出现海表异常增温现象,最大异常增温幅度约2.9℃。由再分析气象数据及海洋模式数据,分析得到14日当天的风场较弱、物理海洋过程较稳定,赤潮海域的海洋向外辐射低于正常海域。通过数值计算表明,赤潮海域加热层厚度 (0.76 m<ΔH<0.91 m) 比正常海域 (ΔH>1.19 m) 小。

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图1.(a)北部湾2021年2月14日的MODIS Auqa光学遥感影像;(b)北部湾2021年2月14日15:00的Himawari-8海表温度空间分布图,其中蓝色框内为选择的赤潮区域,红色框内为选择的正常区域

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图2.(a)北部湾2021年2月14日赤潮区域与正常区域的海表温度逐时变化曲线,其中红色框区为用于计算海表加热层的时间区间;(b)北部湾2021年2月14日15:00与10:00间的海表加热层厚度的空间变化

基于上述研究结果,我们认为赤潮导致海表异常增温的形成机制可能是:赤潮藻类释放的大量生物黏液在海面形成油膜效应,抑制了海气界面的长波辐射、感热通量和潜热通量,增加了海洋表层水体的粘度,减弱了上层海水的混合,减小了赤潮区海洋加热层的厚度,导致更多的热量积聚于较薄的海洋加热层进而引起表层赤潮水体的异常增温。

图3.赤潮引起海表温度异常增温机制概念图.png

图2.(a)北部湾2021年2月14日赤潮区域与正常区域的海表温度逐时变化曲线,其中红色框区为用于计算海表加热层的时间区间;(b)北部湾2021年2月14日15:00与10:00间的海表加热层厚度的空间变化

本研究得到了国家自然科学基金项目(No.41576175)、自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室自主课题项目(No.SOEDZZ2202)和南方海洋科学与工程广东实验室创新团队项目(No.311021004)资助。

论文引用:

Fu S, Yang J*, Lou X*, Fu D, Wu J. The Mechanism Driving a HAB-Induced SST Warming Anomaly: A Case Study in the Beibu Gulf. Ocean-Land-Atmos. Res. 2023;2:Article 0008. 

https://doi.org/10.34133/olar.0008


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