首页 >> 综合新闻

综合新闻

研究简介丨“风泵”及其环境生态效应研究进展

发表日期:2019-08-29来源:放大 缩小

  “风泵”的研究起始于上世纪末。研究发现风是形成海洋藻华的重要驱动因子,中国科学院南海海洋研究所唐丹玲提出了“海洋藻华的风调控机理”,并与广东外语外贸大学团队合作构建了台风灾害损失评估与应急管理系统。“海洋藻华的风泵调控机理” 揭示了风影响海洋藻华的动力机制(输运、抽吸、夹卷等),评估了风致藻华对于海洋生态系统的影响 形成了海洋藻华的“风泵”调控理论体系“气候-风-驱动-营养盐-调控藻华-改变海洋生产力-响应环境变化”,有助于认识气候对于藻华形成的影响。 

  “风泵”概念理论具有原创性,是对半个多世纪以来的两个经典的藻华形成理论“临界深度理论”和“富营养化”的重要补充,成为藻华海洋生态动力假设的第3个理论(图 1a)。在此研究的基础上,从强风到季风、再到台风的海洋环境效应的研究, 逐步形成了“风泵”概念理论框架(图 1b)。 


1a. 海洋藻华形成机理 假说理论Tang Danling et al., 2010 

1b. “风泵”概念及其发展阶段(Tang Danling et al., 2004,2010,2015   

  “风泵”指风(包括台风、季风、局地强风等)作用于海洋表面改变水体状态和运动的过程和作用。“风泵”会产生一系列环境生态效应,包括改变营养盐输运,促进海洋生源要素循环,驱动海洋初级生产,影响渔业资源等。广义“风泵”涵盖全球变化引起的海气相互作用的改变、及其相关的风的变化,比如台风的位置、强度、频率的变化,及“风泵”生态效应对于环境的反馈作用。 

  近年来,“风泵”概念和Wind Pump Effect”研究引起学术界关注。JGR-Oceans,Science of the Total Environment, Marine Pollution BulletinRemote Sensing等重要学术期刊和国内学术刊物《海洋学报》《生态科学》等都发表了用Wind Pump Effect“风泵”作为标题和主要内容的论文。如台风“风泵”影响下孟加拉湾海表pCO2和海-气CO2呈显著季节变化(图2)。热带风暴“风泵”的作用引起的强烈混合和上升流可引发次表层水体溶解氧显著地变化(图3)。台风“风泵”作用下,营养盐向上输运引起的浮游植物繁殖增长,是真光层内积分的Chl-a增加和海表Chl-a增加的主要原因(图4)。 

  

2. 台风“风泵”作用下海表pCO2与海-气CO2的变化(Ye and Tang et al.2019)  

3.热带气旋 “风泵”作用下海水溶氧变化研究机理图 (Xu and Tang et al.,2019) 

4“莲花”风泵作用下叶绿素浓度变化机理示意图 (Liu, Tang et al. 2019)  

  2019年,唐丹玲团队利用卫星遥感数据和航次数据,结合模型研究,取得成果。团队的“风泵”部分工作有:(http://www.lingzis.com/journal%20article.htm )

    

  ● YP Liu, Danling Tang*, Morozov Evgeny. 2019. Chlorophyll Concentration Response to the Typhoon Wind-Pump Induced Upper Ocean Processes Considering Air– Sea Heat Exchange. Remote Sens . 2019, 11, 1825; doi:10.3390/rs11151825  

  ● HB Xu, Danling Tang*, Yupeng Liu,Ying Li. 2019. Dissolved oxygen responses to tropical cyclones "Wind Pump" on preexisting cyclonic and anticyclonic eddies in the Bay of Bengal. Marine Pollution Bulletin. 146 (2019) 838–847  

  ● Ye, H. J., Sheng, J., Danling Tang Morozov, E., Kalhoro, M. A., Wang, S., Xu, H. 2019. Examining the impact of tropical cyclones on airsea CO2 exchanges in the Bay of Bengal based on satellite data and insitu observations. Journal of Geophysical Research: Oceans. 123. https://doi.org/ 10.1029/2018JC014533.  

  ● Xu, H., Tang DanLing, Sheng, J., Liu, Y., & Sui, Y. 2019. Study of dissolved oxygen responses to tropical cyclones in the Bay of Bengal based on Argo and satellite observations. Science of the Total Environment, 659, 912-922.  

  ● Sun QY, LIN Jingrou, TANG Danling*, et al., 2019Different mechanisms of air-sea CO2 exchange respond to “Wind Pump” effect of two tropical cyclones[J]. Ecological Science  

  ● Jing Yu, QW Hu, Danling Tang, Hui Zhao, Pimao Chen. 2019Response of Sthenoteuthis oualaniensis to marine environmental changes in the north-central South China Sea based on satellite and in situ observations, Plos One  

  文字:叶海军、刘宇鹏等 

 

附件: