[01302085]基于区域观测系统的台湾海峡海洋环境变动与生态响应研究

本项目属地球科学之海洋科学领域区域海洋学范畴。在海洋观测系统技术创新基础上，研究台湾海峡在不同时空尺度上海洋环境及生态系统对全球变化的响应。　　本项目瞄准气候－海洋环境变动及其生态响应这一国际前沿研究热点，聚焦受东亚季风控制、动力条件复杂、天气尺度过程影响强烈的台湾海峡作为研究区域，在突破海洋生态系统初级生产关键参数的遥感反演及可业务化运行数值模型关键技术的基础上，研究台湾海峡多时间尺度的海洋动力环境变动规律及其生态响应，取得一系列创新成果。　　1）领先开展中国海多传感器产品接续与半分析算法产品验证的工作，确证以半分析算法反演海洋生态系统初级生产关键参数（浮游植物生物量和真光层深度）的优越性，为从事中国海科学研究的同仁、乃至全球同行获取精确的初级生产参数遥感时序列应用于全球变化区域生态响应研究，提供了坚实的依据；自主研发了台湾海峡三维温、盐、流数值模型和双向嵌套风暴潮－天文潮耦合数值预报模型，在国内首次采用了四维变分方法，在台湾海峡区域内实现模型对地波雷达、遥感海水表面温度、大浮标等多源实测数据的实时同化，实现业务化运行。　　2）基于区域海洋观测系统的创新，本项目利用遥感数据高时空覆盖度、可构建长时间序列的优势，耦合数值模型和在线现场监测数据，系统地揭示台湾海峡这一典型亚热带区域海洋环境在年际、季节及极端天气事件等多时间尺度上海洋动力环境的变动与生态响应的特征和机制。年际变动尺度上，首先发现台湾海峡夏季近岸上升流强度的年际变动规律与ENSO关联，时滞3～6个月，生态响应信号显著，从浮游植物到浮游动物直至中上层鱼类资源都出现异常；强El Nino事件则导致台湾海峡冬季出现暖事件，浮游植物生物量下降；这些重要发现为全球气候变化在中国海的区域响应研究提供了一个较系统的典型实例。季节变动尺度上，探明了台湾浅滩锋、浙闽沿岸锋、彰云海脊锋和东海陆坡黑潮锋四个比较稳定的海表温度锋与近岸上升流的共同作用，是海峡内叶绿素a季节分布呈现显著空间变异的主要原因，明确了叶绿素以冬季为最高的基本特征。极端天气事件尺度上，揭示了寒潮大风极端天气条件下闽浙沿岸流入侵台湾海峡东侧的机理；发现台风会导致台湾海峡出现南向通量事件，对重新估算台湾海峡海水通量具有重要意义。　　本研究在Journal of Geophysical Research、Geophysical Research Letters、Remote Sensing of EnⅥronment、Continental Shelf Research等本学科主流SCI期刊发表论文30篇；博硕士学位论文23篇；研究论文被包括SCI期刊论文他引127次，研究成果得到国内外同行认可，为探索全球气候变化在中国海区域响应提供了典型实例，提升了我国在相关研究领域的国际影响力；所突破的遥感反演和数值模型综合性创新技术为我国区域海洋学研究提供了技术示范，并在风暴潮灾害预警预报、海流预报及海难救助、卫星与地波雷达遥感监测的应用上取得了直接成效，成为海洋环境科学技术服务沿海地区防灾减灾的一个典型范例。