摘要
随着全球变暖,中太平洋(CP)厄尔尼诺现象的频率增加,有必要重新评估厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对海洋碳循环的影响。尽管传统的东太平洋(EP)厄尔尼诺现象已经得到了充分研究,但在边缘海域,厄尔尼诺现象的生态影响仍不明确。通过25年的卫星数据记录,我们发现中国海域对EP和CP厄尔尼诺现象的浮游植物响应存在差异。这种不对称性在该地区并不均匀。EP厄尔尼诺现象主要通过分层作用抑制了南中国海的初级生产力:较浅的冬季混合层限制了营养物质的供应,随后夏季温度升高和西部北太平洋副热带高压(WNPSH)的加强及西移加剧了营养限制。相反,CP厄尔尼诺现象通过混合作用促进了浮游植物的生长,尤其是在黄海和东海:冬季混合层加深,营养物质得到丰富,随后WNPSH向东北方向移动,使表层海水降温并减弱了这些北部海域的分层。这些发现表明,WNPSH作为一个关键的“大气开关”,将生态系统切换到相反的代谢状态。我们的研究强调了区分不同类型的厄尔尼诺现象对于准确预测变暖气候下大陆架海域生产力和生物碳泵效率的重要性。
通俗语言摘要
科学家现在区分两种类型的厄尔尼诺现象:传统的东太平洋(EP)厄尔尼诺和日益频繁的中太平洋(CP)厄尔尼诺。在这项研究中,我们分析了25年的卫星观测数据,以了解这两种厄尔尼诺现象如何影响中国海域的浮游植物。我们发现它们的影响是相反的。在EP厄尔尼诺期间,大气环流的变化导致海洋条件变得更温暖和稳定,限制了表层水域的营养物质供应,抑制了浮游植物的生长,尤其是在南中国海。而在CP厄尔尼诺期间,大气条件有利于更强的海洋混合,将营养物质带到表层,促进了浮游植物的生长,尤其是在黄海和东海。这些发现表明,不同类型的厄尔尼诺现象可以引发沿海海洋中相反的生物反应。随着气候变化可能导致CP厄尔尼诺现象更加频繁,了解这些差异对于预测未来的海洋生态系统、渔业资源和海洋碳储存非常重要。
利益冲突
作者声明与本研究无关的利益冲突。
数据来源说明
每月的叶绿素a(Chl-a)浓度数据来自欧洲航天局海洋颜色气候变化计划(ESA Ocean Colour Climate Change Initiative,2023)。每月的净初级生产力(NPP)数据集来自俄勒冈州立大学海洋生产力模型(Oregon State University Ocean Productivity,2026)。每月的海表温度(SST)数据来自NOAA最优插值海表温度V2.1高分辨率数据集(NOAA National Centers for Environmental Information,2020)。每月的10米风速、短波辐射、海平面压力、总云量和降水量数据来自Copernicus气候变化服务的ERA5月平均数据(Copernicus Climate Change Service,2025)。每月500 hPa和850 hPa位势高度风速数据来自NOAA PSL提供的NCEP-NCAR再分析1(NOAA Physical Sciences Laboratory,2026)。每月的混合层深度(MLD)、生物量预算(BBP)、光合有效辐射(PAR)和Kd数据集来自俄勒冈州立大学海洋生产力模型(Oregon State University Ocean Productivity,2026)。每月的硝酸盐、磷酸盐和氧气浓度数据来自Mercator Ocean International的Copernicus海洋服务全球海洋生物地球化学分析和预测产品(Mercator Ocean International,2026)。图表所使用的代码存档在Zenodo上(P. Chen,2025)。


