长江口外超额无机碳的季节变化及其秋季释放对东海北部海-气CO2通量的影响

长江口外季节性缺氧区在夏季蓄积大量超额无机碳，富含超额无机碳的次表层水在秋季由于大风、降温等天气过程而与上层水体混合，造成东海北部海域在秋季成为大气CO2的源。这一过程以往没有受到足够的重视，甚至被忽视。本研究拟通过水柱无机碳与溶解氧的耦合分析，在季节-月际尺度上研究超额无机碳的储量、动态变化，及其调控机制，并定量评估该过程对海-气CO2通量的影响。

陆架边缘海往往生产力比较高，在春、夏季大量吸收CO2，所形成的生源颗粒在跃层以下的水体中再矿化，以溶解无机碳的形式蓄积起来，提升次表层水体的CO2分压水平，造成次表层水的短期酸化。这种富含CO2的次表层水在秋季由于大风、降温等天气过程而与上层水体混合，使得局部海域在秋季成为大气CO2的源。本研究针对这一过程，在包含渤海、黄海、东海，以及南海东北部的中国近海海域开展调查研究工作，分析其作用机制，并定量评估该过程对海-气CO2通量的影响。重要结果包括：（1）整编起2005年至2011年在东海和南黄海实施的高时空分辨走航pCO2的数据集，初步结果显示，这两个海域在每年11月份和12月上旬海表pCO2都超过大气平衡水平；（2）利用南海东北部的资料在年季尺度估算了海-气CO2通量，结果表明，12月份的东北季风引起富含CO2的次表层水上涌，使得海表pCO2呈现短期的高值，这种过程主导了该海域全年的海-气CO2交换通量；（3）在北黄海和渤海北部、西北部海域首次报道夏末秋初因耗氧形成的溶解无机碳积累而发生次表层酸化的现象，还在北黄海估算出秋末冬初释放过饱和CO2的时间尺度为100天左右，这表明海水通过海-气交换释放过饱和CO2是一个漫长的过程；（4）系统研究了春季东海北部海域表层碳酸盐体系的调控过程，首次提出并论证了黄海水入侵不利于该海域从大气吸收CO2的观点，并首次揭示东海北部海域春季因初级生产过程使得溶解无机碳下调的效果可以延续到7月份。项目自启动以来课题负责人以第一作者发表标注本课题资助的SCI论文3篇，其中在国际一流学术期刊Biogeosciences上发表2篇，在国内一流学术期刊Chinese Science Bulletin上发表1篇；参与编撰专著《中国区域海洋学——化学海洋学》，执笔其中的“东海CO2与碳化学”和“南海CO2与碳化学”两章；有2名硕士生顺利答辩；还有2篇相关论文投稿于国际著名期刊Journal of Geophysical Research，正在审稿中。