海洋中的浮游植物可增大西北太平洋副熱帶模態(tài)水和中部模態(tài)水的潛沉率

海洋生物-物理過程的交互作用是當前海洋研究的熱點話題，海洋中的浮游植物不僅是被動的受動力過程影響，還可以改變輻射加熱的垂直分布，進而影響海溫、環(huán)流、海水密度和混合層深度等。西北太平洋黑潮延伸體附近的混合層深度在3月份達到最深，形成垂向均一的水體，稱為模態(tài)水?；旌蠈佑?月份迅速變淺，這些垂向均一的水體隨東南向的Sverdrup流潛沉到溫躍層。模態(tài)水能記憶冬季海水特征，可能會在次年冬天重新進入混合層。因此，理解海洋生物對模態(tài)水特征及潛沉率的影響，對海氣相互作用研究具有重要意義。

近期中國科學院大氣物理研究所劉海龍研究員團隊利用LICOM海洋環(huán)流模式試驗，采用兩種不同的短波穿透方案（含有葉綠素和不含葉綠素），研究了葉綠素吸熱對西北太平洋海溫、密度和混合層深度的影響，并分析了其對模態(tài)水特性和潛沉率的影響。西北太平洋30-40°N間的葉綠素濃度在4月份達到最大值。研究表明，葉綠素吸熱可使26.0-26.4 kg m-3密度層的模態(tài)水潛沉率增加約5-10%。潛沉率的增加主要是由于側(cè)向潛沉增大導致（約5-15米/年），垂向輸送的貢獻較小。拉格朗日追蹤粒子路徑表明，側(cè)向潛沉增大不是由于粒子水平方向位置的變化導致，而是由于葉綠素吸熱導致混合層水平梯度增大導致。該研究首次提出了葉綠素吸熱對模態(tài)水潛沉率的影響，為進一步理解海洋生物-物理交互作用奠定了基礎(chǔ)。

上述研究成果近期發(fā)表于Frontiers in Marine Science上。

圖1 左圖為純水試驗的（a）垂向輸送，（b）側(cè)向潛沉，（c）總潛沉率；右圖為葉綠素試驗的（d）垂向輸送，（e）側(cè)向潛沉，（f）總潛沉率。