近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(lto)研究员杜岩团队王天宇等,与中科院热带海洋生物资源与生态重点实验室(lmb)、深圳大学的科研人员合作,发现涡旋影响北阿拉伯海冬季水华的观测证据,相关研究成果发表在journal of geophysical research-oceans上。
水华是指发生在海洋和湖泊中的大范围浮游生物(如鞭毛虫类、硅藻类生物)大量增殖现象,在海洋中表现为水色的异常变化,如赤潮(海水变赤红色)、青潮(海水变蓝色)等。阿拉伯海的水华现象一般于季风盛期爆发,但是夏冬两季的爆发机制不同:在夏季,西南风盛行,阿拉伯海西侧沿岸出现上升流,海洋次表层的营养物质被输运至海洋表层,为浮游生物提供充足养料从而引起水华现象;前人研究表明,在冬季,海洋冷却和日照减少导致上层海洋混合加剧引起“混合加深”效应,底层营养盐向表层海洋输入,引起水华现象。
研究团队基于2018年“中国-巴基斯坦首次北印度洋联合航次”现场调查结果研究发现,当年冬季水华过程与气旋涡的泵吸和搅拌作用有较大关联。在气旋涡的影响下,海洋的温跃层及混合层呈现明显的抬升,上升流效应加强表层营养物质的供应,并推动阿拉伯海冬季水华的发展。由于此次水华事件对应混合层深度减小,与前人研究的“混合加深”机制有所不同,后者造成的混合层深度更大。
该研究进一步利用海洋-生态耦合模型计算发现,涡旋效应可以导致沿海地区的冬季水华发展成熟,据估计这种涡旋效应可达到“混合加深”效应的两倍。该研究揭示2017-2018年冬季北阿拉伯海水华的发生机制,有助于深入理解海洋动力-生态过程的耦合效应。
研究工作得到由国家自然科学基金、中科院等的资助。
基于“中国-巴基斯坦首次北印度洋联合航次”温盐深仪(ctd)测量与现场采水测样的垂向叶绿素浓度(绿色散点)、海洋温度(填色)的分布图