西北太平洋台风对冷涡及叶绿素浓度的影响

【目的】研究2007—2017年间西北太平洋过境冷涡的11个台风导致浮游植物生长和冷涡(CCE)变化现象。【方法】统计并计算出可能影响叶绿素(Chl-a)浓度变化的因素:台风性质(强度、移动速度、强迫时间)、台风前混合层厚度(MLD)、降雨量、海表面温度(SST)、埃克曼抽吸速率(EPV)和两层约化重力模式下的涡动能(EKE),其中EPV和EKE分别代表上升流和湍流混合强弱。【结果与结论】通过线性回归分析发现,除台风强度、SST与Chl-a浓度相关性不显著(P0.05),移动速度Uh、强迫时间、降雨和MLD、EPV、EKE与Chl-a均有显著相关性(P0.05),并建立了冷涡背景条件下的多元线性回归模型:?=0.006-0.038 x_1+0.0257x_2+0.023 8 x_3。浮游植物生长主要取决于上升流和湍流混合对营养盐的输送作用,慢而尺度大台风意味着受台风强迫时间长,足以超过地球自转调整的时间则会引起强上升流(EPV)以及湍流混合输送营养盐,促进Chl-a浓度大幅度增加,强湍流混合同时也需要降雨抑制,避免破坏浮游植物光合作用,台风前CCE区域MLD(25m)与Chl-a呈现出正相关。     

黑潮延伸区气旋式涡旋浮游植物繁殖个例

【目的】研究黑潮延伸体区域内的涡旋活动对浮游植物繁殖的影响。【方法】根据高分辨率的卫星遥感和再分析资料,对李亚诺夫指数(FSLE)、海表面温度(SST)、海表面高度异常(SLA)、叶绿素(Chl-a)浓度进行归一化合成分析,并计算气旋式涡旋内混合层厚度(MLD)以及引起的埃克曼抽吸速率。【结果与结论】黑潮延伸体区域内的气旋式涡旋引起的埃克曼抽吸作用和冬季混合是Chl-a浓度升高的主要驱动机制。周期为44周的涡旋在16～23周(春季)期间Chl-a浓度高于同期背景场,最大Chl-a浓度是周围的3倍。冬季强湍流混合和涡-风导致的埃克曼抽吸作用使得混合层深度加深至由埃克曼抽吸主导营养盐输送的跃层深度,结合涡致埃克曼抽吸,有利于携带跃层内更多的营养盐输送至混合层,配合春季充足的光照条件,则会更进一步促进浮游植物繁殖。长时间的闭合拉格朗日拟序结构,对于维持高浓度Chl-a有一定的作用。