沙尘暴的影响不只在陆地 入海将诱发藻华

随着全球变暖的加剧，沙尘暴对人类的影响越来越大。

    “63.9%的亚洲沙尘天气会影响到西北太平洋；亚洲沙尘入海后几天就会对浮游植物生长和初级生产力起促进作用，并会诱发藻华的发生和持续。”这一重要发现是国家自然科学基金委重大项目“上层海洋—低层大气生物地球化学与物理过程耦合研究”的重要研究成果之一。
 
    2月16日国家自然科学基金委重大项目“上层海洋—低层大气生物地球化学与物理过程耦合研究”顺利通过验收，被综合评价为“优”。该项目首席科学家之一（第一位首席科学家是冯士筰院士）、中国科学院大气物理研究所研究员石广玉就相关研究成果接受了《科学时报》记者的采访。
 
    石广玉介绍说：“上层海洋—低层大气生物地球化学与物理过程耦合研究”项目研究是为了深入了解我国典型海域重要大气物质（沙尘、氮化合物）的输入通量及其对海洋初级生产过程和生态系统的影响，揭示CO2和其他辐射活性气体(如DMS，N2O，CH4等)在上层海洋与低层大气中的浓度分布、通量及其变化，研究上层海洋—低层大气物质交换及关键物理和生物地球化学过程的控制作用，初步认识上层海洋中辐射活性气体释放对气候变化的影响。为完成这些既定目标，由来自中国海洋大学、中国科学院大气物理研究所、厦门大学、北京大学等9个单位的研究人员参与了研究工作。
 
    从2004年6月开始，课题组进行了3次出海调查，并在青岛八关山气象站、千里岩站、西沙永兴岛进行了定点观测。研究人员设计了数值模拟和利用中分辨率成像光谱仪（MODIS）资料的半数值模拟两种沙尘气溶胶入海通量的计算方案，得到了黄海春季沙尘暴气溶胶入海通量，利用卫星遥感反演得到了中国近海初级生产力的时空分布。根据现场实验和卫星遥感的结果发现沙尘入海会促进中国近海初级生产力。该研究揭示了调查海域大气中氮的存在形态及粒径谱分布，认识了大气中溶解有机氮对总氮的贡献，给出了黄海、南海不同形态大气氮的沉降通量。提出了依赖于波浪成长状态的海面飞沫水滴生成函数，并进一步揭示了春季黄海与南海北部盆地CO2的源汇格局。课题组观测并计算了春季黄海和南海辐射活性气体二甲基硫等的释放通量，建立起船载海气交换涡旋通量的测量系统。观测到海洋大气边界层新粒子生成现象，从大气颗粒物吸湿性初步探讨其气候效应。
 
    石广玉介绍，亚洲频繁发生的沙尘暴每年向大气中注入大量沙尘气溶胶粒子。沙尘气溶胶不但具有重要的直接和间接气候效应，而且对海洋环境具有重要的影响。沙尘粒子所携带的铁等营养物质沉降到海洋之后，会促进海洋初级生产力。而海洋初级生产力的变化，则会引起CO2等重要辐射活性气体交换量的变化，反过来影响气候变化。但是，要真正解决这个问题，还有很长的路要走。
 
    “关于沙尘入海通量这一具体的问题，国际上虽然已经有了不少研究，但不确定性很大。”石广玉说，根据一些研究者对于全球各个海域年平均沙尘入海总量的估计，北太平洋区域一年的沙尘沉降量其数量级基本都在～10Tg（千万吨），但不确定性因子却从3到9，变化范围很大，“而从空间分布来看，不同研究者对于各个海域沙尘沉降量的比例的估计也有较大不同，充分说明了这一问题的复杂性和困难程度”。
 
    石广玉说，国际“上层海洋与低层大气研究”（SOLAS）是国际地圈生物圈研究计划第二阶段（IGBP Phase II）的核心计划之一，中国科学家在国家自然科学基金的支持下，几乎与世界主要国家同步展开了研究。上述项目的实施还为我国相关领域培养了一批年轻的跨学科骨干和学术带头人，并有效地促进了海洋科学与大气科学、地学与化学的交叉与融合，为我国进一步开展海气物质交换研究奠定了坚实的基础。我们于2007年3月在厦门成功举办了第二届国际SOLAS开放科学大会，而且在国际SOLAS框架下设立了亚洲沙尘与海洋生态系统（ADOES）特设工作组，我国的相关研究已经开始走上国际舞台。