近日，环境科学TOP期刊Science of the Total Environment（IF=9.8）在线发表了海洋与大气学院最新科研成果＂Air-sea CO2 fluxes and cross-shelf exchange of inorganic carbon in the East China Sea from a coupled physical-biogeochemical model＂（基于物理-生物地球化学耦合模型的东海海-气CO2通量和跨陆架无机碳交换研究）。该成果第一作者为海洋与大气学院博士研究生那容，通讯作者为学院荣增瑞副教授，合作者包括中国海洋大学海洋化学教育部重点实验室梁生康教授、刘春颖教授和美国知名学者等。
全球陆架海以0.2 Pg C yr-1的显著速率吸收大气中的CO2，对海洋碳循环具有重要贡献。东海是世界上最大的陆架海之一，近30年的观测确认东海是大气CO2的汇：即大气向海洋输入CO2。东海向深海大洋碳输送的物理过程和机制，关系到陆架边缘海对大气CO2的吸收能力，是该领域的前沿问题之一。
本研究基于大量观测数据，构建并验证了适用于东中国海的高分辨率物理-生物地球化学耦合模型，实现了数据与模型融合，合理模拟了东中国海无机碳循环动力学，使得可以在耦合框架下评估东海陆架CO2吸收能力和跨陆架无机碳输送之间的关联。研究结果表明，东海每年可吸收约21.55 Tg的大气CO2，其中，浮游植物初级生产过程的贡献约占该吸收量的15%，其余约80%则是由其它物理-化学过程贡献，如物理泵和溶解度泵。东海与其邻近海域之间溶解无机碳（DIC）的水平通量比海-气CO2通量大两个数量级，其中台湾海峡和黑潮向东海输入的DIC分别为1172.1±45.72 Tg C yr-1和803.5±107.65 Tg C yr-1，而通过对马海峡向外输出的DIC为2009.5±89.29 Tg C yr-1（图1）。上述DIC的跨陆架交换使得东海陆架整体向外海大洋净输出约33.8±14.87 Tg C yr-1的DIC。进一步的评估表明，东海向深海大洋净输送的无机碳约占通过海-气界面和径流输入东海的总无机碳的70%（图2），证实了物理过程在维持东海陆架碳汇中的重要作用。
本研究建立了东海陆架CO2吸收能力和东海-邻近海域DIC交换之间的定性-定量关联，揭示了物理过程对东海溶解无机碳（DIC）的跨陆架输送能力，深化了对东海无机碳动力体系的理解，为深入研究东海陆架碳循环，合理评估全球变化背景下东海碳汇能力奠定了基础。
图1. 东海无机碳交换示意图。
图2. 东海与邻近海域之间的净水输运和碳通量。其中蓝色表示通过台湾海峡、200米等深线和对马海峡之间的水体净输运，红色表示通过该区域的溶解无机碳（DIC）净输运；绿色表示海-气CO2通量；橙色表示通过海-气界面和径流向东海的无机碳净输入。
发表文章列表：
Na, R., Rong, Z., Wang, Z.A., Liang, S., Liu, C., Ringham, M., Liang, H., 2023. Air-sea CO2 fluxes and cross-shelf exchange of inorganic carbon in the East China Sea from a coupled physical-biogeochemical model. Science of the Total Environment, 906, 167572, doi:10.1016/j.scitotenv.2023.167572.
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167572