碳化学研究团队在对台风后海水二氧化碳的变化机制研究中获得重要认识 - 科研动态 - 自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室

碳化学研究团队在对台风后海水二氧化碳的变化机制研究中获得重要认识

编辑:admin 时间:2022-03-28 17:11:39 访问次数:

近日,我室碳化学研究团队在海洋学主流期刊《Continental Shelf Research》上发表了题为“Moderate CO2 sink due to phytoplankton bloom following a typhoon passage over the East China Sea”的研究论文。论文的第一作者为于培松副研究员。

台风过程可以在短期内急剧改变大气和海洋环境条件,从而影响海洋碳循环和海-气碳交换。之前的研究普遍认为台风造成的海水垂直混合和上升流将深层的高CO2水带到了海洋表层,与台风期间的高风速形成叠加效应,极大地增加了海洋CO2排放。但在另一方面,深层水的上升也会带来大量的营养盐,在台风过后适宜的光线和环境条件下,能够促进浮游植物的生长,从而降低海表pCO2,形成潜在的碳汇区。由于现场观测和采样的困难,目前对于台风后海水CO2的变化机制及其对海-气碳交换的贡献还缺乏足够的认识。

2017年9月,强台风泰利经过东海,随后的几天卫星遥感显示东海海表形成了大面积的高Chla区域,所“长江口与邻近东海多学科长期观测计划 (LORCE)”组织特别航次,对这一现象进行了现场观测。结果表明,相比于周边海水,高Chla水团具有明显低温、高盐、低pCO2的特征,反映出台风造成的垂直混合和上升流改变了东海水体的物理和化学结构。在深层水高营养盐的供给下,海表形成了生物旺发,叶绿素a和初级生产力显著升高,且持续至少8天时间。海表pCO2的变化受深层水高CO2上升和生物作用的共同影响,两者效应相反,结果是强烈的生物活动占据优势,显著降低了海表pCO2。进一步结合现场观测和遥感数据,发现生物作用改变了东海局地碳源汇状态,将原本接近海-气CO2平衡的东海外陆架转变为中等强度的大气CO2碳汇区,8天时间里海洋生物作用吸收的碳可以抵消掉28%台风经过时海洋排放的碳。这一结果极大地挑战了现有对东海海域碳源汇格局的认识,台风过程诱发的生物效应在评估台风对海-气碳通量的影响时扮演重要角色,需要进一步深入研究来揭示台风全过程对海-气碳通量的贡献及其背后的作用机制。

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图 台风过后东海形成大面积的高ChlapCO2区域并成为大气碳汇

 

Peisong Yu, Xufeng Yang, Bin Wang, et al., 2022. Moderate CO2 sink due to phytoplankton bloom following a typhoon passage over the East China Sea. Continental Shelf Research. DOI: 10.1016/j.csr.2022.104696 PDF下载