南海西部亚中尺度过程对浮游植物时空分布的影响

Submesoscale processes are ubiquitous in the upper ocean, however the related study is still at the beginning stage in China. According to the hot topics on the submesoscale processes and their influences on phytoplankton, this proposal is planning to investigate the influence of submesoscale processes on spatial and temporal distribution of phytoplankton in the western South China Sea. The three objectives of this proposal are to: 1) Identify the active areas of submesoscale processes and their forms based on statistical analysis of multiple remote sensing data; 2) Combine field data of biology, physics and chemistry with remote sensing data of ocean color, wind and current to elucidate the distribution of phytoplankton patchiness pattern, the vertical structures of nutrients and phytoplankton biomass in the euphotic zone controlled by submesoscale processes in different seasons; 3) Establish the conceptional model of the influence of submesoscale processes on spatial and temporal distribution of phytoplankton in the western South China Sea. This study will help to better understand the role of submesoscale processes in marine biological processes.

亚中尺度现象是很多海区上层海洋普遍存在的海洋动力过程，但我国对亚中尺度过程的研究尚处于起步阶段。针对亚中尺度动力过程对浮游植物的影响等热点问题，本项目拟对南海西部海域亚中尺度过程及其对浮游植物时空分布的影响展开研究。利用多种卫星遥感手段，进行大范围的统计学分析，阐明南海西部海域亚中尺度现象高发区域、亚中尺度过程表现形式等问题；在此基础之上，利用航次实测生物、物理和化学参数，结合水色传感器数据、遥感风场和海流等数据，进一步揭示不同季节南海西部海域亚中尺度过程对浮游植物斑块分布的调控，以及对真光层内营养盐垂直供给和浮游植物生物量的影响。在此研究的基础上，建立南海西部海域亚中尺度过程对浮游植物时空分布影响机制的概念模型。本项目的研究具有较为重要的科学意义和明显的特色及创新性，预期在海洋生物过程对亚中尺度物理过程响应的相关研究领域可取得一些创新性的研究成果。

亚中尺度现象是很多海区上层海洋普遍存在的海洋动力过程，但我国对亚中尺度过程的研究尚处于起步阶段。针对亚中尺度动力过程对浮游植物的影响等热点问题，本项目对南海西部海域亚中尺度过程及其对浮游植物空间分布的影响展开研究。针对南海西部研究发现在东北季风盛行期间泰国湾口处的舌状离岸藻华现象除了与南海表层环流有关，局地亚中尺度过程是调控海洋藻华爆发的主要因素。基于分析高分辨率的遥感数据，Argo 浮标参数和OFES模式结果显示，藻华平均叶绿素浓度3 mg m-3 左右，是周围海域叶绿素浓度的10倍左右, 海面高度变化呈现梯度变化。在藻华发生的区域，温度变化大，呈现明显的锋面结构，在锋面的左侧和右侧温差达1.7 °C，同期盐度数据也呈现出明显的梯度变化，连续小波分析体现显著的亚中尺度分布特征。 结合物理参数的计算和海洋模式结果可知南海表层环流将南海北部的低温高盐度的水带到南海南部，同时将湄公河口的陆源营养物质输运到泰国湾口，由于此处存在较强的温度锋面结构有利于物质的交换，主要是由于亚中尺度过程通过非线性Ekman抽吸作用产生的较强的垂向速度对营养物质产生补给作用，进而维持季节性海洋藻华的爆发。本项目的研究具有较为重要的科学意义和明显的特色及创新性，在浮游植物空间分布对亚中尺度物理过程响应的相关研究领域取得一定创新性的研究成果。