中尺度涡使海洋二氧化碳吸收增加13.82% | 前沿动态

原文发表于 《科技导报》2025年第13期科技新闻-前沿动态

中尺度涡使海洋二氧化碳吸收增加13.82%

高分辨率海洋模型揭示了南非海岸附近部分由中尺度涡旋引起的表面洋流（图片来源：美国国家航天局戈达德航天中心）

海洋占地球表面的71%，每年吸收约1/4人为排放的CO2。中尺度涡广泛存在于海洋中，其水平空间尺度约百公里，对海洋的物质输运和能量交换具有重要作用。然而，由于观测的局限性（通常仅能捕捉到涡旋个例）以及涡旋生命周期的复杂性，长期以来，关于中尺度涡对海-气CO2通量的净效应缺乏系统性认识，这限制了对海洋碳汇准确评估的能力。

2025年6月11日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室吴立新院士团队甘波澜教授课题组在Science Advances发表研究，首次基于机器学习重建的涡致海-气CO2通量大样本统计，评估中尺度涡对海洋CO2吸收的影响。

研究团队聚焦海洋碳汇与涡旋活动的热点区域——黑潮延伸体区和湾流区，创新性地结合卫星涡旋追踪与机器学习方法，重建了上千个长寿命涡旋全生命周期的海表CO2分压，并系统分析了涡旋导致的CO2通量变化。研究发现，在黑潮延伸体（湾流）区，反气旋涡使海洋CO2吸收增强15.16%（18.48%），而气旋涡则使吸收减弱5.67%（5.04%）。由于反气旋涡的增强效应显著强于气旋涡的减弱效应，因此中尺度涡总体上使黑潮延伸体（湾流）区海洋CO2吸收增加约9.98%（13.82%）。

研究进一步揭示中尺度涡的涡流泵作用与生物不对称响应导致海洋CO2吸收的净增加。反气旋涡通过涡流泵作用降低表层溶解性无机碳（DIC）浓度，直接促进CO2吸收。气旋涡的涡流泵虽然增加表层DIC浓度，但其伴随的营养盐输入促进了浮游生物活动，进而消耗了部分DIC，削弱了气旋涡对CO2吸收的抑制效果。

（综合

Science

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