2020年10月26日，国际海洋学领域顶级期刊《Limnology and Oceanography》（中科院SCI一区top) 在线刊登了由自然资源部第三海洋研究所海洋-大气化学与全球变化重点实验室海洋酸化课题组吴瀛旭助理研究员（第一作者）与厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室戴民汉院士、郭香会副教授（通讯作者）等人共同撰写的论文《High-frequency time-series autonomous observations of sea surface pCO₂ and pH》。该成果分析了布放在中国东海中部陆架的大型浮标（图1）获取的2012-2013年高频、长时间尺度表层海水CO₂分压（pCO₂）和pH数据（图2），揭示其不同时间尺度变化特征规律，探究台风过程各个阶段水体碳化学的复杂响应机制（图3）。

图1. 中国东海水团分布及浮标位置示意图

图2. 长时期高分辨率观测数据总览

图3. 台风前、中、后时期风场与表层海水相互作用概念图

基于浮标观测数据，本研究揭示了台风是夏、秋季海-气CO₂通量和pH极大季节变化的幕后推手。虽然台风过后水华能有效抑制pCO₂的抬升，但对于恢复碳汇强度的贡献几乎可忽略不计，这对于模型预测和科学认知台风后的水华效应提供了现场实测依据。本研究的另一个亮点在于深入解释台风过程及其热带气旋风场驱动了表层水体的一系列物理-化学-生物耦合效应（图3），例如，东风向西风的转变（对应由南至北的台风前和台风后时期）将一定程度控制表层水体的水平输送并因此决定表层海水pCO₂、pH和叶绿素浓度的变化趋势，而整个台风期间的强风又会促使水团发生垂向混合，增大表层海水pCO₂、降低pH、提升碳源的强度。

近岸海洋在全球碳收支平衡中扮演着举重若轻的角色，然而受限于其独特地理特征且高度动态的时空变异性，目前国际上对近岸海洋碳源-汇格局的认知依旧存在较大不确定性，并因此衍生出对长期时间序列观测的需求。本研究成果为长期时间序列观测数据的现场校验比对和质量控制提供了重要参考，进一步定量证实了台风过程对近岸海洋的海-气碳源汇格局的主导作用不可被忽视，因此对传统船载观测研究数据需要得到修正。

我所海洋生态环境监测预警技术实验室董旭助理研究员为上述研究论文的共同作者之一。本研究工作将有望为我所野外观测站海洋酸化和碳循环相关的时间序列观测工作提供方法基础和理论科学依据。

以上工作得到海洋公益性行业科研专项项目、国家重点基础研究发展计划的支持。

论文链接：https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lno.11625