论文部分内容阅读
本文利用水色遥感数据及其他观测资料并结合海洋模式数据，研究了热带西印度洋主要上升流区浮游植物水华的动力机制及其对气候模态ENSO/IOD的响应。主要结论如下： 赤道西印度洋表层叶绿素(Chla)具有显著的季节变化，水华发生在夏、冬季节，其中夏季水华范围最大，持续时间最长。夏季风爆发时，跨赤道风场在赤道西南印度洋产生上升流，温跃层和营养盐跃层抬升，表层营养盐增加进而触发水华产生。随季风发展，风场增强使混合层加深，卷夹过程有利于更多的营养盐进入表层，水华增强。与南部流涡有关的平流过程是令水华发生在更大海域的重要原因。 冬季赤道西印度洋浮游植物水华出现在赤道附近。气候态上赤道西印度洋水华大值中心与SST冷却中心、次表层营养盐中心不一致，说明赤道上的水华需要更强的海洋过程触发或者维持。冬季浮游植物水华受MJO影响显著，MJO事件促使强水华产生。结合Argo实测数据得到了冬季赤道西印度洋水华产生的物理机制:赤道海区，与MJO相关的强劲东北风在赤道附近明显辐散，引起强上升流，使得底层营养盐向表层输送，促使赤道水华产生。赤道以北海区，风场搅拌作用使得混合层加深，卷夹过程带来的营养盐是水华产生主要原因。 热带西印度洋表层Chla除了具有强季节变化外，亦有明显空间差异。夏季，阿曼上升流区初级生产力远远高于索马里上升流区，尽管两上升流区表层硝酸盐浓度相当。利用高分辨率卫星风场数据及硝酸盐观测数据我们估算了阿曼和索马里上升流区营养盐输送量和潜在的新生产力。输送到真光层的硝酸盐通量主要受沿岸的Ekman输送，地转输送及离岸的Ekman抽吸的影响。地转流影响了两海区上升流的强度和纬向分布。估算结果显示:索马里上升流区营养盐输送量与阿曼上升流区相当，但其潜在f-比（潜在新生产力与卫星估算的初级生产力比值）为阿曼上升流区的2倍，说明该海区浮游植物生长受其他大量元素的限制（例如硅）。相关分析显示阿曼上升流区大气沉降与海洋初级生产力有很好的耦合关系。夏季高沙尘输入量可能是造成阿曼和索马里上升流区初级生产力空间差异的重要因素。 热带西印度洋表层Chla具有明显年际变化特征。热带西南印度洋Chla年际变化主要受与ENSO相关的Rossby波影响。El Ni(n)o(La Ni(n)a)事件成熟期，热带东南印度洋反气旋式（气旋式）环流强迫产生下沉（上升）的Rossby波，向西传播过程中影响热带西南印度洋处的温跃层和上升流，进而对浮游植物的生长产生影响。2010/2011年是强La Ni(n)a和负IOD同时发生的年份，水华强度是1998/1999年的两倍。2011年澳大利亚西北部暖海温出现，以及水华发生前较浅的温跃层是导致2010/2011年水华强度比1998/1999年强的原因。ENSO正负事件对热带南印度洋Chla影响海域差别很大，热带南印度洋气候态层结决定热带西南印度洋对El Ni(n)o响应更敏感，印度洋海盆模态也会维持该海区Chla减少;La Ni(n)a导致热带南印度洋中部偏东海区Chla浓度增加。