北印度洋不同海域叶绿素a与溶解氧变异的环境调控机制及其生态意义

本研究针对北印度洋阿拉伯海(AS)和孟加拉湾(BoB)叶绿素a(Chl-a)与溶解氧(DO)的时空变异机制，通过生物地球化学Argo浮标和高分辨率耦合模型，揭示了中尺度涡旋(ACE)和罗斯贝波对深层氧通风的关键作用，发现AS涡旋诱导的DO通风更强，而BoB的叶绿素最大深度(DCM)受涡旋主导，为理解区域生物地球化学循环提供了新视角。

　　

北印度洋作为全球独特的半封闭海域，其阿拉伯海(AS)和孟加拉湾(BoB)虽同处热带却呈现截然不同的生物地球化学特征。AS因强季风驱动的高生产力与厚氧最小层(OMZ)闻名，而BoB则受淡水输入影响形成强分层水域，两者叶绿素a(Chl-a)和溶解氧(DO)的调控机制长期存在认知空白。尤其在全球气候变化背景下，理解中尺度涡旋和罗斯贝波如何调控这些关键参数，对预测海洋生态系统响应至关重要。印度国家海洋信息服务中心的研究团队在《Marine Environmental Research》发表的研究，通过整合生物地球化学Argo浮标观测与区域海洋模型系统(ROMS)模拟，首次系统揭示了这两个海域的差异化调控机制。

研究采用六组BGC-Argo浮标(数据源自国际Argo计划)获取温度、盐度、DO和Chl-a垂直剖面，结合ROMS高分辨率耦合模型(25km网格)模拟季节性至年际尺度变化。通过涡旋强度量化、氧跃层深度分析及罗斯贝波传播追踪等技术，对比验证了模型对混合层特征和次表层过程的再现能力。

观测与模型模拟的上层海洋变异性
模型成功复现了AS和BoB温度、盐度、Chl-a(mg/m³)和DO(μmol/kg)的时空格局。AS冬季对流混合使Chl-a表层富集，而BoB因淡水层结抑制垂直交换，但中尺度涡旋能突破层结输送营养盐。

反气旋涡对氧通风的差异化影响
反气旋涡(ACE)通过加深氧跃层促进DO向深层扩散，其效应与涡旋强度呈线性关系。AS的ACE诱导DO通风量比BoB高30%，但模型对弱涡旋的DO模拟存在偏差。

叶绿素垂直分布的纬度分异
AS的ACE引发Chl-a快速下沉后立即上浮，形成表层高浓度均匀柱；而BoB无此现象。AS的叶绿素最大深度(DCM)从赤道向北逐渐变浅，BoB则主要由涡旋控制其变异。

罗斯贝波的区域调控作用
BoB南部罗斯贝波频繁促进深层氧通风，而AS的温跃层、氧跃层和DCM深度受跨纬度罗斯贝波调控。BoB中北部则以涡旋主导变异，显示物理过程的区域特异性。

该研究首次量化了中尺度过程对北印度洋生物地球化学参数的纬度依赖性影响。AS的强通风机制可能缓解OMZ扩张，而BoB涡旋驱动的营养盐上涌维持了其"低产高储"特性。这些发现为改进区域碳循环模型提供了关键参数，对预测气候变化下海洋生产力格局演变具有重要科学价值。模型对弱涡旋的DO模拟偏差提示未来需加强小尺度过程参数化，而Argo与模型的协同分析范式为全球海洋观测提供了方法论参考。