西北太平洋及中国边缘海气溶胶中低分子量有机酸的源汇过程与气候效应研究

本研究针对西北太平洋及中国边缘海气溶胶中低分子量有机酸（FA、AA、MSA）的源汇机制展开系统调查，揭示了AA主要源自人为排放、MSA来自海洋生物源DMS氧化、FA以二次形成为主的区域分异特征，定量估算了其干沉降通量（边际海51±43 μg m?2 d?1，开阔海域1.4±0.7 μg m?3 d?1），为理解海气交换与气候反馈提供了关键数据支撑。

　　

海洋与大气之间的微妙平衡始终是地球系统科学的核心命题。在广袤的西北太平洋和中国边缘海区域，气溶胶中那些看似微不足道的低分子量有机酸——甲酸(FA)、乙酸(AA)和甲烷磺酸(MSA)，实则扮演着气候调节的关键角色。它们既能改变气溶胶酸碱度，影响云滴形成，又能通过干沉降向海洋输送活性碳硫，如同看不见的化学纽带连接着大气与海洋两大系统。然而，现有模型对这些化合物的模拟仍存在显著偏差，尤其在受东亚大陆与海洋生物活动双重影响的过渡海域，其来源、转化和归宿机制亟待厘清。

中国海洋大学的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表的研究，通过2017-2018年两个航次42个气溶胶样本的系统分析，首次量化了该区域FA、AA和MSA的三维分布格局。研究采用高容量空气采样器（KB-1000）采集气溶胶，离子色谱分析水溶性组分，结合主成分分析(PCA)和气流轨迹模型解析来源，最终计算出干沉降通量。

【浓度分布特征】数据显示：中国边缘海FA、AA、MSA平均浓度分别为0.041±0.025、0.043±0.029、0.039±0.047 μg m^?3，呈现近岸富集趋势；而开阔海域AA浓度骤降10倍至0.005±0.007 μg m^?3，印证其陆源主导特性。FA在副热带太平洋出现浓度峰值（0.061±0.012 μg m^?3），暗示二次生成过程的重要性。

【来源解析】PCA揭示三类酸截然不同的来源谱：AA与NO₃^?、NH₄⁺显著相关，指向燃煤和农业排放；MSA与Na⁺、Cl^?共变，证实其海洋生物源（DMS氧化）本质；FA则独立成簇，符合大气光化学合成的预期。气流轨迹进一步显示，冬季大陆气团输送使AA占比提升至60%，而夏季海洋气团中MSA贡献增加3倍。

【气候与生态意义】研究估算边际海域有机酸干沉降通量达51±43 μg m^?2 d^?1，虽仅占气溶胶总质量1-3%，但持续输入的活性碳硫可能显著影响表层海洋微生物群落。特别值得注意的是，MSA与云凝结核浓度的时空耦合现象，为经典CLAW假说（海洋生物-云-气候反馈机制）提供了新的区域证据。

这项研究构建了东亚边缘海-西北太平洋有机酸循环的定量框架，其价值在于：首次揭示AA的急剧梯度变化印证了人类活动影响的边界范围；阐明FA的次生形成主导特性修正了传统源解析模型；证实MSA的生物源特征为评估海洋生产力变化对气候的潜在影响设立基线。这些发现不仅填补了耦合区域模型的关键参数缺口，更警示在快速变化的东亚 anthropogenic emissions（人为排放）背景下，海洋大气化学响应可能产生级联生态效应。