东亚沙尘的跨太平洋传输及对叶绿素浓度影响的研究

Dust aerosol is an important variable in global climate system and the effect of dust aerosol on climate and ocean ecosystems has received increasing attention. Limited by the observation methods, the deposition flux of mineral dust has low accuracy over ocean regions. In addition, there were few study focused on different source and transport path of dust aerosols effect on chlorophyll concentration over different ocean regions. This proposal plans to use the observed data during 2006 to 2014, combined the active and passive satellites in A-Train satellite constellation and HYSPLIT model, to studying the main transport path of Asia dust and the main deposition regions, calculating the deposition flux of mineral dust in different ocean regions, analyzing the different source and different transport path of dust aerosols effect on chlorophyll concentration in different ocean regions, and evaluating the effect of mineral dust on the marine primary productivity. This project can assess the environmental quality in various ocean regions and can improve the accuracy of mineral dust observation in coastal oceans, also can provide valuable datasets and expand the research on mineral dust effect on oceanic ecosystems, carbon cycles and global climate change.

沙尘气溶胶在地球气候系统中扮演着重要的角色，其对气候及海洋生态系统的影响，一直是大气科学和海洋科学研究的焦点和难点之一。然而由于受探测手段等的限制，很难准确获得沙尘在海洋地区的沉降通量，并且针对不同来源的沙尘气溶胶对不同海域叶绿素浓度影响的系统性研究比较缺乏。因而，本项目拟利用2006~2014年地面台站沙尘观测资料，及美国A-Train卫星集群中部分主、被动卫星观测资料，结合HYSPLIT模式，确定东亚沙尘沉降到太平洋的主要海域，计算各海域沙尘沉降通量并分析其时间变化特征。以叶绿素浓度作为生态指标，探讨不同来源及传输路径的沙尘对不同海域初级生产力的影响，明确不同海域浮游植物生长对沙尘输入的响应时间。本项目的实施将丰富海洋地区沙尘沉降通量的研究，为进一步加深理解沙尘气溶胶在海洋生态系统及全球碳循环中的作用提供必要的研究基础。

沙尘气溶胶在地球气候系统中扮演着重要的角色，其对气候及海洋生态系统的影响，一直是大气科学和海洋科学研究的焦点和难点之一。然而由于受观测手段等的限制，很难准确获得沙尘在海洋地区的沉降通量，并且针对不同来源的沙尘气溶胶对不同海域叶绿素浓度影响的系统性研究比较缺乏，本项目是在这个背景下提出申请的。本项目的研究内容和研究目标是基于长时间序列多源卫星数据、NCEP再分析数据和HYSPLIT模式等，提出一种改进的识别沙尘气溶胶的方法；获得东亚沙尘气溶胶自源区长距离传输到太平洋过程中的沉降特征；探讨沙尘气溶胶对不同海域叶绿素浓度的影响。研究结果表明，层色比小于0.76可有效的识别沙尘气溶胶；春季沙尘气溶胶的输出和沉降量要大于夏季；在不同的海域，影响海洋初级生产力的主要限制因子不同，一般来说，叶绿素浓度对沙尘沉降的响应时间在3天左右。沙尘气溶胶通过营养盐的输送，促进了某些海域浮游植物的生长，进一步对碳循环产生影响。这些研究成果对于准确评估气溶胶对全球碳循环的影响提供了一些参考，也为合理开发利用海洋生物资源和实行渔业生产农牧化等提供了资料。