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风和涡旋相互作用引起海南岛东部沿岸上升流区的浮游植物爆发

胡启伟   2020-11-09

      近日,我室和上海交通大学联合培养博士生胡启伟与陈小燕等人合作在国际期刊《Journal of Marine Systems》发表论文——风和涡旋的相互作用引起海南岛东部沿岸上升流区浮游植物爆发。风和中尺度涡作为影响上层海洋的主要动力过程,能够引起浮游植物的响应。文章通过时空分析揭示了在海南岛沿岸上升流系统中由风-涡相互作用触发的浮游植物异常爆发,这为理解南海浮游植物的时空变化提供了新的视角。

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图1. 2018年5月-6月浮游植物叶绿素a浓度分布图。白色箭头表示地转流速异常。

      沿岸上升流引起的高叶绿素a浓度通常被限制在狭窄区域。然而,文章利用2018年5-6月卫星遥感叶绿素a数据捕获到了海南岛沿岸上升流区域异常的浮游植物爆发:2018年6月在海南岛以东的上升流区域中出现约有90 km宽,400 km长的浮游植物爆发区域并且该现象持续了16天左右(图1)。沿岸上升流为浮游植物的生长提供了营养物质,南海西边界流和反气旋涡的相互作用引起的水平平流为浮游植物的长距离输运提供了动力背景(图2,3)。此外,海南岛东部沿岸上升流区的盐度由于受到沿岸径流和局地降水的影响而变化较大,这表明相对较低盐度的海水为维持该区域浮游植物的生长提供了适宜的环境(图2, 矩形A区域)。研究还发现,由南海西边界流引起的北向输运和风-涡相互作用引起的强垂向混合,产生的连续高盐度水,抑制了浮游植物的生长并阻碍了浮游植物的水平运输(图2d,3)。上述研究丰富了人们对南海上升流区浮游植物时空变化背后机理的认知,为理解上升流区域生态动力过程提供了参考。
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图2(a)剖面图位置(红色矩形),(b)2018年6月18-30日平均叶绿素a浓度(白色箭头表示地转速度异常),海南岛东部(c)温度和(d)盐度垂直剖面图(剖面位置见(a)中的红色矩形)。
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图3. 海南岛东部沿岸上升流区域浮游植物爆发及其输运机制概念图

论文引用:Hu, Q.; Chen, X. *; Huang, W.; Zhou, F. Phytoplankton bloom triggered by eddy-wind interaction in the upwelling region east of Hainan Island. J Marine Syst. 2020,10; https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2020.103470.