您的位置 : 
基于BGC-Argo浮标观测的上层海洋浮游植物对强台风的远场响应
编辑 ：Argo野外站办公室 时间
：2021-04-28 08:34:20 访问次数 ：
近日，野外站副站长邢小罡副研究员与厦门大学王海黎教授课题组合作在国际期刊Frontiers in Marine Science上发表论文“Far-Field Impacts of a Super Typhoon on Upper Ocean Phytoplankton Dynamics”，该研究利用投放在南海海盆的一套BGC-Argo浮标观测数据，分析了台风对于浮游植物垂向分布影响的远场效应。
台风是发生在热带/副热带海洋上空的强烈天气活动，对上层海洋物理和生态过程有着重要影响。台风过后，表层叶绿素浓度通常出现增长现象，目前的研究主要关注浮游植物响应最大的台风路径或右侧区域，而对于那些远离台风路径尤其是左侧区域的浮游植物增长机制缺乏相关研究与认识。此外，台风经过时天气和海况都比较恶劣，目前研究基本都基于遥感观测分析台风过境几天后表层浮游植物增长，缺少对台风过境时的实时观测。BGC-Argo浮标具有全天候观测、不受恶劣天气影响、高垂向与时间分辨率的优势，非常适合台风过境前后观测。
2014年的超强台风威马逊（Rammasun）于7月16-18日经过南海海盆，在其路径左侧200 km位置布放的一套BGC-Argo浮标观测到了上层海洋浮游植物对台风的远场响应（图1）。观测结果显示，台风引起了表层浮游植物两个阶段的增长，但是150 m内总量却没有明显变化（图2）。第一个阶段发生在台风经过南海期间，其机制为台风向海洋输入了大量能量，增大了次表层湍流混合，改变了浮游植物的垂直分布，导致上层浮游植物增加而下层降低。第二个阶段发生在台风过后，其机制为上层海洋对台风的绝热准地转响应。台风过后，路径下的温跃层会逐渐降低，而远离路径的远场区域温跃层则会逐渐抬升，这一斜压调整过程将次表层浮游植物带到了海洋上层。在台风影响的远场区域，表层生物量增加都源于引起浮游植物垂直再分布的物理过程，而并非营养盐得到有效补充促进浮游植物生长的生态过程。该研究为上层海洋的物理和生态过程对台风的响应提供了新见解，同时也证明了BGC-Argo浮标在台风过程观测中具有巨大的优势。
台风是发生在热带/副热带海洋上空的强烈天气活动，对上层海洋物理和生态过程有着重要影响。台风过后，表层叶绿素浓度通常出现增长现象，目前的研究主要关注浮游植物响应最大的台风路径或右侧区域，而对于那些远离台风路径尤其是左侧区域的浮游植物增长机制缺乏相关研究与认识。此外，台风经过时天气和海况都比较恶劣，目前研究基本都基于遥感观测分析台风过境几天后表层浮游植物增长，缺少对台风过境时的实时观测。BGC-Argo浮标具有全天候观测、不受恶劣天气影响、高垂向与时间分辨率的优势，非常适合台风过境前后观测。
2014年的超强台风威马逊（Rammasun）于7月16-18日经过南海海盆，在其路径左侧200 km位置布放的一套BGC-Argo浮标观测到了上层海洋浮游植物对台风的远场响应（图1）。观测结果显示，台风引起了表层浮游植物两个阶段的增长，但是150 m内总量却没有明显变化（图2）。第一个阶段发生在台风经过南海期间，其机制为台风向海洋输入了大量能量，增大了次表层湍流混合，改变了浮游植物的垂直分布，导致上层浮游植物增加而下层降低。第二个阶段发生在台风过后，其机制为上层海洋对台风的绝热准地转响应。台风过后，路径下的温跃层会逐渐降低，而远离路径的远场区域温跃层则会逐渐抬升，这一斜压调整过程将次表层浮游植物带到了海洋上层。在台风影响的远场区域，表层生物量增加都源于引起浮游植物垂直再分布的物理过程，而并非营养盐得到有效补充促进浮游植物生长的生态过程。该研究为上层海洋的物理和生态过程对台风的响应提供了新见解，同时也证明了BGC-Argo浮标在台风过程观测中具有巨大的优势。
图1. 2014年7月17日0时（UTC）南海风场分布。黑线为超强台风威马逊（Rammasun）的移动路径，黑色圆圈代表每天0、6、12、18时的台风中心位置，其中红色五角星为BGC-Argo浮标所在位置。
图2. (a) 浮标观测的浮游植物叶绿素浓度垂直分布的时间序列。黑色、白色、蓝色实线分别为混合层深度、位密σ0为23 kg m-3对应的深度、叶绿素次表层最大值（DCM）深度；黑色虚线为台风经过期间。(b) 台风前（7月14-15日）、台风经过时（7月16-17日）、台风后（7月19-23日）叶绿素浓度时间平均的垂直分布。
论文信息：Qiu, G., Xing, X., Chai, F., Yan, X.-H., Liu, Z., & Wang, H. (2021). Far-Field Impacts of a Super Typhoon on Upper Ocean Phytoplankton Dynamics. Frontiers in Marine Science, 8, 643608. Doi: 10.3389/fmars.2021.643608.
