近日，自然资源部海洋二所卫星海洋环境监测预警全国重点实验室海洋生态观测与模拟团队在Journal of Geophysical Research: Oceans上发表题为《Spatial variation of upper ocean chlorophyll-a response across the track of a typhoon in the northwest Pacific》的研究成果。第一作者为我室助理研究员林生，通讯作者为王云涛研究员，合作者包括泰国农业大学渔业学院海洋科学系Tanuspong Pokavanich研究员，突尼斯国家海洋科学技术研究所海洋环境实验室Sana Ben Ismail研究员，厦门大学张文舟教授、修鹏教授、柴扉教授。

台风作为最强烈的海气相互作用现象，其过境会引发强烈的垂直混合，改变上层海洋营养盐分布，进而影响浮游植物生物量（通过叶绿素浓度表征）。尽管大部分研究观测到表层与次表层叶绿素均增大的剖面特征，然而另一些研究则发现表层叶绿素增加、次表层叶绿素减少、垂直积分总量变化不显著，即台风仅对浮游植物浓度进行垂向再分布的剖面特征。本研究通过高分辨率物理生态耦合模型模拟，揭示了西北太平洋超强台风潭美（Trami）引起上层海洋叶绿素浓度响应的空间分布特征及其机制，明确了台风路径距离是决定上层海洋叶绿素响应类型的核心因素，即同一台风引起的叶绿素浓度变化，在跨路径上同时存在增大和再分布两种剖面特征。

具体而言，在台风路径附近区域，强烈的垂直混合可穿透营养盐跃层，将深层营养盐带入上层海洋，促进浮游植物生长，垂向平均叶绿素浓度显著提升。在远离路径的区域，垂直混合仅能到达次表层叶绿素最大值层而无法触及营养盐跃层，因此仅将次表层浮游植物再分布至表层，垂向平均叶绿素浓度基本保持不变（图1）。值得注意的是，即使在叶绿素浓度增大区域，次表层叶绿素浓度也呈现减小的特征。生物地球化学过程引起叶绿素浓度变化的深度较物理过程浅，达到一定深度后生物地球化学过程引起叶绿素浓度增大小于物理过程引起的次表层叶绿素浓度减小，最终导致叶绿素浓度仍呈现表层增大，次表层减小的双层特征（图2）。

该研究阐明了不同观测得出矛盾结论的原因，明确了台风生态响应的空间异质性，将物理过程与生物地球化学过程在空间上耦合起来，分析了混合深度与台风前营养盐跃层、次表层叶绿素最大层深度之间相对关系的对上层海洋响应的调控机制。深化了对台风影响下海洋生态系统响应特征及其机理的认识，为准确评估台风等极端天气事件对海洋碳循环的贡献提供科学支撑。研究作为联合国“海洋科学促进可持续发展十年”大科学计划“海洋自然灾害防治与环境健康增值（MoNITOR）”的合作成果，得到国家重点研发计划（2023YFC2811800）、国家自然科学基金（42406048）、浙江省杰出青年基金（LR25D060001）等的支持。

图1. 台风过境后1天（a）上层海洋叶绿素浓度异常，（c）垂直混合的贡献，（e）生物地球化学过程的贡献。台风过境后5天相对于台风过境后1天（b）上层海洋叶绿素浓度异常，（d）垂直混合的贡献，（f）生物地球化学过程的贡献。

图2. 台风过境后5天（a）上层海洋叶绿素浓度异常，（b）生物地球化学过程的贡献，（c）垂直混合的贡献，（d）平流的贡献。

论文引用：Lin, S., Wang, Y., Pokavanich, T., Ben Ismail, S., Xiu, P., Zhang, W.-Z., & Chai, F. (2025). Spatial variation of upper ocean chlorophyll-a response across the track of a typhoon in the northwest Pacific. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2025JC022915. https://doi.org/10.1029/2025JC022915