最近,由南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)唐丹玲教授团队组成的国际研究团队在《纯粹与应用地球物理学》上发表了一项开创性的研究,题为“福岛第一核电站的污染水能否渗透到东海?”,该研究揭示了福岛第一核电站 (FDNPP) 的污染水可能通过黑潮系统影响东海的复杂机制。这项合作研究由圣彼得堡国立大学、南方海洋科学与工程(广州)(GML)、俄罗斯科学院 V.I.Il'chev 太平洋海洋研究所和清华大学深圳国际研究生院进行。
主要发现:中尺度涡流驱动污染物跨洋运输
本研究使用先进的拉格朗日模型结合全球高分辨率海洋再分析数据集 (GLORYS12V1),研究了福岛第一核电站 (FDNPP) 排放的污染水向南迁移机制,特别是在黑潮政权附近。
研究结果表明,黑潮洋流捕获了受污染的水域,形成气旋环,这些气旋环分离并将污染推向西南方向。气旋涡流的消散进一步加强了这一过程,这促进了污染物向洋流东部边缘的扩散。台湾附近黑潮减弱导致的交叉急流平流也有助于西移。此外,东亚季风的影响引入了 6 个月的重现周期,维持了长期的污染物通量并促进了该地区的稳定积累。
确定了拉格朗日粒子从 FDNPP 成功输送到东海的三个关键机制:(1) 以气旋环形成为主导的黑潮延伸区跨黑潮急流输送;(2) 这些环或其产生的涡流向西南平流;(3) 季风增强循环,由东亚季风驱动的 6 个月周期促进东海地区污染物的持续积累。
技术创新:首次量化涡流-季风耦合效应
该研究创新性地将中尺度涡流动力学与东亚季风系统相结合,确定气旋涡流的产生和消散是跨纬度污染物输送的核心驱动力。通过跟踪数百万个虚拟粒子轨迹,该团队证实了黑潮延伸区域的“涡流泵效应”,导致地表污染物输送到 100-500 米的深度,并最终通过交叉射流通道进入东海。
生态影响:长期区域污染风险
该研究强调了受污染水对渔业和生态系统的长期影响,倡导国际海洋监测合作。它为理解跨制度海洋放射性水传输建立了一个新的理论框架,为区域环境风险评估和政策制定提供了重要见解。
由唐丹玲教授领导的GML南海U团队专门从事海洋生态研究和自然灾害预报,与美国、加拿大、斯里兰卡、俄罗斯等保持着广泛的国际合作。U团队的唐丹玲教授和杨晓波博士是本研究项目的合作者,他们为研究福岛污染物的季风调节迁移机制做出了贡献。
这项工作得到了赠款的支持,包括广东省 U-Teams 专项支持计划 (2019BT02H594) 和广州海洋实验室人才研究创业项目 (GML2021GD0810)。
论文原文:
Budyansky, M.V., Uleysky, M.Y., Fayman, P.A. , Didov A. A., Lebedeva M. A., Udalov A. A. , Belonenko T. V., TANG Danling, YANG Xiaobo, and SUI Yi . 2025. Can Contaminated Waters from the Fukushima Daiichi NPP Penetrate the East China Sea?. Pure Appl. Geophys.
https://doi.org/10.1007/s00024-025-03688-0
信息来源:南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)。
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