中国第37次南极科学考察(2020-2021年)南大洋微塑料观测数据通常将环境中粒径<5 mm的塑料颗粒称为微塑料。微塑料的化学性质稳定,可在环境中长期存在,被认为是一种新型环境污染物。海洋环境中的微塑料在洋流、潮汐、风浪等动力过程的驱动下可进行长距离的迁移,微塑料的大量累积对海洋生物和生态环境构成巨大威胁。研究发现,在远离人类活动的南北极地区也受到了微塑料污染的影响,其污染来源可能与大洋环流、大气传输、以及海洋航运等因素有关。但受到采样难度大等因素的影响,极地微塑料的研究相对较少。因此,检测南极海域微塑料的分布情况、补充微塑料数据,对微塑料污染的全球评价具有重要的科学价值。
本数据为中国第37次南极科学考察(2020年-2021)走航、CTD和拖网采集水体微塑料和沉积物微塑料的观测数据,以了解南极特定海区(普里兹湾、南极半岛)及邻区海域微塑料的赋存情况及迁移特征;为微塑料污染的全球评价提供基础数据和依据。
1.测量仪器
①仪器名称:体视显微镜、衰减全反射傅里叶变换红外显微成像光谱仪
②仪器型号:Nikon SMZ1270、PerkinElmer Spotlight 400
③标定方法:由仪器工程师按照《PerkinElmer Spotlight 400使用说明书》校准衰减全反射傅里叶变换红外显微成像光谱仪
2.观测方法和所获观测资料
2020年11月11日至2021年4月7日采集走航、CTD和拖网海水微塑料样品以及沉积物微塑料样品,并观察海洋漂浮垃圾的分布情况并记录,将样品密封、标记后,放置到-20 °C冰箱中保存。
2021年6月开始,对微塑料样品进行前处理后,用体视显微镜观察滤膜上的微塑料及疑似为微塑料的颗粒,然后用衰减全反射傅里叶变换红外显微成像光谱仪确定微塑料的聚合物类型,以获得南大洋的海水和沉积物中微塑料的数据资料。
3.观测区域
南极半岛、普里兹湾。
南大洋0.25°同化再分析数据集(1993-2022年)基于海洋耦合模式FIOCOM和数据同化得到的南大洋0.25 度分辨率温度、盐度、流速、海冰、海平面等同化再分析数据。0.25°分辨率的FIOCOM在COREv2气候态的强迫下进行了1300年的spinup积分,以使海洋模式由冷启动逐渐演变为准平衡态。随后模式的大气驱动场转为实际的驱动场,从1979年开始往后积分并逐步引入海冰和海洋的数据同化,所用的驱动场为JRA55-do,这也是国际耦合模式比较计划指定的驱动场。模式从1979年开始引入海冰密集度的数据同化,从1993年开始引入海水温度和盐度的数据同化,构建1993-2022年共30年的南大洋同化再分析数据集。
北极海洋与海岸带高时空分辨率卫星遥感数据集(2016-2020年)本数据收录了北冰洋海面风场、海浪、海表面温度、叶绿素a浓度高时空分辨率多源卫星遥感融合产品(2016-2020),以及北极典型岸段岸线变迁、北极重要河口湿地长时序卫星遥感监测数据。收集覆盖北极区域的散射计、辐射计、高度计、水色、中高分辨率光学、激光雷达等多源卫星遥感数据,基于多源卫星遥感数据,结合现场观测资料和辐射传输模拟数据,发展适合北极弱光照条件的海洋环境参数主被动光学遥感反演模型,研究卫星密集重访条件下的北极海洋环境信息多源卫星遥感融合方法,开展北极冰雪融化加剧背景下的海岛海岸带变迁高精度遥感监测;利用浮标、船舶等现场观测数据以及独立的遥感观测数据,研究北极海洋环境要素的时空分布特征。
西北太平洋大气(含气相、颗粒相)和表层水体颗粒相正构烷烃数据集(现代)搭载西北太平洋航次采集了大气样品(包括颗粒物TSP和气相PUF)和表层水样,通过样品分析调查了东海至西北太平洋碳质气溶胶(有机碳OC和元素碳EC)和正构烷烃(C14-C33)的大气传输、赋存和沉降。TSP样品中OC和EC含量的空间变化不一致,暗示了二者在来源上的异质性。相比于OC, EC在TSP 中的含量变化具有明显的气团差异,这与EC的来源密切相关;当陆源长距离传输减弱时,海洋性气团EC含量显著降低。取样期间,部分海洋性气团 OC含量也相对较高,这可能与海洋生物源的本地释放相关。海洋性气团中海洋有机质源正构烷烃的丰度显著高于陆源气团,且海洋性气团气溶胶中正构烷烃的构成谱与其在对应的海水表层颗粒物具有较好的相关性,暗示了破浪过程中海水表层薄膜富集的OC向上覆大气的释放和迁移。通过分析大气样品中正构烷烃的气-粒分配值与其过冷液体蒸汽压的线性关系,发现受陆源传输影响,不同性质气团中碳质气溶胶构成的明显差异使正构烷烃气-粒分配特征随不同性质气团而带有明显分异;部分海洋性气团线性关系缺失,这与海洋源正构烷烃同族体较强的颗粒相分配相关。相比于陆架边缘海,碳质气溶胶及其吸附的正构烷烃的风成输送对开阔西北太平洋底边层陆源脂类的赋存贡献更显著。
西北太平洋日本海LV53-23-1岩芯近6万年以来沉积物粒度数据集(晚更新世)对位于西风环流下风区日本海中部LV53-23岩芯沉积物的粒度特征进行了研究, 重建了日本海末次冰期 (~60 ka)以来的西风环流演化历史和空间变化规律. 结果显示, 岩芯沉积物以粉砂为主且粒度频率分布曲线多呈单峰分布, 与现代日本黄沙和前人报道的邻近区域的岩芯粒度特征一致, 具有典型的风尘沉积特征. 众数粒组-粉 砂组分的中值粒径分析表明, 粉砂组分中值粒径可以用作岩芯沉积反映西风环流的替代性指标. 在亚轨道及千年 尺度上, 粉砂组分中值粒径在MIS3 期的冰阶-间冰阶千年尺度旋回与西风环流密切相关。
本数据集包括0-2 mm以0.15ф为间距的不同粒级含量变化、中值粒径、平均粒径、分选、偏度、峰态、砂、粉砂、粘土含量等信息。
西北太平洋大气有机碳、元素碳数据集(现代)搭载西北太平洋航次采集了大气样品(包括颗粒物TSP和气相PUF)和表层水样,通过样品分析调查了东海至西北太平洋碳质气溶胶(有机碳OC和元素碳EC)和正构烷烃(C14-C33)的大气传输、赋存和沉降。TSP样品中OC和EC含量的空间变化不一致,暗示了二者在来源上的异质性。相比于OC, EC在TSP 中的含量变化具有明显的气团差异,这与EC的来源密切相关;当陆源长距离传输减弱时,海洋性气团EC含量显著降低。取样期间,部分海洋性气团 OC含量也相对较高,这可能与海洋生物源的本地释放相关。海洋性气团中海洋有机质源正构烷烃的丰度显著高于陆源气团,且海洋性气团气溶胶中正构烷烃的构成谱与其在对应的海水表层颗粒物具有较好的相关性,暗示了破浪过程中海水表层薄膜富集的OC向上覆大气的释放和迁移。通过分析大气样品中正构烷烃的气-粒分配值与其过冷液体蒸汽压的线性关系,发现受陆源传输影响,不同性质气团中碳质气溶胶构成的明显差异使正构烷烃气-粒分配特征随不同性质气团而带有明显分异;部分海洋性气团线性关系缺失,这与海洋源正构烷烃同族体较强的颗粒相分配相关。相比于陆架边缘海,碳质气溶胶及其吸附的正构烷烃的风成输送对开阔西北太平洋底边层陆源脂类的赋存贡献更显著。