河流径流和降雨对北热带大西洋海面盐度的影响
水是所有自然的驱动力。地球的海洋是一个动态而复杂的系统,每一滴水都对维持全球气候和海洋生物起着至关重要的作用。海面盐度( SSS )海洋环流、营养循环和气候系统中起着关键作用,它决定海水密度的关键因素,SSS 的变化会影响海洋层的分层,从而影响热交换和生物生产力。
河流径流的淡水排入海洋会稀释海水,降低其盐度,并影响盐度分布。此外,河流除了输送淡水外,还会输送营养物和沉积物。这些物质会影响当地的海洋生态系统和海水的物理特性,进而影响盐度水平。
而降水是影响 SSS 的另一个淡水来源,强降雨可将淡水直接添加到海洋表面,从而降低盐度。当降雨产生的淡水积聚在海洋表面时,会在咸度较高的海水上形成一层咸度较低的水。这种分层会影响海洋环流和混合过程。
Thierry Delcroix等在针对热带太平洋海面盐度的季节和年际变化研究中,研究利用随船测量数据描述了20年间热带太平洋的SSS场,研究发现,海表盐度最小值位于与热带辐合带( ITCZ )和南太平洋辐合带(SPCZ )相关的最大降水轴线的极地方向。这些最低值主要归因于强降雨和信风引起的极地埃克曼盐分输送。该研究强调了降雨和埃克曼输送在确定热带太平洋海表盐度模式方面的重要性。
中国科学院南海海洋研究所、南海生态与环境工程创新研究院、热带海洋国家重点实验室等在2021年主导的一项研究中,利用海洋再分析系统5数据集调查西热带太平洋的SSS变化,研究发现,西北热带太平洋、西赤道热带太平洋和西南热带太平洋的三条强劲的海表盐度变化带,赤道西太平洋和西南太平洋的海表盐度表现出与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)相关的强烈年际变化。该研究强调了厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO) 相关过程和淡水通量在驱动西热带太平洋海表盐度变化中的作用。
2024年4月,河海大学自然资源部海洋灾害预报重点实验室发表的一项研究,本研究利用卫星观测和简单海洋数据同化(SODA )输出来研究孟加拉湾北部SSS季节变化的特征和动态机制,研究发现,由于降雨和河流排放带来的大量淡水输入,海表盐度较低,水平平流在SSS季节变化中起主导作用,SSS变化从而可能影响洋流的强度和方向以及区域气候模式。
近日,索邦大学的一项新的研究发现,降水和河流径流对季节性SSS循环有显著影响。在雨季,来自这两个来源的淡水输入会降低SSS ,而垂直混合会部分抵消这种下降。SSS呈现明显的季节变化模式,降雨量和河流排放量增加导致夏季盐度水平降低。在年际尺度上,与降水相比,河流径流成为影响SSS异常的更为重要的因素,这强调了准确模拟河流流量对于准确预测SSS变化的重要性。
了解河流径流、降水和海面盐度之间的相互作用对于预测海洋和气候变化至关重要。这项研究不仅增进了我们在这一领域的知识,还强调了气候模型中对准确的淡水输入数据的需求。
思考:
SSS的变化如何影响海洋中营养物质和碳的生物地球化学循环?SSS变化对海洋生物有何影响?河流径流和降水如何与大规模洋流相互作用从而影响SSS变化?热带海洋SSS变化区域差异的主要驱动因素是什么?沿海地理和人类活动等当地因素如何影响这些模式?
参考文献:Thouvenin-Masson, C., Boutin, J., Échevin, V., Lazar, A., and Vergely, J.-L.: Influence of river runoff and precipitation on the seasonal and interannual variability of sea surface salinity in the eastern North Tropical Atlantic, Ocean Sci., 20, 1547–1566, doi.org/10.5194/os-20-1547-2024, 2024.
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