科研成果
南海溶解有机碳的跨海峡与跨陆坡输送
时间：2023年01月07日
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近期，卫星海洋环境动力学国家重点实验室硕士研究生郑一灵在期刊Progress in Oceanography上在线发表了题为“Modeling dissolved organic carbon exchange across major straits and shelf breaks in the South China Sea”的研究论文。定量评估了南海溶解有机碳的跨海峡和跨陆坡输送通量及其动力机制。论文通讯作者为该实验室马文涛副研究员和中科院南海所修鹏研究员
溶解有机碳（DOC）作为海洋中最大的有机碳库，从西太向南海输送的DOC对南海碳循环和生物地球化学过程会产生影响。另外，跨大陆坡交换也是影响南海DOC分布的另一重要因素。目前对DOC的跨海峡和陆坡输送通量及其季节变化的研究还比较有限。
本研究中，作者利用海洋物理生态耦合数值模式ROMS-CoSiNE定量评估了南海四个主要海峡和跨陆坡的DOC水平输送，以及750米和2400米的垂直输送通量。吕宋海峡的年平均DOC输运表现为明显的三层结构：上层和下层向西输运，中层向东输运。台湾海峡以北向输运为主，卡里马塔海峡以南向输运为主，民都洛海峡的输运为从南海向苏禄海方向。总体上，DOC从吕宋海峡流入，从而其他三个海峡流出，通量大致平衡。但活性溶解有机碳的流出通量大于流入通量。陆架高生产力补充了亏损的活性溶解有机碳。北段和西段的跨陆坡DOC输运朝向大陆架方向，南段则由海盆向近海方向（图1）。
图1 上层（0-750米），中层（750-2400米）和下层（>2400米）的DOC水平输运及750米和2400米深度的垂直DOC输运（红色箭头，单位：Tg C yr-1）。
进一步分析显示南海主要海峡的DOC输运季节变化主要受季风控制。在夏季西南季风期间，DOC水平输运在吕宋海峡向东，在台湾海峡和卡里马塔海峡向北，并在东北季风期间改变方向。民都洛海峡的DOC输运的季节性变化较小（图2）。南海跨陆坡的DOC输运则是地转或准地转平衡的结果，200米等深线处的输送受局地风影响，由Ekman输运和沿等深线的压力梯度共同作用（图3）。
图2 主要海峡气候态风矢量和200米以浅DOC水平输运通量。通量正值表示流入海盆。
图3（a-c）气候风矢量，（d-f）Ekman输运，（g-i）海平面高度梯度，
（j-l）跨200米等深线DOC输运。通量正值表示流入海盆。
本项研究提供了南海与其邻近海域之间DOC交换的季节性收支情况，有助于更好地评估南海的碳循环。论文得到南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）自主科研项目（SML2020SP008），基金委面上和基础科学中心项目（41890805, 42188102, 41876123），重点研发计划（2022YFE0136600）以及东海实验室开放课题（DH-2022KF0207）等课题联合资助。
引用：
Zheng, Y., Ma, W., Wang, Y., Liu, Z., & Xiu, P. (2023). Modeling dissolved organic carbon exchange across major straits and shelf breaks in the South China Sea. Progress in Oceanography, 210, 102928. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661122001872
