近日，我所科研團(tuán)隊(duì)在中尺度渦影響西北太平洋微塑料的三維分布研究方面取得重要進(jìn)展。該研究為揭示海洋微塑料的歸趨及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了新的科學(xué)依據(jù)，體現(xiàn)了海洋環(huán)境與物理海洋學(xué)科交叉研究的重要意義。

中尺度渦在海洋中普遍存在，主要包括反氣旋渦（anticyclonic eddy）和氣旋渦（cyclonic eddy）兩類。在北半球，反氣旋渦呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通常通過(guò)表層輻聚和下沉作用吸聚物質(zhì)；而氣旋渦呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，傾向于在海表產(chǎn)生輻散并將物質(zhì)向外排散。中尺度渦在全球海洋熱量、碳、營(yíng)養(yǎng)鹽、表層漂浮物及生物物種的輸運(yùn)與再分配過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。已有研究表明，反氣旋渦區(qū)域表層水體中微塑料的豐度通常高于氣旋渦區(qū)域，但關(guān)于中尺度渦如何影響海水微塑料三維分布的研究仍較匱乏。

針對(duì)上述問(wèn)題，依托我所“向陽(yáng)紅18”船西北太平洋微塑料調(diào)查航次，科研團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外多個(gè)單位的科研人員通力協(xié)作，在西北太平洋系統(tǒng)開展了反氣旋渦和氣旋渦對(duì)水體微塑料三維分布影響的研究，并獲得以下認(rèn)識(shí)：相較于氣旋渦，反氣旋渦對(duì)水體微塑料具有明顯的輻聚效應(yīng)，表現(xiàn)為反氣旋渦中微塑料豐度和特征多樣性均高于氣旋渦，且該影響在垂直方向上的作用深度至少可達(dá)600 m（如圖）。其中，海平面高度異常值（SLA）是反映反氣旋渦輻聚效應(yīng)的主要因素，與微塑料特征多樣性指數(shù)呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，該研究為理解物理海洋過(guò)程如何影響微塑料在大洋中的富集、垂向輸運(yùn)及再分配提供了新視角。

研究成果以“Influence of mesoscale eddies on the three-dimensional distribution of microplastics in the Western North Pacific”為題，發(fā)表于中科院一區(qū)TOP期刊《Environmental Science & Technology》。論文第一作者為我所資環(huán)中心丁金鳳助理研究員，通訊作者為該中心孫承君研究員，我所物理海洋室戴德君研究員和趙昌副研究員參與了本項(xiàng)工作。本項(xiàng)工作的合作單位包括中國(guó)海洋大學(xué)、青島海洋地質(zhì)研究所、美國(guó)馬里蘭大學(xué)以及英國(guó)普利茅斯大學(xué)等。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18906

反氣旋渦和氣旋渦影響水體微塑料三維分布示意圖