Time‐series observations of photosynthetic oxygen production in the subtropical western North Pacific by an underwater profiling buoy system
Time‐series observations of photosynthetic oxygen production in the subtropical western North Pacific by an underwater profiling buoy system
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水下剖面浮标系统对北太平洋副热带光合产氧的时间序列观测
DOI：
10.1002/lno.11372
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发表时间：
2019
影响因子：
4.5
通讯作者：
Abe Osamu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fujiki Tetsuichi;Inoue Ryuichiro;Honda Makio C.;Wakita Masahide;Mino Yoshihisa;Sukigara Chiho;Abe Osamu
2012年7月至2013年3月，我们使用配备快速重复率荧光计和溶解氧（DO）传感器的剖面浮标系统在北太平洋副热带环流西北部（北纬30°，东经145°）进行了时间序列观测，以了解浮游植物总产氧量（GOP）的垂直和时间变化及其对上层海洋氧气循环的贡献。在分层条件下（7 月至 11 月），每日 GOP 略超过 2 mmol O2m−3d−1，且仅在近地表水域。然而，在浮游植物大量繁殖的垂直混合时期（12月至3月），上层30米处的每日GOP增加，并且经常超过5 mmol O2m−3d−1。在分层期间，透光层内的深度积分日 GOP (∫GOPEL) 相对较低 (84.0 ± 23.6 mmol O2m−2d−1)，但随着垂直混合逐渐增加，并于 2013 年 3 月 17 日达到 460 mmol O2m−2d−1。此外，在分层条件下，地下氧气最大值（SOM）在混合层深度（MLD）下方形成，因为陡峭的密度梯度限制了MLD下方产生的氧气向上扩散。在垂直混合期间，SOM消失，上部100米内的DO浓度通过增加∫GOPEL和大气吸氧量而增加。利用我们的浮标观测和海气通量模型，我们估计在分层阶段，24%±7%的∫GOPEL被排放到大气中，而在混合阶段，∫GOPEL大约是海洋从大气中吸收氧气速率的2.4倍。
We conducted time‐series observations in the northwestern part of the North Pacific subtropical gyre (30°N, 145°E) from July 2012 to March 2013 using a profiling buoy system equipped with a fast repetition rate fluorometer and dissolved oxygen (DO) sensor in order to understand vertical and temporal variations in gross oxygen production (GOP) by phytoplankton and its contribution to the oxygen cycle in the upper ocean. Under stratified conditions (July–November), daily GOP slightly exceeded 2 mmol O2m−3d−1and only in near‐surface waters. However, during periods of vertical mixing (December–March) when phytoplankton blooms occurred, daily GOP increased in the upper 30 m and often exceeded 5 mmol O2m−3d−1. The depth‐integrated daily GOP within the euphotic layer (∫GOPEL) was relatively low (84.0 ± 23.6 mmol O2m−2d−1) during stratification, but increased gradually with vertical mixing and reached 460 mmol O2m−2d−1on 17 March 2013. Additionally, during stratified conditions, a subsurface oxygen maximum (SOM) formed below the mixed‐layer depth (MLD) because the steep density gradient constrained upward diffusion of oxygen produced below the MLD. During the period of vertical mixing, the SOM disappeared, and DO concentrations within the upper 100 m increased through both increasing ∫GOPELand atmospheric oxygen uptake. Using our buoy observations and air–sea gas flux model, we estimated that 24% ± 7% of ∫GOPELwas emitted to the atmosphere during the stratification period, and ∫GOPELduring the mixing period was about 2.4 times the rate of oxygen uptake by the ocean from the atmosphere.
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