东海DMS时空变化特征及其影响过程分析.pdfVIP

摘要

二甲基硫（dimethylsulfur，DMS）作为海洋中的重要生源活性硫化物之一，其排

放到大气中后会被迅速氧化成SO42−气溶胶，增加了云凝结核（CloudCondensation

Nuclei，CCN）的数量，提高了太阳反射率，减小到达地球表面的太阳辐射，从而抑

制全球变暖速率。东海（EastChinaSea，ECS）是全球典型的陆架海之一，属于高生

产力海区，是DMS排放高值区。因此，研究东海表层海水DMS浓度的时空变化能更

好地阐明东海海域对全球DMS生物地球化学循环的区域贡献、敏感性及对全球气候

变化的响应和反馈。本文基于东海广义可加混合模型（GeneralizedAdditiveMixed

Model，GAMM），利用长时间尺度、高分辨率的海表叶绿素a（Chl-a）和海表温度

（SST）卫星观测数据获取了1998-2020年东海表层海水DMS浓度数据，并利用冗余

分析、决策树分析等统计方法探讨了东海表层海水DMS浓度的时空特征以及相关环

境因素对其的影响过程。

东海表层海水DMS浓度气候态年平均值为2.67nmol/L，呈现外海低、近岸高的

分布特征，并具有显著的季节变化：春夏季浓度较高，秋冬季浓度偏低。所获得的23

年数据表明，东海DMS年际变化具有明显空间差异性，近岸呈现明显的先上升后降

低的年际变化特征，而外海的年际变化特征不明显。

春、夏两季东海DMS浓度分布主要受Chl-a影响，秋、冬两季东海DMS浓度分

布主要受Chl-a和SST协同作用的影响。Chl-a是影响长江口及邻近海域DMS年际变

化的主要因素，SST是影响苏北沿岸DMS年际变化的主要因素。春季（冬季）海表

风速和长江口DMS存在相似（相反）年际变化特征。

东海长江口及其邻近海域、浙闽沿岸、苏北沿岸DMS浓度对ENSO事件的响应

强于东海其余海区。长江口DMS浓度季节变化幅度随不同类型ENSO事件的变化而

有所不同：在持续型厄尔尼诺（PEN）（拉尼娜（PLN））事件期间，春夏DMS浓度

降低（增强）约3.05（0.61）nmol/L，在衰退型厄尔尼诺（REN）（拉尼娜（RLN））

事件期间，春夏DMS浓度减少了约0.51（1.10）nmol/L，在转化型厄尔尼诺（ELT）

（拉尼娜（LET））事件期间，春夏DMS浓度增加了约0.53（1.29）nmol/L。ENSO

事件通过影响东海Chl-a和SST的变化，进而影响东海DMS的年际变化，其中短周

期（2-3年）DMS的年际变化主要受SST的影响，而长周期（5-8年）的年际变化主

要受Chl-a的影响。

关键词：二甲基硫；时空变化；广义加性混合模型；东海；影响因子

ABSTRACT

Dimethylsulfur(DMS),oneoftheimportantbiogenicreactivesulfidesintheocean,is

rapidlyoxidizedtoSO42-aerosolwhenreleasedintotheatmosphere,increasingtheamount

ofCloudCondensationNuclei(CCN),increasingsolarreflectivity,andreducingthesolar

radiationreachingtheEarthssurface,therebysuppressingtherateofglobalwarming.The

EastChinaSea(ECS),oneofthetypicalglobalshelfseas,isahighproductivityseaareaand

ahighvalueareaforDMSemissions.Therefore,studyingthespatialandtemporalvariations

ofDMSconcentrationsinthesurfacew