利用多卫星传感器资料研究大气气溶胶对海洋初级生产力的影响机制

Atmospheric environment is highly related to the oceanic environment. Aerosol particles suspended in the atmosphere, can be cruel as well as kind to ocean phytoplankton, which are a vital source of food for marine life. Atmospheric aerosols provide the ocean and resident phytoplankton with nutrients such as nitrogen, phosphorous and iron, while phytoplankton lock up vast amounts of atmospheric carbon, but it could be also under threat from microscopic particles of copper suspended in aerosols. Satellite remote sensing is recognized as the most important and efficient technique for the monitoring of the atmospheric and oceanic environment. There are many operational satellite sensors available now, which can provide us with long-term continuous and global-coverage products such as atmospheric aerosol properties, sea surface temperatures and winds, chlorophyll concentrations and ocean primary productivities. These parameters are essential to our current proposal. We will concentrate on the utilization of 15 years (1997~2012) satellite data from multiple sensors as SeaWiFS, MODIS, MISR and CALIPSO, and chemical composition analysis of in-situ aerosol sampling, to investigate the time-delayed correlation between atmospheric aerosols and ocean primary productivities. This will also help us to understand the input, response and feedback mechanism between atmosphere and ocean globally.

大气环境和海洋生态环境有着密切的关系。悬浮在大气中的气溶胶颗粒物沉降入海，会对海洋浮游植物带来既有"正面"也有"负面"的影响。大气气溶胶可为海洋浮游植物提供氮、磷、铁等营养物质，而海洋浮游植物既是海洋生物的重要食物链，也可以锁定大气中的碳。而气溶胶中的铜元素则对海洋浮游植物有害。卫星遥感被公认为是大气和海洋环境监测最重要、最有效的手段之一，到目前为止，已经发射的具有海洋遥感功能的主要卫星有数十颗，提供了多传感器、长时间序列、全球覆盖的卫星遥感产品资料。这些资料包括大气气溶胶光学性质、海表温度、海面风场、叶绿素浓度、海洋初级生产力等，为本项目的开展奠定了基础。本项目将侧重利用1997~2012年约15年的SeaWiFS、MODIS、MISR、CALIPSO等多传感器卫星遥感资料，结合现场气溶胶化学组分分析，开展大气气溶胶与海洋初级生产力之间的相关性研究。这有助于理解大气和海洋之间的耦合机制。

大气环境和海洋生态环境有着密切的关系。悬浮在大气中的气溶胶颗粒物沉降入海，会对海洋浮游植物带来既有“正面”也有“负面”的影响。大气气溶胶可为海洋浮游植物提供氮、磷、铁等营养物质，而海洋浮游植物既是海洋生物的重要食物链，也可以锁定大气中的碳。卫星遥感被公认为是大气和海洋环境监测最重要、最有效的手段之一，为我们提供了多传感器、长时间序列、全球覆盖的卫星遥感产品资料。这些资料包括大气气溶胶光学性质、海表温度、海面风场、叶绿素浓度、海洋初级生产力等。.本项目利用2003~2014 年约12 年的SeaWiFS、MODIS、MISR、CALIPSO等多传感器卫星遥感资料，结合现场气溶胶尺度分析及化学组分分析，开展大气气溶胶与海洋初级生产力之间的相关性研究。利用长时间MODIS气溶胶光学厚度资料分析了自华北地区向西北太平洋的气溶胶的长距离传输通道，对华北地区、塔克拉玛干地区气溶胶光学厚度和西北太平洋初级生产力的时空序列进行了分析，开展了气溶胶光学厚度与海洋初级生产力的相关性分析。结果表明，华北地区气溶胶光学厚度和滞后其1~2个月的西北太平初级生产力具有显著的相关性，相关系数可达到0.7~0.8。开展了三个航次的现场实验，获取了研究海域不同季节的大气气溶胶和水体组分光学性质的现场资料，为算法印证提供了参考依据。.到目前为止，在国内外期刊已发表学术论文6篇，参加国内外学术会议4次，指导并完成硕士研究生毕业论文3篇、本科生毕业论文3篇，正在指导研究生毕业论文3篇。后续相关的研究结果将陆续在国内外学术期刊发表。