长江口及其邻近海域悬浮颗粒物浓度和粒径的时空变化特征

长江口是典型的高浊度河口,长江口及其邻近海域悬浮颗粒物(suspended particulate matter,SPM)浓度跨度大,泥沙过程活跃、复杂。2015年7月9-20日(洪季)和2016年3月7-19日(枯季),使用OBS和LISST分别测定了该区域99个和89个站位的SPM浊度、光衰减系数、总体积浓度、平均粒径和粒径谱等参数;同时通过现场过滤测定了各站位表、中、底3层的SPM质量浓度以及典型站位SPM中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的!13C、颗粒氮(particulate nitrogen,PN)的!15 N以及POC/PN摩尔比值。结果表明,浊度、光衰减系数、总体积浓度等3个参数均与SPM质量浓度显示出了显著的正相关关系。研究区域SPM平均粒径一般表层大于底层、枯季大于洪季;长江淡水端元输出的SPM粒径枯季也明显大于洪季。具有相似粒径谱特征的SPM可以通过测定!13C和!15 N值来进一步区分其来源和组成。SPM质量浓度和总体积浓度等参数结合还可以计算SPM有效密度,用以了解研究区域SPM的沉降过程。结果表明两个季节SPM有效密度和粒径之间显示出了显著的负相关关系,说明枯季长江输出的SPM由于粒径大、密度小、沉降速度低,加之强烈的垂直混合和口门拦门沙附近的再悬浮,随着环流可能到达研究区域北部的最东端;而洪季长江输出的SPM由于粒径小、密度大、沉降速度高,在口门附近快速沉降。