热带太平洋是全球海气相互作用最活跃的区域之一,发生在这里的海气碳交换过程对全球碳循环和气候变化具有关键作用。基于观测与模拟资料的总结,阐析了热带太平洋海气二氧化碳通量(FCO2)的时空变化特征和关键控制过程,并展望了未来可能的变化趋势。热带太平洋整体是大气CO2的碳源,平均释放量约为0.48 Pg/a,空间上呈现“源—汇”的东西不对称分布和“汇—源—汇”的南北准对称分布;时间上具有类似厄尔尼诺—南方涛动循环(ENSO)的变化特征,并且季节上2~3 月通量最低、9~10 月通量最高。热带太平洋海气碳交换过程受控因素复杂,大气CO2浓度是主导二氧化碳通量长期变化的主要外部强迫,并可通过调制ENSO过程间接影响其年际和年代际演变,风速是决定海气间传输速率的重要动力因素,洋流混合则通过水团输运直接实现碳的物质交换,温度和淡水输入一方面通过分别改变二氧化碳气体溶解度、稀释海水无机碳和总碱度来间接影响海水二氧化碳分压,另一方面又都是维持海洋层结状态,控制水体垂直交换的重要因素。以上诸多因素还与海洋生物地球化学过程密切耦合,通过海水碳酸盐平衡体系对海气碳交换过程施加调控。在未来人为碳排放增加的背景下,大气CO2浓度持续升高仍将主导热带太平洋海气碳交换过程的长期演变,并通过全球变暖引发的海水缓冲能力下降、温跃层梯度变化以及ENSO变率演化等过程重塑热带太平洋的碳源汇格局。因此,下一步应加强热带太平洋海气碳交换对全球变暖响应过程的研究,明确源汇转变的条件与可逆性。
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