沙塵傳輸路徑和沉降量對(duì)南黃海葉綠素a濃度的影響?

張莉燕， 王文彩,2??， 羅誠(chéng)漢， 盛立芳,2

(1. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院， 山東 青島 266100； 2. 中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266100)

東亞干旱和半干旱地區(qū)是亞洲沙塵氣溶膠的主要源區(qū), 其中蒙古和中國(guó)西部的塔克拉瑪干沙漠及北部的巴丹吉林沙漠分別占亞洲沙塵排放總量的29%、21%和22%[1]。在春季亞洲強(qiáng)沙塵暴產(chǎn)生的沙塵氣溶膠可在西風(fēng)氣流的作用下到達(dá)中國(guó)沿海、朝鮮半島、日本甚至跨過(guò)太平洋抵達(dá)至美國(guó)[2-5]。沙塵氣溶膠在長(zhǎng)距離運(yùn)輸中不僅可以通過(guò)改變輻射收支平衡及充當(dāng)云凝結(jié)核等影響氣候，其攜帶的化學(xué)組分也會(huì)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)鹽沉降的形式對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生極其重要的影響[6-9]。

黃海是一個(gè)半封閉海域，處于亞洲沙塵源區(qū)的下風(fēng)帶上，是中國(guó)近海中受沙塵影響概率最大的海區(qū)[10]，年平均沉積量為5.2×1012g·m-2[11]。現(xiàn)已有一些學(xué)者通過(guò)不同的研究方法探討了沙塵氣溶膠對(duì)黃海葉綠素a濃度變化的影響。Tan等進(jìn)行多年統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)沙塵事件能引起黃海葉綠素a濃度的變化[12]，并指出青藏地區(qū)、新疆東南部和蒙古戈壁的沙塵與葉綠素a濃度變化相關(guān)程度較高[13]，而且當(dāng)有沙塵事件發(fā)生時(shí)，黃海出現(xiàn)藻華的時(shí)間比無(wú)沙塵事件發(fā)生年早2周左右，沙塵年的葉綠素a濃度峰值也高于非沙塵年[14]。還有學(xué)者通過(guò)個(gè)例分析來(lái)探討沙塵對(duì)黃海葉綠素a濃度的影響。Shi等[15]結(jié)合模式模擬和衛(wèi)星觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沙塵沉降事件發(fā)生后的3～4 d，黃海的浮游植物大量繁殖并發(fā)生了藻華。海洋的營(yíng)養(yǎng)狀況決定著海洋生物活動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)限制類型，黃海南部海域?qū)儆谥械葼I(yíng)養(yǎng)鹽中等葉綠素水平[16]，來(lái)自沙塵的N，F(xiàn)e和P供應(yīng)是引發(fā)黃海藻華的關(guān)鍵因素[17-18]。Liu等[19]最近在南黃海開(kāi)展了船基圍隔培養(yǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)分別添加N、P、Fe三種元素和添加大量的沙塵顆粒都可以有效促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)。

不同沙塵源區(qū)的化學(xué)和礦物組成的不同會(huì)引起沙塵鐵溶解性的差異[20]，且在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中，沙塵有時(shí)會(huì)與途徑地人為污染物和海鹽氣溶膠混合發(fā)生非均相化學(xué)過(guò)程，使沙塵的硝酸鹽增加，P和Fe的溶解度顯著增強(qiáng)，進(jìn)而向海洋供應(yīng)更多的生物可利用營(yíng)養(yǎng)鹽[21-26]。

雖然針對(duì)沙塵與葉綠素a濃度變化相關(guān)性的研究已有很多，但是關(guān)于不同沙塵源區(qū)、傳輸路徑和沙塵沉降量對(duì)葉綠素a濃度變化的影響的系統(tǒng)性研究較少，本文旨在利用衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)和模式模擬結(jié)果，通過(guò)分析2018年3月20日～4月13日期間的四次沙塵沉降過(guò)程來(lái)初步探討南黃海葉綠素對(duì)不同傳輸路徑和濃度的沙塵的響應(yīng)差異。

1 數(shù)據(jù)與方法

黃海東西兩側(cè)分布有30多條河流，河口地區(qū)會(huì)受到陸地河流污染排放的影響，這可能會(huì)使其受沙塵影響的分析變得復(fù)雜[27]。為了減少河流排放的影響，本文根據(jù)Tan等[16]的研究結(jié)果，選擇了遠(yuǎn)離直接污染的南黃海中心(SYC，122.5°E～125°E，33.5°N～36°N)海域作為本文的研究區(qū)域(見(jiàn)圖1)，該海域平均深度約69 m，處于中等營(yíng)養(yǎng)水平[13]。

圖1 南黃海中部(SYC，33.5°N～36°N,122.5°E～125°E)海域的地理位置

通過(guò)Himawari-8衛(wèi)星觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，在2018年3月8日～4月13日這段時(shí)間內(nèi)，有四次沙塵暴通過(guò)不同的傳輸路徑影響了SYC海域。本文使用了Himawari-8衛(wèi)星資料、HYSPLIT和WRF-Chem模式研究了這四次沙塵暴的傳輸路徑，并結(jié)合HYCOM同化的海流數(shù)據(jù)研究了沙塵沉降量對(duì)SYC海域葉綠素a濃度的影響。

1.1 數(shù)據(jù)

Himawari-8衛(wèi)星是日本氣象廳在2014年10月發(fā)射的一顆地球靜止氣象衛(wèi)星，相比于極軌衛(wèi)星，它具有高時(shí)空分辨率的優(yōu)勢(shì)，其觀測(cè)范圍為60°S～60°N，80°E～160°W，空間分辨率為0.5～2 km，時(shí)間分辨率高達(dá)10 min[28]，故可實(shí)現(xiàn)對(duì)SYC海域的長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)觀測(cè)。本文，選用了Himawari-8衛(wèi)星level2的氣溶膠光學(xué)厚度(AOT)、葉綠素a濃度(Chl-a)和光合有效輻射(PAR)這三種數(shù)據(jù)和NOAA提供的空間分辨率為0.5°×0.5°的海表溫度(https://www.esrl.noaa.gov/psd/)來(lái)研究引起南黃海葉綠素a濃度變化的原因。此外，應(yīng)用全球海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)(GOFS3.0)提供的水平方向的海水流速來(lái)分析海流對(duì)氣溶膠沉降海域的影響。

1.2 模式

為了研究不同傳輸路徑的沙塵氣溶膠對(duì)黃海海域葉綠素a濃度的影響，本文使用混合單粒子拉格朗日綜合軌跡(HYSPLIT)模型對(duì)到達(dá)黃海上空的幾次沙塵暴進(jìn)行后向軌跡分析。輸入的氣象數(shù)據(jù)是空間分辨率為2.5°×2.5°的美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)測(cè)中心/國(guó)家大氣研究中心(NCEP/NCAR)的全球再分析資料。

為了評(píng)估沙塵沉降量的大小對(duì)黃海海域葉綠素a濃度的影響，利用WRF-Chem(3.9.1版本)模擬了2018年3月8日～4月13日東亞沙塵的傳輸和沉降過(guò)程，模擬區(qū)域?yàn)?5°E～170°E，25°N～50°N，網(wǎng)格距為25 km，模式將大氣層垂直分為了30層，模頂氣壓為50 hPa，氣象驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的初始和側(cè)邊界條件采用的是NCEP/FNL(Global Final Analysis)再分析資料數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)時(shí)間分辨率為6 h，空間水平分辨率為1°×1°。模式的微物理過(guò)程采用了Morrison方案，長(zhǎng)波輻射和短波輻射選用RRTM方案，行星邊界層方案選擇YSU方案，積云參數(shù)化方案選用Grell方案。沙塵的起沙、傳輸和沉降過(guò)程采用的是GOCART方案[27]。沙塵的沉降考慮了湍流擴(kuò)散和重力沉降，氣溶膠粒子表面的遷移速度vd由公式(1)計(jì)算：

(1)

其中:v是表面熱量和水汽的交換速度;w是濕度;ut是沙塵起沙的臨界風(fēng)速;u10m是10 m高度處的水平風(fēng)速。

對(duì)大顆粒氣溶膠來(lái)說(shuō)，重力沉降起主導(dǎo)作用。利用斯托克斯定律計(jì)算半徑為r的粒子的沉降速度vstk：

(2)

其中:ρp是粒子密度;g是重力加速度;μ是空氣絕對(duì)粘度(1.5×105kg/m/s);CCunn是Cunningham修正，它考慮了空氣壓力和溫度對(duì)粘度的依賴性[30]。

1.3 藻華定義

為了更好地探討沙塵氣溶膠沉降對(duì)葉綠素a濃度的影響，對(duì)SYC海域每日的沙塵沉降量、海表溫度、光合有效輻射和葉綠素a濃度等要素做了時(shí)間平均和空間平均，將SYC上空沙塵通量從極小值逐漸增長(zhǎng)至極大值而后又降低到極小值的變化過(guò)程定義為發(fā)生在SYC海域的一次沙塵沉降事件。根據(jù)Jo等[17]的定義，當(dāng)SYC海域的葉綠素a濃度高于冬季(2015年12月至2019年2月)平均值的兩倍(2.15 mg·m-3)時(shí)視為發(fā)生藻華。

2 結(jié)果與討論

2.1 沙塵事件

圖2是500 hPa風(fēng)場(chǎng)和Himawari-8衛(wèi)星觀測(cè)的氣溶膠光學(xué)厚度。由圖可以看到，在2018年3月20日～4月13日，塔克拉瑪干沙漠東部和蒙古戈壁等沙塵源區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)氣溶膠光學(xué)厚度高值，并在高空氣流的引導(dǎo)下影響了下游的華北平原和SYC等地。WRF-Chem模擬的SYC海域上空沙塵通量的日變化與Himawari-8衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的光學(xué)厚度日變化趨勢(shì)較為一致(見(jiàn)圖3)，由于Himawari-8衛(wèi)星會(huì)受到云的影響而出現(xiàn)缺測(cè)，下文將用模式模擬的沙塵通量和沉降量來(lái)研究沙塵事件。

圖3 2018年3月14日～4月18日WRF-Chem模擬的沙塵通量和Himawari-8衛(wèi)星觀測(cè)的氣溶膠光學(xué)厚度

圖2 2018年3月20日～4月13日500 hPa風(fēng)場(chǎng)和氣溶膠光學(xué)厚度

2.2 沙塵源區(qū)和傳輸路徑

第一次沙塵事件發(fā)生在3月20～27日。圖4是WRF-Chem模擬的該時(shí)段的沙塵通量空間分布圖。由圖可知，3月20日塔克拉瑪干沙漠和蒙古地區(qū)出現(xiàn)了兩個(gè)沙塵通量高值區(qū)，其最大值分別為97和72 mg·kg-1，3月21日沙塵團(tuán)逐漸向東南方向移動(dòng)并沉降，23日沙塵中心從黃土高原移至華北平原，于24日進(jìn)入南黃海，使得該過(guò)程中SYC海域的沙塵通量達(dá)到最大，其值約為14 mg·kg-1，之后隨著沙塵氣團(tuán)的進(jìn)一步東傳和沉降，SYC海域的沙塵通量逐漸減少至4 mg·kg-1。為了進(jìn)一步確定此次過(guò)程中SYC海域沙塵的來(lái)源和傳輸路徑，分析WRF-Chem模擬的SYC海域沙塵通量最高時(shí)刻(3月24日05時(shí))的沙塵垂直分布，發(fā)現(xiàn)此沙塵主要分布在2 km以下，故選取該時(shí)刻0.5，1和2 km高度處的氣流進(jìn)行后向軌跡分析(見(jiàn)圖5(a))，發(fā)現(xiàn)此次SYC的沙塵主要來(lái)源于蒙古戈壁和烏蘭布和沙漠，途經(jīng)黃土高原和華北平原，與圖4中右側(cè)沙塵高值區(qū)的移動(dòng)方向一致。

圖4 WRF-Chem模擬的第一次沙塵事件(3月20～27日)的沙塵通量空間分布圖

((a)為第一次沙塵事件，(b)和(c)為第二次沙塵事件，(d)為第三次沙塵事件，(e)為第四次沙塵事件。 (a) The first dust event； (b) and (c) the second dust event； (d) The third dust event； (e) The fourth dust event. ★為SYC海域中的三個(gè)點(diǎn)，綠線、藍(lán)線、紅線代表不同高度的氣流軌跡。上部為水平運(yùn)動(dòng)，下部為垂直運(yùn)動(dòng)。★ are three points in SYC sea area, green line, blue line and red line represent air flow tracks of different heights. The upper part is horizontal movement and the lower part is vertical movement.)

第二次沙塵事件發(fā)生在3月27日～4月3日(見(jiàn)圖6)。和第一次沙塵過(guò)程一樣，3月27日塔克拉瑪干沙漠和蒙古都有明顯的起沙過(guò)程，與第一次事件不同的是，此次過(guò)程中的部分沙塵傳輸至了東北地區(qū)，3月28日，沙塵擴(kuò)散范圍變小，且東傳至黃海，使得SYC海域的沙塵通量達(dá)到極大值，其值為13.91 mg/kg，29～30日，到達(dá)黃海的沙塵幾乎與沙塵源區(qū)切斷了聯(lián)系，即沙塵源區(qū)不再向黃海輸送沙塵，南黃海的沙塵通量慢慢減小，但兩個(gè)沙塵源區(qū)在持續(xù)起沙，影響范圍也在不斷擴(kuò)大，且向東北方向移動(dòng)，31日少量沙塵被輸送到了SYC海域，沙塵通量增加至14.51 mg·m-3，之后研究區(qū)域的沙塵通量又不斷減少至6 mg·kg-1以下。對(duì)此次沙塵事件中沙塵通量達(dá)到了極大值的28日14時(shí)和31日17時(shí)的SYC海域的沙塵進(jìn)行了后向軌跡追蹤(見(jiàn)圖5(b))，發(fā)現(xiàn)3月28日SYC海域低層的沙塵可追溯到25日18時(shí)的華北平原，而高層的氣流可以追蹤到蒙古和內(nèi)蒙古的戈壁沙漠，也可以在圖4中看到3月25日上述兩地確實(shí)有大量的沙塵氣溶膠，25日蒙古戈壁的沙塵于26日傳輸?shù)近S土高原，27日到達(dá)華北平原，28日進(jìn)入南黃海。從圖5(c)可以看出，3月31日SYC海域的沙塵與28日的是同一個(gè)沙塵團(tuán)，這三天時(shí)間中，此團(tuán)沙塵一直盤旋在黃海上空，3 km處的氣流從內(nèi)蒙古的渾善達(dá)克沙漠和京津冀地區(qū)帶來(lái)了一些沙塵，使得該天的沙塵通量有所增加。

圖6 WRF-Chem模擬的第二次沙塵事件(3月27～4月3日)的沙塵通量空間分布圖

第三次沙塵事件發(fā)生在4月3～7日。此次沙塵影響范圍較廣，全國(guó)大部分地區(qū)均出現(xiàn)了沙塵。如圖7所示，4月3日塔克拉瑪干沙漠和巴丹吉林沙漠開(kāi)始起沙，4月4日沙塵范圍擴(kuò)大并向東北和東南方向移動(dòng)，4月5日沙塵傳輸至黃海，4月6日SYC海域的沙塵通量達(dá)到最大值，其值為19.93 mg·kg-1。為了確認(rèn)到達(dá)SYC海域的沙塵的傳輸路徑，本文對(duì)WRF-Chem模擬的該過(guò)程中沙塵通量最大時(shí)刻(4月6日00時(shí))的沙塵團(tuán)進(jìn)行后向軌跡分析，該時(shí)刻在1 km以下和3.5～5.5 km處均出現(xiàn)了沙塵層，選取0.5，4和5 km三個(gè)高度處的氣團(tuán)做后向軌跡追蹤(見(jiàn)圖5(d))。低層沙塵團(tuán)源于蒙古，向東南方向移動(dòng)，經(jīng)過(guò)烏蘭布和沙漠、庫(kù)布齊沙漠、山西和河北等地進(jìn)入南黃海，高層沙塵團(tuán)源于4月3日擴(kuò)散到青藏高原上的沙塵，向東移動(dòng)，經(jīng)過(guò)黃土高原南部和華北平原南部到達(dá)黃海。

圖7 WRF-Chem模擬的第三次沙塵事件(4月3～7日)的沙塵通量空間分布圖

第四次沙塵事件發(fā)生在4月7～13日(見(jiàn)圖8)。4月7日塔克拉瑪干沙漠開(kāi)始起沙，隨后逐漸擴(kuò)散東傳，4月9日沙塵與第三次事件中殘留在云貴高原和江南丘陵的沙塵團(tuán)匯合東傳，4月10日SYC海域的沙塵通量達(dá)到最大值17.21 mg·kg-1，隨后沙塵先后向東北和東南方向移動(dòng)。該過(guò)程中沙塵通量最大時(shí)刻(4月10日16時(shí))SYC海域的沙塵主要集中在3.5 km以下的大氣中(見(jiàn)圖5(e))。選取1，2和3 km高度處的沙塵團(tuán)進(jìn)行48 h的后向軌跡分析，發(fā)現(xiàn)此次過(guò)程中的不同高度處的沙塵來(lái)源和傳輸路徑均有不同。高層的沙塵源于哈順戈壁和中央戈壁，穿越內(nèi)蒙古中部地區(qū)、黃土高原和華北平原到達(dá)研究海域，而低層的沙塵則源于兩廣丘陵，途經(jīng)江南丘陵和長(zhǎng)江中下游平原到達(dá)SYC海域。

圖8 WRF-Chem模擬的東亞地區(qū)第四次沙塵事件(4月7～13日)的沙塵通量空間分布圖

2.3 海流對(duì)沙塵沉降位置的影響

SYC海域距離陸地較遠(yuǎn)，受徑流水影響較小。為了明確海流對(duì)沙塵氣溶膠沉降海域的影響，本文利用全球海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)(GOFS3.0)提供的海水流速，分析了沙塵沉降期間海流的特征。結(jié)果表明，研究期間該海域表面海流經(jīng)向速度最大值為-0.18 m·s-1(見(jiàn)圖9)，平均速度為-0.01 m·s-1；緯向速度最大值為-0.25 m·s-1，平均速度為-0.02 m·s-1。海流的最大移動(dòng)距離為22.99 km·d-1，而SYC海域面積約為75 625 km2，被海流裹挾的大氣沉降物的移動(dòng)范圍遠(yuǎn)小于研究海域面積，有利于沉降的沙塵滯留在該海域持續(xù)為浮游植物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

圖9 2018年3月8日～4月16日，SYC海域表面經(jīng)向流速(a)和緯向流速(b)的日變化

2.4 沙塵氣溶膠對(duì)葉綠素a濃度的影響

海洋中葉綠素a濃度的變化受到海溫，光合有效輻射和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等的影響。圖10顯示了2018年3月8日～4月16日，SYC海域葉綠素a濃度、沙塵沉降量、海溫和光合有效輻射的日變化。在研究期內(nèi)，葉綠素a濃度在3月30日、4月6日、4月8日和4月15日出現(xiàn)較為明顯的峰值，其值分別為11.60、6.08、2.30和4.38 mg·m-3，達(dá)到了藻華水平。海溫變化范圍在7.42～11.19 ℃，為浮游植物的生長(zhǎng)提供了一個(gè)適宜的溫度，光合有效輻射波動(dòng)較大，在個(gè)別天數(shù)高于500 μm·m-2·s-1，可能會(huì)抑制當(dāng)日浮游植物的生長(zhǎng)。

(橙線為沙塵沉降量，紫線為光合有效輻射，綠線為海表溫度，黑色實(shí)線為葉綠素a濃度，黑色虛線為藻華閾值。Orange line is the sand dust sedimentation, purple line is the photosynthetically active radiation; Green line is the sea surface temperature; Black solid line is the chlorophyll a concentration; Black dotted line is the algal bloom threshold.)

本文將沙塵通量從極小值增加至極大值而后又降到極小值的天數(shù)視為一次沙塵事件在SYC海域的持續(xù)時(shí)間。如圖10所示，沙塵沉降量和葉綠素a濃度均出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)。由于葉綠素a濃度對(duì)沙塵事件的響應(yīng)往往存在著數(shù)天至數(shù)十天的延遲[18]，所以將沙塵干沉降最大值和葉綠素a濃度最大值出現(xiàn)的時(shí)間差視為該事件中葉綠素對(duì)沙塵的響應(yīng)時(shí)間，結(jié)合圖3和10來(lái)研究沙塵事件對(duì)SYC海域葉綠素a濃度的影響。第一次沙塵事件持續(xù)時(shí)間為8天(2018年3月20～27日)，在此期間沉降至SYC海域的沙塵總量為15.79 mg·m-2。3月25日出現(xiàn)該事件中的最大沉降5.74 mg·m-2。葉綠素a濃度在3月30日出現(xiàn)峰值11.6 mg·m-2，響應(yīng)時(shí)間為5 d。第二次沙塵事件歷時(shí)8天(3月27日～4月3日)，SYC海域沙塵沉降量為10.56 mg·m-2。3月29日出現(xiàn)該事件中的最大沉降2.21 mg·m-2，葉綠素a濃度在4月6日出現(xiàn)峰值6.08 mg·m-2，響應(yīng)時(shí)間為8天。第三次沙塵事件歷時(shí)5天(4月3～7日)，SYC海域的沙塵總沉降量為14.05 mg·m-2，最大沉降量出現(xiàn)在4月6日，其值高達(dá)8.05 mg·m-2，葉綠素a濃度在4月8日出現(xiàn)峰值2.30 mg·m-2，響應(yīng)時(shí)間為2天。第四次沙塵事件持續(xù)7天(4月7～13日)，SYC海域的沙塵總沉降量為8.16 mg·m-2，最大沉降量出現(xiàn)在4月8日，其值為2.79 mg·m-2，葉綠素a濃度在4月15日出現(xiàn)峰值4.38 mg·m-2，響應(yīng)時(shí)間為7天。觀察四次事件中沙塵沉降量、沙塵沉降極值和葉綠素a濃度的極值和響應(yīng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)沙塵干沉降極值越大，葉綠素a濃度變化的響應(yīng)時(shí)間越短。在第一、二、四次沙塵事件中，SYC海域的沙塵沉降總量越多，葉綠素a濃度變化越大。第三次沙塵事件中沙塵沉降量?jī)H次于第一次沙塵過(guò)程，然而葉綠素a濃度變化幅度卻是四次事件中最小的，這可能是因?yàn)檫@次事件沙塵攜帶的營(yíng)養(yǎng)鹽較少的緣故。

以往研究表明，沙塵中N、P、Fe等元素的輸入對(duì)浮游植物的生物量和生長(zhǎng)速度具有重要的影響[19,31]。沙塵在從源區(qū)傳到SYC海域，途徑下游工業(yè)污染較強(qiáng)的城市區(qū)時(shí)會(huì)與其他氣溶膠混合發(fā)生老化，增加沙塵氣溶膠中硝酸鹽的含量和P、Fe的溶解度，從而使通過(guò)不同傳輸路徑沉降至SYC海域的沙塵生物可利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生差異[24,26,32]。研究期間發(fā)生的四次沙塵事件均源于蒙古戈壁，傳輸路徑略有不同，有的在西風(fēng)氣流的引導(dǎo)下穿過(guò)黃土高原和華北平原進(jìn)入黃海，有的則是從蒙古途經(jīng)津京冀進(jìn)入黃海，部分經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)江中下游平原。但對(duì)比四次沙塵事件，發(fā)現(xiàn)傳輸路徑對(duì)葉綠素a濃度變化無(wú)顯著影響，這可能是由于四個(gè)過(guò)程的沙塵沉降量差異太大，從而使得通過(guò)不同傳輸路徑到達(dá)SYC海域的沙塵攜帶的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的差異未能顯現(xiàn)出來(lái)。

3 結(jié)語(yǔ)

2018年3月20日～4月13日期間，中國(guó)境內(nèi)發(fā)生了四次沙塵事件。本文利用WRF-Chem和HYSPLIT模式模擬了這四次沙塵事件的傳輸過(guò)程和在SYC的沙塵沉降量。第一次沙塵事件中，沙塵途經(jīng)河套地區(qū)、河南和江蘇北部到達(dá)SYC海域；在第二次沙塵事件中，低層沙塵源于在事件一中3月25日到達(dá)江淮地區(qū)的沙塵團(tuán)，該沙塵團(tuán)先向東南移動(dòng)至江蘇北部，再向東北方向移入SYC海域；在第三次沙塵事件中，沙塵途經(jīng)蒙古、蒙古中部的庫(kù)布齊沙漠、山西北部、天津、渤海等地后進(jìn)入SYC海域；在第四次沙塵事件中，沙塵經(jīng)過(guò)兩廣丘陵、江南丘陵、長(zhǎng)江中下游平原、江蘇北部，最后進(jìn)入SYC海域。

SYC海域葉綠素a濃度的響應(yīng)主要受沉降量的控制，與低層沙塵傳輸路徑相關(guān)性較小。整體而言，SYC海域的單日沙塵沉降量越大，葉綠素變化的響應(yīng)時(shí)間越短；整個(gè)事件期間的沙塵沉降量越多，葉綠素a濃度越高。

本文上述結(jié)論是基于個(gè)例研究得出，在之后的工作中，我們將選取更多的個(gè)例，，結(jié)合出海巡航采樣結(jié)果進(jìn)行更加系統(tǒng)的分析，深入探討沙塵氣溶膠對(duì)黃海海域葉綠素a濃度以及有機(jī)碳含量等的影響。

致謝：本文所用Himawari-8衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)由日本氣象廳提供，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局提供的WRF-Chem模式被用于模擬沙塵事件，HYSPLIT在線模式被用來(lái)繪制后向軌跡，作者對(duì)此表示誠(chéng)摯謝意。