南北極科學(xué)考察航線海洋含硫氣溶膠的空間分布特征.pdf

1、MSA（甲基磺酸）主要來自于海洋浮游植物的產(chǎn)生，作為海洋生物來源的指示物，用于估計海洋的初級生產(chǎn)力。MSA可以形成氣溶膠，這種含硫氣溶膠可以直接散射太陽輻射直接影響地球輻射平衡，此外還可以為云凝結(jié)核(CCN)提供了來源，影響云量和云的反照率，間接的影響地球反射的收支平衡。對氣候變化產(chǎn)負反饋作用。盡管一些科研工作者對南北極的MSA進行了研究。然而，有關(guān)南北極MSA的報道主要是以沿岸陸地為基礎(chǔ)的。為了更為全面的了解南北極海洋區(qū)域生物硫釋放，

2、因此在南北極海洋上空MSA的研究應(yīng)該予以重視。本文報道了中國第四次北極科學(xué)考察(CHINARE2010)、第五次北極科學(xué)考察(CHINARE2012)和第28次南極科學(xué)考察(CHINARE11/12)航線上海洋邊界層MSA和Nss-SO42-（非海洋性硫酸鹽）。我們的目的是了解南北極地區(qū)MSA的空間分布，探討其影響因素和MSA的產(chǎn)生機制。本文的研究成果還可以為MSA氣溶膠的模擬提供實測數(shù)據(jù)支持。主要認識和結(jié)論如下:
　　在中國第五

3、次北極科學(xué)考察航線北冰洋海域，氣溶膠樣品中MSA的濃度變化范圍很大，從未檢測出（低于方法檢出限）到229ng/m3，平均值為27±54ng/m3(中間值:10ng/m3)。MSA濃度在北冰洋上空呈現(xiàn)明顯區(qū)域性變化。高濃度的MSA在挪威海海域發(fā)現(xiàn)，主要是因為該地區(qū)的高的浮游植物初極生產(chǎn)力和高DMS通量造成。MSA在中心北冰洋多年老冰區(qū)上空的濃度要低于楚科奇海冰區(qū)邊緣海域。另外，物理因素也會影響MSA的分布，高濃度MSA通常與較高的海水表面

4、溫度相對應(yīng)，并且發(fā)現(xiàn)MSA和海水表層溫度具有很好的相關(guān)性。
　　在60°S以南（南大洋）海域檢測到MSA平均濃度很高（76±82ng/m3）。在南大洋海域，除了MSA濃度高以外，其Nss-SO42-的含量也較高。夏季南大洋海冰融化達到最大范圍時，大氣氣溶膠中的MSA和Nss-SO42-濃度均上升，這可能與該海區(qū)葉綠素濃度比其他海域偏高且海氣交換速率很高有關(guān)。
　　在全球尺度上，MSA濃度從低緯度地區(qū)向高緯度海域有上升趨勢，而

5、Nss-SO42-則有相反的變化趨勢.北半球低緯度地區(qū)大氣氣溶膠中Nss-SO42-主要是因為受到人為活動污染的影響，且Nss-SO42-與NO3-具有很好的相關(guān)性(R2=0.83，P＜0.001)。這主要是因為大氣中高濃度的氮氧化物能夠提高DMS的氧化效率，因此，具有高濃度NOx的污染氣體會使大氣中的Nss-SO42-濃度呈現(xiàn)高值.
　　MSA/Nss-SO42-(R)在南北半球呈現(xiàn)不同分布。北半球的R值明顯比南半球低，因為北半