2016年夏季南海海盆水体颗粒物粒径分布特征

颗粒物粒径分布(Particle Size Distribution,PSD)代表了颗粒物浓度与颗粒物粒径之间的关系,影响着海洋生态环境和水体光学特性等.文章基于2016年夏季航次调查的生物光学剖面数据,研究了南海海盆海域PSD的分布特征.研究发现,幂律函数可以较好地拟合南海海盆区域的PSD,对数空间中的实测的PSD与模拟的PSD平均决定系数高达0.95.PSD斜率(ξ)的分布范围为[1.27,7.65],均值为3.93±0.56.南海海盆区域表层水体的ξ均值与全球大洋表层水体的ξ均值相近,但高于海湾等表层水体的ξ均值.ξ能较好地表征颗粒物平均粒径DA的大小,两者存在明显负相关关系,即ξ值越高,DA越小;反之,DA越大.通过分析T1断面的生物光学剖面数据及总体平均的PSD剖面数据,发现PSD剖面分布特征如下:1)表层水体的ξ值相对较高,且DA值相对较低,推测可能是由于微微型藻类为主导颗粒物所致;2)ξ值极小值层出现在次表层叶绿素浓度极大值层(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer,SCML)中,并伴随DA极大值层的出现,其原因可能是SCML中的大粒径浮游植物占比显著增加;3)弱光层中的ξ值较SCML中的高,但略低于表层的ξ值,而DA则位于表层与SCML的DA之间,这可能与浮游植物及其碎屑的絮凝、分解、沉降等过程相关.PSD特征影响着海水的固有光学特性,分析发现:由于SCML中的叶绿素浓度增加,颗粒物散射系数(bp(532))和颗粒物后向散射系数(bbp(532))也相应呈现显著增加的趋势.弱光层中的平均bp(532)与平均bbp(532)最小.ξ与颗粒物衰减光谱斜率之间呈高分散性,Boss等(2001b)的模型适合用于粗略估算区域性的ξ分布范围及均值.