南海中西部相邻气旋与反气旋涡旋夏季生物光学特性及其生态调控机制

本研究通过多源卫星与现场观测数据，揭示了南海中西部相邻气旋涡(CE1)与反气旋涡(AE1)夏季生物光学特性的空间分异规律。研究发现：CE1表层叶绿素a(Chl-a)、颗粒后向散射系数(bbp(440 nm))和有色溶解有机物吸收系数(adg(440 nm))显著高于AE1，呈现"中心低-边缘高"格局；越南离岸流(VOC)驱动的亚中尺度过程通过跨陆架输运在CE1边缘形成150-200米散射层，而CE1-AE1边界强锋面促进等密度面混合，共同调控生物光学参数的垂直分布。

　　

Highlight

南海中西部相邻气旋涡(CE1)与反气旋涡(AE1)展现出截然不同的生物光学特征：CE1表层叶绿素a(Chl-a)浓度(0.083±0.037 mg/m³)、颗粒后向散射系数b_bp(440 nm)(1.38×10^?3 m^?1)和有色溶解有机物吸收系数a_dg(440 nm)(5.93×10^?3 m^?1)均显著高于AE1，这种差异源于越南离岸流(VOC)驱动的"中心低-边缘高"空间格局。

亚中尺度过程对涡旋边缘生物光学特性的影响

1. 亚中尺度过程驱动的跨陆架输运

   CE1形成初期，其核心区表层Chl-a浓度原本高于边缘。随着VOC水团平流作用增强，Chl-a高值带逐渐沿有限尺度李亚普诺夫指数(FSLEs)脊线形成环状结构。此时CE1边缘Chl-a浓度较核心区提升约30%，并在150-200米水层出现由非藻类颗粒主导的显著散射层——这就像海洋中的"暗物质输送带"，将陆架物质高效搬运至涡旋系统。

2. 涡旋边界锋面的生物光学效应

   CE1与AE1交界处存在强烈的亚中尺度锋面，这些"海洋搅拌机"通过促进等密度面混合，使Chl-a最大值层深度在CE1(75米)、周边水体(86米)和AE1(99米)之间呈现阶梯式变化。有趣的是，b_bp的峰值总是比Chl-a提前约20米出现，暗示浮游植物细胞在此深度率先发生聚集效应。

Conclusion

这项研究首次系统揭示了相邻涡旋对生物光学参数的差异化调控机制：气旋涡通过"抽吸泵"效应提升表层生物光学指标，而反气旋涡则像"下沉漏斗"抑制垂直混合；亚中尺度过程则扮演"物质搬运工"角色，通过锋面混合和跨陆架输运重塑光学参数的三维分布格局。这些发现为理解南海碳循环的涡致调控提供了新视角。