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南极高密度陆架水的输出和下沉是海洋上层物质向深海输送的重要驱动力,也是南大洋吸收大气二氧化碳的关键过程。然而由于现场观测数据较为匮乏,目前对该过程的储碳过程和机制认识十分有限,其碳汇通量估算仍存在较大不确定度。本研究基于威德尔海西北部海域实测数据发现,受海冰融化水直接影响的高生产力区域,其对应的深层水DOC浓度(平均为48.1 ± 3.7 μmol/L)要显著高于其来源水团。其中,底部的威德尔海深层水比来源水体高出1.5~29.4 μmol/L(平均19.6 μmol/L)。根据底部过剩DOC(实测DOC值减去来源水体DOC值)浓度与表层水体颗粒有机碳(POC)的显著正相关关系、底层水体较低的溶解黑碳(DBC)/DOC比值以及该海域浮游植物以大型硅藻为主等一系列证据,研究指出快速沉降POC的溶解/转化是深层DOC浓度升高的主要原因。结合本研究实测DOC数据和前人深层流量数据估算,经研究海域流出的威德尔海深层水每年向南大洋深层净输送约5.1 ± 2.8 Tg1 Tg = 1012g)碳。本研究加深了对南极陆架泵储碳机制的认识,并为其碳汇通量估算提供新的证据。成果发表在Progress in Oceanography期刊上。论文链接地址https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.103145

威德尔海西北部海域深层DOC输出机制示意图

32次南极航次威德尔海POCDOCDBC的垂直分布特征

Ziming Fang, Kun Zhang, Weifeng Yang*, Min Chen, Aron Stubbins*, Huina Hu. Top-down control over dissolved organic carbon in the bottom water of the Weddell Sea and its implication for the continental shelf pump. Progress in Oceanography, 2023, 219: 103145.