2019年印度洋偶极子对赤道东印度洋生物化学过程的影响
作者:sio
时间:2023年01月09日
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        近日,自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统动力学重点实验室(MED)海洋生物地球化学团队在地球科学期刊《Geophysical Research Letters》在线发表了题为“Robust Subsurface Biological Response during the Decaying Stage of an Extreme Indian Ocean Dipole in 2019”的研究论文,报道了2019年印度洋偶极子对赤道东印度洋生物化学过程的影响。该论文第一作者为我所李宏亮副研究员,陈建芳研究员为通讯作者,合作作者包括海洋二所周锋研究员和寿鹿副研究员团队,海洋一所王保栋研究员、张学雷研究员和刘琳研究员团队。
       印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)事件是热带印度洋主要的海-气耦合现象之一,对全球气候具有重要的影响。有研究表明,赤道东印度洋(EIO)的初级生产力在正相位IOD(p-IOD)事件期间显著提高。然而,这些生态响应的进展主要基于卫星遥感观测和模式模拟结果,现场的原位观测,尤其是次表层营养盐供应与生态响应的机制研究仍然十分缺乏。

 

图1 2019年p-IOD(a)和2017年正常年份(b)的观测站位及背景温度场和风场;

(c)为高分辨的多参数生化传感器观测系统


       针对这个问题,研究团队依托“全球变化与海气相互作用专项”,于2019年冬季(超强p-IOD衰退期)利用一套集成了多参数生化传感器的观测系统,获取了赤道东印度洋上层水体高分辨率的生化剖面数据(图1)。通过与2017年同期(正常年份)的现场观测数据进行对比研究,发现p-IOD期间,持续增强的东风作用下,温跃层与营养盐跃层抬升至真光层上部。与此同时,由于相向运动的赤道表层流和潜流间的剪切作用,增强了次表层的湍流混合与营养盐向上的扩散通量。因此,p-IOD期间营养盐跃层抬升与营养盐湍流扩散通量增强的叠加作用,刺激了赤道东印度洋次表层浮游生物旺发,次表层Chl-a极大值显著增高,水柱积分的Chl-a浓度可达正常年份的2倍(图2)。
 
图2 赤道东印度洋在p-IOD(a)和正常年份(b)期间,次表层生物地球化学响应概念图

       本研究得到了“全球变化与海气相互作用专项(II期)”(GASI-04-HYST-01, GASI-01-EIND-STwin)、国家自然科学基金(42176039, 42176148, 42076134, 41876028)、海洋二所专项(JZ2001)、中国大洋矿产资源研究开发协会(DY135-E2-4-03)、山东省泰山学者计划(tsqn201909165, 20190963)等共同资助。

引用

Li, H., Zhang, J., Wang, X., Zhu, Y., Liu, L., Wang, B., Zhang, X., Wei, Q., Ding, R., Xuan, J., Shou, L., Zhou, F., &Chen, J. (2022). Robust subsurface biological response during the decaying stage of an extreme Indian Ocean Dipole in 2019. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL099721. https://doi.org/10.1029/2022GL099721