台风扰动对海洋新生产力增强效应的全遥感定量模拟研究

台风扰动对于增强海洋新生产力的贡献大小，至今仍存在较大争议。准确定量台风扰动对海洋新生产力的贡献对于深入理解台风的生态效应具有重要意义。本项目拟采用卫星遥感和现场观测相结合的方法，针对台风扰动对海洋新生产力的贡献进行定量分析。重点开展：（1）台风过境时深层营养盐注入真光层的动力过程及其扰动效应，（2）台风扰动后真光层水柱内浮游植物生物量的变化，（3）浮游植物群落组成和功能群变化的研究；及（4）完成对台风扰动后增加新生产力的数量估算，并建立全遥感定量反演模型。该定量遥感方法不仅可以大面积、客观地获取台风过境期间现场的生物物理-水文参量，而且可以克服现场取样难的问题，实现模型参数全部由遥感数据提取。通过本项目的研究，能够深入了解台风扰动促进新生产力形成的主要因素及其发展过程。在此基础上，建立南海北部海区新生产力全遥感定量模型，为准确预测台风等海面动力过程对海洋生态系统的影响提供技术依据。

为深入研究台风扰动对于海洋新生产力增强的贡献，我们从如下几个方面展开研究：（1）系统分析了2000-2009年10年间79个影响南海区域的台风，分析这些台风对南海营养盐和浮游植物的影响。分析发现只有54%的台风过境之后能够引起浮游植物的水华。通过模型模拟发现，营养盐浓度是控制浮游植物水华生消的最重要因子；台风强度、移动速度等物理因子通过调节营养盐浓度来控制浮游植物的生长。（2）比较了两个相似台风引起的不同水华的案例。通过卫星遥感、模型摸拟相结合，分析认为台风之前存在的冷涡对台风之后的水华影响较大。利用 MODIS数据, 分析了慢速移动的2010年强台风“鲶鱼”对中国南海北部海表面温度、海表面叶绿素 a 浓度、初级生产力和渔业资源的影响。结果表明台风“鲶鱼”极大的提高了研究区域的初级生产力，并引起的当地渔业资源10.1万吨的增量。（3）结合航次实测和卫星遥感数据，发现台风过境前低盐、强碳汇海域，在台风过境后变为高盐、弱碳源海域，且海气二氧化碳交换增强，海洋溶解氧浓度增加。（4）分析浮游植物对异常海洋环境的响应。发现溢油污染过后叶绿素浓度呈下降趋势，但在溢油事件的10个月后，在溢油污染区域附近发生一次较大范围的浮游植物水华事件。在排除沿岸悬浮泥沙、可溶性有机物质对海色遥感数据的可能影响及沙尘等气候因素的影响后，我们认为这次水华事件都是由之前的溢油事件引起。（5）航次测量的南海表层营养盐数据，并结合历史航次获得的营养盐数据，和卫星遥感的SST数据，构建南海营养盐浓度反演的经验模型。（6）运用耦合的太平洋海盆尺度的物理生态模型（ROMS－CoSINE）模拟台风期间营养盐的垂向输运过程。从模拟结果可以看到台风过境后，营养盐被明显抬升，然后逐渐降下去的过程。（7）及时引入高分辨率的海温数据，开发了375米分辨率的海温产品的遥感提取算法。提高营养盐反演的空间分辨率。该项目发表SCI收录论文3篇，国内核心期刊1篇，在国际学术会议做口头报告3次。协助指导2名研究生。研究结果有助于定量描述台风扰动对新生产力的贡献。