沙尘暴不但具有影响气候、环境和人体健康这种直接效应,而且具有重要的间接气候和环境效应。特别是,沙尘粒子所携带的铁等营养物质沉降到海洋之后,将对海洋生态和环境造成重要影响。它会促进浮游植物生长和海洋初级生产力;而初级生产力的变化,则会引起海-气CO2 等重要辐射活性气体交换量的变化,反过来影响气候变化。本项目的主要目标是,利用多年沙尘和赤潮频数、多元卫星遥感的沙尘气溶胶和水色(包括叶绿素a浓度、海温、光合有效辐射等)资料,以及我们在重大基金SOLAS项目中构建的海洋初级生产力反演模式估算的初级生产力,定量地研究十多年来黄海的水色和浮游植物生长对沙尘输入的响应情况,并了解此响应的可能机制。该项研究对认识沙尘沉降、海洋与气候变化的关系具有重要的学术理论意义和实际意义。项目涉及大气和海洋生物地球化学学科领域,因此,对于多学科的交叉研究也有重要的科学意义。
Asian dust;chlorophyll;primary production;correlation;the Yellow Sea
研究表明沙尘粒子所携带的铁等营养物质沉降到海洋之后,将对海洋生态和环境造成重要影响。它会促进浮游植物生长和海洋初级生产力;而初级生产力的变化,则会引起海-气CO2 等重要辐射活性气体交换量的变化,反过来影响气候变化。然而,目前大多研究都是针对大洋,近海特别是中国近海的情况几乎为空白。本项目正是在此背景下提出申请的。本项目的主要研究内容和研究目标是,利用多年沙尘和藻华频数、多元卫星遥感的沙尘气溶胶和水色(包括叶绿素a 浓度、海温、光合有效辐射等)资料,以及我们在重大基金SOLAS 项目中构建的海洋初级生产力反演模式估算的初级生产力,定量地研究十多年来黄海的水色和浮游植物生长对沙尘输入的响应情况,并了解此响应的可能机制。研究结果表明南黄海的叶绿素a浓度和初级生产力与强和特强沙尘暴发生频率显著正相关,中国近海藻华发生次数同气溶胶指数≥2的年平均发生天数也显著正相关。22次入南黄海的沙尘事件中16次沙尘过境1–21天后,引起了叶绿素a浓度和初级生产力的增加,并出现藻华事件。多元线性回归分析表明,光和气溶胶指数能解释南黄海初级生产力的长期变化,这说明大气沉降对其初级生产力有着至关重要的作用。此外,从低空(<3 km)输送到黄海的沙尘事件引起藻华发生而从高空(>5 km)输送的沙尘粒子却没有。该项研究对认识沙尘沉降、海洋与气候变化的关系具有重要的学术理论意义和实际意义。项目涉及大气和海洋生物地球化学学科领域,因此,对于多学科的交叉研究也有重要的科学意义。