黑潮海流调节公海中多氯联苯的海气交换

海气扩散通量是公海中多氯联苯(PCB)的主要来源。海洋生物泵、洋流平流和涡流扩散影响PCBs在海洋表面的分布，进而影响海气扩散通量。

生物泵是指浮游植物吸收海水中溶解的多氯联苯，然后通过下沉颗粒输出到深海。洋流从偏远地区带来不同浓度多氯联苯的水改变当地PCBs浓度;涡流扩散作用是降低多氯联苯浓度的空间梯度。

西部边界流，宽度为100-200公里，紧贴陆地流动。由于离陆地很近，陆地上的高排放导致这些西部边界洋流中PCB的气体浓度很高。因此，这些水流可能含有高浓度的PCB，并在远离陆地时逐渐将PCB释放到空气中。因此，这些西边界流可能在全球多氯联苯的海气交换中发挥重要作用。

在这项发表在《环境科学与技术》(EnvironmentalScience&Technology)上的新作品中，为西北太平洋(NWPO)开发了三维水动力-生态系统-PCB耦合模型，以模拟四种PCB同类物的运输和生物过程。

在该模型中，使用高分辨率水动力模型(1/12°)再现了真实的西部边界流;全耦合生态系统模块用于表示PCB上的生物泵效应;PCBs大气模型的结果被用作表面边界条件，以分析海洋PCBs浓度的空间和时间变化。

该模型揭示了海气通量的精细结构，该结构对洋流(尤其是黑潮)的存在很敏感。在日本南部的黑潮地区和日本东部的黑潮延伸区分别可以发现强烈的向下和向上扩散通量。敏感性实验表明，在仅考虑海气交换的情况下，西边界强流区需要~4天，弱流区需要1~3天才能使表面溶解的PCBs浓度达到平衡。

另一方面，在仅考虑海洋平流的情况下，表面溶解的PCBs浓度的平衡时间在强西边界流区域变为~1天，在弱流区域变为3~12天。因此，弱流区表面溶解的PCBs浓度主要受海气交换控制，因为海气交换的平衡时间比海洋平流短。

同理，西边界流区表层溶解的PCBs浓度主要受海洋平流控制，说明黑潮携带的上游溶解的PCBs很容易通过破坏与原始空气的平衡而改变下游溶解的浓度-海洋交换并引发新的海气通量。

目前PCBs的全球归宿模拟多基于多媒体模型，其大洋舱室被简化为盒模型，忽略了洋流平流对PCBs的直接影响，水平分辨率为~100km的全球模型过于粗糙，无法重现现实的西部边界水流。

因此，全球PCBs海洋模拟并未充分考虑西部边界流对PCBs浓度的影响。一个重要的意义是，在PCB的全球分布和归宿的大气建模中，应考虑西部边界流对PCB的海气扩散通量的影响。

更多信息：MinYang等人，黑潮调