摘要
营养盐的垂向输运是海洋生态系统中的重要环节，对于海水表层的浮游植物生长和新生产力的大小有着重要影响，湍流运动在营养盐垂向输运中所发挥的作用亟需量化。本文基于2015年10月至2018年7月间春夏秋三季的航次采样，使用CTD、VMP-200与SUNA-V2等设备进行了基本水文要素、湍动能耗散率与硝酸盐浓度的同步、高频、原位观测，讨论了黄东海温、盐、硝酸盐的分布特征，比较了不同季节采样区域的水团分布;介绍黄东海的湍流混合与层化的观测特征，对湍流混合影响因素进行了简要分析;进而采用参数化方法计算了垂向硝酸盐通量，讨论了影响垂向硝酸盐通量的因子，估算了跨硝酸盐跃层的垂向通量及其所带来的新生产力，比较了黄东海不同季节的水文动力环境对垂向硝酸盐通量的影响。得到以下结论: 在水团的分布上，黄海冷水团在春季时并不显著，夏季强度达到最大，秋季时强度减弱;长江冲淡水春季时贴岸南下，夏季向东北方向扩展，秋季影响到长江口外的东侧与东南侧海域;黑潮次表层水的影响区域在夏季最广，秋季次之，春季较弱。 在湍流与层化的分布上，湍扩散系数的高值区主要位于近岸海域、表层风强迫与底层底摩擦影响区域、密跃层中部的间歇性强混合区与夏季的潮汐锋锋区。春秋两季黄海中部海域呈“上混合层—跃层—下混合层”的垂向三层结构，夏季的表层风混合较弱。在东海，春季湍扩散系数的分布缺少规律性，夏季东海中层水体层化较强、混合极弱，秋季中层水体的混合强度同样强于夏季。 垂向硝酸盐通量的大小在春季主要受硝酸盐浓度梯度的影响;夏秋两季，影响垂向硝酸盐通量大小的因素中湍流占优，夏秋两季的层化区通量偏低，密度层化限制了上下混合层之间的营养盐交换。 跨硝酸盐跃层的垂向通量，春季在-2.96～3.62mmolm-2d-1之间，硝酸盐跨跃层的垂向输运量总体偏小，所带来的新生产力为4.77～287.80mgCm-2d-1，通量的高值区与春季水华发生的位置并不一致，湍流扩散带来的硝酸盐跨跃层输运对上层海洋中浮游植物所需营养盐贡献较小。夏季跨硝酸盐跃层的垂向通量在-9.78～36.60mmolm-2d-1之间，黄海冷水团区平均为0.75±1.11mmolm-2d-1，黑潮次表层水区平均为2.98±9.08mmolm-2d-1，东海北部底层混合水区，通量明显高于其它海域，平均为4.12±3.19mmolm-2d-1，带来的平均新生产力为327.54mgCm-2d-1;夏季在硝酸盐跨跃层输运的影响下，浮游植物存在次表层高值区。秋季跨硝酸盐跃层的垂向通量在-1.62～8.68mmolm-2d-1之间，在黄海冷水团区与黑潮次表层水区，跨硝酸盐跃层的垂向通量较夏季偏高，且在表层强混合的影响下，秋季的叶绿素在整个上混合层分布均匀。
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