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本文利用VGPM海洋初级生产力,QuikSCAT海表风场等卫星遥感资料和WOA09营养盐现场实测数据,分析西北阿拉伯海上升流区初级生产力的时空变化特征及其物理机制,估算夏季该上升流区硝酸盐输送量及潜在新生产力。
西北阿拉伯海上升流区初级生产力的季节变化明显。夏季初级生产力普遍较高,最大峰值出现在八月份,阿曼沿岸至海盆中部海域为明显高值区;初级生产力次大峰值出现在冬季的二月份,高值出现在北部海域;季风转换季节初级生产力普遍较低,尤其在春季的四月份,降至全年最低水平。该海区初级生产力时空分布特征与上升流、海表面风场与温度、太阳辐射等因素有关。
年际变化变化方面,该上升流区海洋初级生产力受ENSO影响较大,1997-1998,2002-2003,2004-2005和2006-2007ElNi(n)o年明显偏低,滞后六个月的海洋初级生产力与Ni(n)o-3.4指数的相关性最大(0.6)。ElNi(n)o事件引起西南季风的减弱是导致该区域初级生产力偏低的主要原因。在ElNi(n)o年,赤道中东太平洋异常增暖通过大气桥在热带东南印度洋激发向西传播下沉的Rossby波,使得热带西南印度洋异常增暖。该海温异常一直持续到次年的春夏季并在热带印度洋诱发反对称的风场异常,导致西南季风减弱及阿拉伯海海表温度增暖。西南季风减弱,一方面使得沿岸的Ekman输运、离岸Ekman抽吸和水平平流减弱,抑制了营养盐的垂直输运,阻碍上升流区海初级生产力的积累;另一方面减少了大陆沙尘输送量导致西北阿拉伯海离岸海域初级生产力显著降低。此外,海洋初级生产力自2000年起呈弱下降趋势,可能与近几年欧业大陆雪盖面积增加引起季风减弱有关。
遥感风场数据的估算结果表明,夏季(6-8月)该上升流区(1.01×1012m2)风致沿岸Ekman输运和离岸Ekman抽吸引起的总的海水垂直上升速率约为1.67×107m3/s;假若上升水体初始深度为150m,硝酸盐垂直输送量与潜在新生产力分别为4.09×105mol/s,1.40×1012gC/d;潜在f-比为0.78。该海区的潜在新生产力与地球上其他著名的上升流区量级相当,是全球海洋新生产力的重要组成部分。