基于Bio-Argo的大洋一类水体叶绿素a与物理及生态参数的动态变化关系研究

Bio-optical profiling float, named as "Bio-Argo", is a long-term autonomous observation platform designed as a classical Argo float equipped with various marine bio-optical and biogeochemical sensors. Bio-Argo brings a revolutionary promotion for in-situ marine bio-optical and biogeochemical observation technology, especially under the background that traditional measurements are chronically undersampled with insufficient tempo-spatial resolution..The application of Bio-Argo floats has been extremely promising in marine bio-optics and biogeochemistry. This project focuses on the basic biological property, chlorophyll-a concentration, and researches on the dynamics of vertical chlorophyll-a distribution and its dynamic relationships with CDOM and particulate organic carbon (POC). Finally a dynamic model of deep chlorophyll maximum (DCM) depth is expected to be established. The results will further promote the extensive application of Bio-Argo floats, propel the new development of marine bio-optics, and provide the significant cornerstone for the future development of China's self-owned, self-managed and even self-designed Bio-Argo floats. Moreover, this study is also of scientific significance for enhancing the understanding of marine biological processes, biogeochemical cycle processes, physical-biological coupling mechanism and global climate change.

生物光学浮标Bio-Argo是一种通过在Argo浮标上装载各种海洋生物光学与生物地球化学传感器以进行长期剖面测量的海洋自动化观测平台。它为目前的海洋生物光学与生物地球化学现场观测带来了革命性的技术飞跃，解决了传统走航观测数据长期存在的采样过疏与时空分辨率不足的问题。.Bio-Argo浮标在海洋生物光学与生物地球化学领域具有广阔的应用前景。本项目围绕叶绿素a浓度这一基本参量，对叶绿素a浓度的动态变化及其与黄色物质和颗粒有机碳的动态变化关系进行细致的分析与深入的研究，并建立叶绿素次表层极大值深度的动态变化模型。研究结果将有助于进一步深化Bio-Argo浮标的广泛应用、推动海洋生物光学新的发展，为未来我国自主投放、管理以及自主研发生物光学浮标提供重要的研究基础与技术借鉴，对于深入理解海洋生态过程、海洋生物地球化学循环过程、海洋物理与生态过程的耦合机制以及全球气候变化都具有十分重要的科学意义。

生物光学浮标Bio-Argo是一种通过在Argo浮标上装载各种海洋生物光学与生物地球化学传感器以进行长期剖面测量的海洋自动化观测平台。它为目前的海洋生物光学与生物地球化学现场观测带来了革命性的技术飞跃，解决了传统走航观测数据长期存在的采样过疏与时空分辨率不足的问题。..本项目通过法国滨海自由城海洋学实验室提供的多台浮标数据，研究了不同海区叶绿素浓度的垂向分布和季节过程、以及与黄色物质、颗粒物之间的动态变化关系。主要研究成果包括：1）南太平洋贫营养水体的叶绿素垂向分布的季节变化分析，发现其最大值深度与光照强度有很强的相关性，并且指出光适应性在贫营养水体叶绿素垂向分布中的作用；2）贫营养水体的光适应性研究，证明叶绿素浓度受光适应性的影响非常显著，并不能代表真实的浮游植物生物量的季节变化，此外还提出了一种新的光适应方程；3）地中海黄色物质极大值的季节变化过程分析，发现黄色物质和叶绿素在季节尺度上并不存在共变关系，其混合层下的变化过程与生物降解过程有关，季节变化显著滞后于叶绿素，而混合层内的变化则与光化学过程有关；4）完整描述了北大西洋的叶绿素与颗粒物垂向分布的季节变化，对春季藻华的发生机制的研究提供了重要的依据，证明了叶绿素与颗粒物浓度均从冬季开始增长，直到春季出现显著的爆发，临界深度假说并不能很好地解释北大西洋的冬季到春季的整个藻华现象。..本项目研究结果将有助于进一步深化Bio-Argo浮标的广泛应用、推动海洋生物光学新的发展，为未来我国自主投放、管理以及自主研发生物光学浮标提供重要的研究基础与技术借鉴，对于深入理解海洋生态过程、海洋生物地球化学循环过程、海洋物理与生态过程的耦合机制以及全球气候变化都具有十分重要的科学意义。