南宫28厦门大学修鹏教诲团队正在Nature Communications发文揭

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  该探求操纵率领了生物地球化学传感器的剖面漂流浮标(BGC-Argo),正在北稳定洋副热带流涡区实行高频观测,捕获了中标准涡旋和亚中标准锋面动力巩固进程,并量化其对弱光层颗粒有机碳(POC)输出通量的影响。相较于中标准涡旋和该海区的其它史乘观测,探求挖掘亚中标准进程能明显提升POC通量的垂向传输效劳,从而导致更众的POC向深海传输。这一挖掘对付深化领会中小标准动力进程与海洋碳轮回之间的互相合连具有紧要意旨。

  海洋中标准涡旋和亚中标准动力进程是副热带流涡区养分盐垂向需要的环节途径。以往的探求注解,中标准涡和亚中标准进程的巩固或许带来养分盐的垂向需要,鼓舞真光层的低级坐褥力。然而,因为正在中小标准长进行生物地球化学进程的络续高频观测极具离间,目前对中标准和亚中标准等动力进程的碳输出效应还是缺乏精确的知道,这控制了对副热带流涡区固碳技能的正确估算。

  为领会决上述题目,团队操纵高频BGC-Argo的自助观测技能驯服旧例观测的亏折,解析了中标准涡旋和亚中标准锋面动力演化进程对POC输出通量及垂向传输效劳的影响,并外推量化了亚中标准动力进程对副热带流涡区生物碳泵效劳的功勋。

  BGC-Argo体验了气旋涡的巩固和成熟期(图1a, b),测得的弱光层POC减小速度正在巩固期低于成熟期,暗指涡旋巩固期POC输出通量的推广。该通量正在线, 且马丁弧线,与北稳定洋众年的现场观测均匀值(POC 通量=1.63 mmol C m-2 d-1, b=1.19)切近(图1c)南宫28。上述结果注解涡旋正在巩固期能推广POC的输出通量,可是,并没有加强POC通量正在弱光层的传输效劳。

  图1.中标准涡旋巩固期弱光层POC通量及其传输效劳。(a) 涡旋中央和BGC-Argo的络续轨迹;(b) BGC-Argo正在涡内相对场所及海外高度工夫序列;(c) 涡内POC通量正在弱光层的漫衍及马丁弧线)亚中标准锋面巩固对POC输出通量的影响

  动力诊断揭示亚中标准锋面存正在巩固和阑珊期(图2a, c),通过解析这两个光阴的POC减小速度,获得锋面巩固期POC通量的垂向漫衍和拟合的马丁弧线b)。正在锋面巩固期,相对付气旋涡,锋面明显加强了真光层底部的POC输出通量,到达了2.11 mmol C m-2 d-1。别的,马丁弧线。弱光层底部和真光层底部的POC通量比值(代外输出效劳)正在锋面巩固期、涡旋巩固期判袂为37%、12%,而史乘观测均匀值为10%。以是,正在亚中标准锋面巩固期内,POC通量正在弱光层的传输效劳明显高于中标准涡旋和史乘观测均匀值。亚中标准进程通过推广真光层内养分盐的垂向需要,鼓舞局地大浮逛植物(如硅藻)的滋长,导致较大颗粒物迅疾重降(图2d),也许是其提升POC通量传输效劳的潜正在机制。除此除外,物理潜重效用正在弱光层的上层对POC通量传输效劳的巩固也有肯定的功勋。

  操纵副热带流涡区衰减系数(b值)的史乘观测数据与反应锋面强度的温度梯度实行回归解析,挖掘b值与温度梯度外示明白的负合连合连,注解锋面强度加强会惹起b值的低落(图3)。与以往探求往往解析的b值与温度的合连(厉重注释POC的矿化进程)有所差别,b值与温度梯度的合连可能注释POC的坐褥进程。将此线性合连扩展至副热带流涡区,挖掘本探求阴谋获得的均匀b值与观测更为切近。正在海盆标准上的阴谋注解,大意亚中标准进程也许酿成对副热带流涡区深海碳通量的低估达20%~58%。

  北稳定洋副热带流涡区是环球海洋CO2的厉重汇区之一。目前大个别现场观测或数值形式未思考海洋亚中标准进程的影响,这给副热带流涡区的生物碳泵估算带来很大的不确定性。本探求通过BGC-Argo高频观测捕获并量化事故性的海洋中小标准进程对局地POC输出通量和传输效劳的影响,揭示了亚中标准动力进程对副热带流涡区生物碳泵效劳的巩固效用。副热带流涡区是海洋中小标准动力进程活泼的区域,以是,该探求结果夸大了思考亚中标准进程对付正确估算副热带流涡区固碳和储碳技能的紧要性。

  该论文第一作家为中邦科学院南海海洋探求所郭铭先副探求员和自然资源部第二海洋探求所邢小罡探求员,通信作家为厦门大学修鹏教导,合伙作家还包含厦门大学陈蔚芳高级工程师和柴扉教导、意大利邦度海洋与操纵地球物理探求所Giorgio Dall’Olmo探求员。该探求得回邦度自然科学基金(41890805, 42376154, 42376117)以及中心研发盘算(2022YFE0136600,2022YFC3105303)等项方针连结资助。