海洋中的浮游植物可增大西北太平洋副熱帶模態水和中部模態水的潛沉率

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，稱為模態水。混合層于4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密度層的模態水潛沉率增加約5-10%。潛沉率的增加主要是由于側向潛沉增大導致（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。

上述研究成果近期發表于Frontiers in Marine Science上。

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