本研究主要依据国家海洋局北海环境监测中心于1977年~2016年期间在北黄海西侧季节性断面调查获取的实测数据(包括分层的温度、盐度、溶解氧和pH值),在剔除一些存疑的冬季数据之后,结合课题组自己获取的2011年以来的大面调查数据,我们论证了北黄海40年来的海水酸化趋势和海洋酸化指标季节性变化幅度显著增大的现象(图1)。这是中国近海第一笔符合“海洋酸化”本义的数据报道,数据结果显示,北黄海的季节性酸化现象是本世纪以来才严重起来的,而夏秋季的海水酸化都严重威胁底栖贝类的情况(文石型碳酸钙饱和度低于1.5)则是2010年以来的事情。同时,本研究还首次揭示出北黄海冬季化学海洋学指标的年际变化与太平洋十年际涛动现象(PDO)相关并存在2~3年的时滞(图14)。传统观点认为黄海环境要素变化多受控于本地过程,我们通过现场数据提出北黄海冬季环境要素(温度、盐度、pH、文石型碳酸钙饱和度Ωarag)年代际变化受PDO延迟2年的显著影响(图2)。初步分析认为,PDO正相位时,阿留申低压风场较弱,赤道信风较强,产生负风应力旋度,从而加强了黑潮输运,携带相对温暖、高盐、高pH、高Ωarag的水体进入北黄海,从而使得这些北黄海环境参数显示出正异常。这对于深入理解中国近海如何受临近大洋环流变异影响的问题提供了新素材。
图1 基于常规海洋调查数据反演的北黄海底层水体表观耗氧量(AOU)、文石型碳酸钙饱和度(Ωarag)和pH值,显示出1977年~2017年间季节变化幅度显著增加
图2 中国近海冬季环流形势及1977 ~ 2017年间北黄海冬季水温、盐度、pH值、文石型碳酸钙饱和度(Ωarag)变化与太平洋十年际涛动(PDO)指数之间的关系
论文发表于Science of the Total Environment(815: 152935, doi:10.1016/j.scitotenv.2022. 152935)。