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颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)是海洋生物地球化学过程的重要组成部分,随着光学技术和遥感手段的进步,在不同时空尺度下监测POC取得很大突破。本文以2011年国家自然科学基金委南海共享航次现场光学数据为基础,探索适用于南海POC反演的海色卫星遥感算法,将算法应用到卫SeaWifs遥感反射比Rrs(λ)数据,得到南海月平均POC,并分析其在季节和年际时间尺度上的时空变化特征。 首先,依据现场观测遥感反射比Rrs(λ)和POC,用多种方法来估算南海表层POC浓度。本文比较了单波段经验算法,双波段蓝绿遥感比值法以及两步算法(先由Rrs(λ)计算后向散射系数bbp,再建立POC同bbp的关系)。通过比较发现,POC和Rrs(490)/Rrs(555)经验关系算法相关性最高,均方根误差最小,本文选择该算法计算南海POC。 接着,选择南海北部陆架区、珠江口、吕宋岛西北部、中央海盆4个典型海区,分析其POC季节变化特征和主要影响因素。北部陆架区为典型的夏季上升流区域,该区域水深很浅,在较强的冬季季风影响下垂直混合剧烈,将底层的颗粒物和营养盐带到上层,因此POC含量很高,在夏季盛行西南季风,导致沿岸上升流,同样会导致POC增加,但是幅度很弱。珠江口区域受淡水河流输入影响显著,和陆架区相似,冬季季风引起的混合使POC出现高值,夏季虽然有西南季风作用形成的上升流,但更主要是受高营养盐径流输入影响,亦出现和冬季相似的高值。在吕宋岛西侧区域,冬季会出现浮游植物藻华,冬季冷涡导致温跃层较浅,在这种背景下风引起的抽吸效率会很高,促进营养盐和颗粒物向上输运,在夏季暖涡温跃层很厚抑制了底层营养盐和颗粒物向上输送,减弱了风速引起的抽吸效率。在南海中央海盆处,该区域受季风、黑潮入侵等影响较小,可以看作是南海的背景场,该区域海平面变化同风场相关性很弱,海表面的变化可能不是由局地风场引起的,冷、暖涡对POC有促进或减弱作用,风场会改变POC含量,同样的风速在暖涡区域引起的POC变化要小于冷涡区域,由于该区域海平面和风季节变化不像其他区域那么大,因此POC的变化也不是很大。 最后,选择中央海盆区域分析南海POC年际尺度上的时间变化特征。中央海盆POC为南海最低区域,其变化受季风、河口陆源输入、上升流、黑潮入侵等物理过程影响较小,其POC年际变化主要归因于西太平洋边缘海的气候震荡,本文分析了POC异常、风速异常、海平面异常同MEI(多维ENSO指数)的关系,发现POC在El-Nino和La-Nina下没有明显的差别,都随ENSO程度增大减小,并分析了其可能的原因是温跃层和风场的共同作用。