上层海洋有机碳及浮游植物碳库储量

        海洋有机碳可分为溶解有机碳(DOC)与颗粒有机碳(POC)。OC与POC储量的变化与陆源输入、海洋生物活动以及POC沉降、DOC深海输运等海洋碳循环过程息息相关。碳储量的变化也会引起碳通量的改变,许多海域一定深度的POC通量与上层POC储量或初级生产力之间有密切联系,因此,研究有机碳在海洋中的储量分布具有十分重要的意义。

        有机碳储量遥感估算可通过表层有机碳浓度与某一深度(一般设置为100 m层或真光层等)的水柱有机碳垂直分布积分获得。通常算法思路为:1)利用光谱拟合方法或固有光学量半分析方法获得表层有机碳浓度;2)构建研究海区POC或DOC的垂直剖面模型;3)通过遥感表层信息获取水团划分方法,从而判断适用于不同水团或季节的剖面模型,4)通过水柱积分计算,实现某一深度的有机碳储量遥感估算。

        关于POC储量,刘琼 (2013)利用海表温度(SST)、海表盐度(SSS)和悬浮物浓度(TSM)综合判断POC的垂直分布类型(混合模型、指数衰减模型和高斯分布模型),结合海表POC浓度反演,估算了东海POC储量。崔万松(2017)在南海北部使用水深与混合层深度比值(depth/Zmld)对POC三种剖面类型进行判别,估算了南海北部陆架真光层深度的POC储量。

        目前DOC储量的遥感估算研究不多,但在部分边缘海有一些关于DOC垂直分布的讨论。Liu et al. (2014)基于东海四个季节的实测数据提出了垂直混匀分布、高斯分布、指数衰减分布等5种不同的DOC垂直分布模型,并建立了基于海表温盐数据的水团判断方法,进而确定不同区域的DOC垂直分布模型;最终,结合表层DOC浓度及垂直剖面模型,首次建立了东海DOC储量遥感估算模型。


部分代表性文章:

1. Liu, Q., Pan, D., Bai, Y., Wu, K., Chen, C. T. A., Liu, Z., & Zhang, L. (2015). Estimating dissolved organic carbon inventories in the East China Sea using remote‐sensing data. Journal of Geophysical Research Oceans, 119(10), 6557-6574.

2. Liu, Q., Pan, D., Bai, Y., Wu, K., Chen, C. A., Sun, J., & Zhang, L. (2013). The satellite reversion of dissolved organic carbon (DOC) based on the analysis of the mixing behavior of DOC and colored dissolved organic matter: the East China Sea as an example. Acta Oceanologica Sinica, 32(2), 1-11.

3. Li, T., Bai, Y., Li, G., He, X., Chen, C. A., Gao, K., & Liu, D. (2015). Effects of ultraviolet radiation on marine primary production with reference to satellite remote sensing. Frontiers of Earth Science, 9(2), 237-247.

4. Pan, D., Guan, W., Yan, B., & Huang, H. (2005). Ocean primary productivity estimation of China Sea by remote sensing. Progress In Natural Science, 15(7), 627-632.