基于生物地球化学 Argo 观测的硅酸盐、硝酸盐和碳输出与补充通量的全球分布图

《Scientific Reports》：Global maps of silicate, nitrate, and carbon export and resupply fluxes from Biogeochemical Argo observations

　　

摘要

营养物质和碳从表层海洋到海洋内部的再分布调节着海洋生产力和气候，然而，基于观测的全球导出和补给通量估计仍然约束不足，因为大多数现有估计依赖于固定的化学计量假设。在此，我们开发了一个混合多元线性回归和神经网络框架，利用水文观测重建硅酸盐、硝酸盐和溶解无机碳，并将其应用于 2003 年至 2021 年间收集的 106,905 个生物地球化学 Argo 剖面。该方法生成了首张基于观测的全球硅酸盐、硝酸盐和碳的年度向下导出和向上补给通量图。这些地图揭示了硅、氮和碳循环之间显著的区域解耦现象。硅酸（Si(OH)?；以下简称硅酸盐）导出的空间变异性比硝酸盐导出大得多，其中最高的硅酸盐：硝酸盐导出比出现在南大洋，并向北跨越印度洋 - 太平洋递减，而大西洋的大部分区域的特征是硅酸盐：硝酸盐导出比低于 1。南纬 45° 以南的南大洋约占全球生物介导碳导出和向海洋内部净碳移除量的 30%。这些基于观测的全球地图为研究营养盐 - 碳耦合及其对未来气候变化的响应提供了新的基准。