北太平洋大气沉降的时空特征及其对副极区海洋生态系统的影响

北太平洋副极地海区作为全球海洋三个高营养盐低叶绿素(high nutrient and low chlorophyll, HNLC)海区之一,其浮游植物生长受到微量元素铁的限制。对于开阔大洋,大气沉降是海洋表层铁的一个重要来源,铁元素沉降进入海洋后能够促进浮游植物生长,进而引起海洋初级生产力和生物泵的响应。本文利用SPRINTARS(Spectral Radiation-Transport Model for Aerosol Species)模式的时长为20a的日均大气沉降数据,对北太平洋海区大气沉降的时空特征进行了分析。结果表明,进入北太平洋海区的大气沉降量为26.81Tg·a–1,并且存在显著的季节变化:春季最高,冬季最低,5月份进入海洋的沉降量达到峰值。大气沉降主要来源于陆地区域,在风场的驱动下向海洋传输,因此大气沉降量的空间分布呈现出西高东低的特征。本文以2010年8月中旬卫星观测到的一次强沙尘(即高大气沉降量)事件为例,研究了大气沙尘的传播路径。进一步结合2001年4月9-12日及2008年4月20-22日的沙尘事件,分析了西北太平洋K2站位(47°N,160°E)附近海域海洋初级生产力对大气沉降--沙尘事件的响应。结果表明,三次沙尘事件后, K2站位的颗粒有机碳通量、叶绿素浓度均有明显增加,即沙尘事件对北太平洋副极区海洋初级生产力存在促进作用。