第七届青年地学论坛

二甲基硫（dimethyl sulfide，DMS）是一种重要的海洋生源活性气体，也是大气中最丰富的生源硫化物，经估算全球海洋的DMS年释放量达到28.1 Tg S，约占全球生源硫排放量的90%和自然硫排放量的70%。来自海洋的DMS对全球硫循环的收支平衡具有重要贡献；此外，DMS在进入大气后可迅速被某些自由基氧化，产生的甲基磺酸盐和非海盐硫酸盐对于天然气溶胶和云的形成和演化至关重要，因此DMS对全球辐射收支和气候变化有着深远影响。二甲巯基丙酸内盐（DMSP）是海洋浮游植物细胞内的一种普遍存在的硫代谢产物，它可以在DMSP裂解酶的作用下生成DMS，这也是海水中DMS的主要来源途径。生成的DMS的可以被微生物所代谢、光化学降解成二甲亚砜（DMSO）以及通过海气交换进入大气。海洋上层混合层的这些生产和迁移转化过程控制了DMS对大气的海气交换，并最终影响了DMS的气候环境效应。因此，我们对西北太平洋和中国陆架海二甲基硫的生产、循环和海气交换过程以及DMS释放对大气硫酸盐气溶胶的贡献展开了一系列研究。
研究发现，无论是在西北太平洋还是中国陆架海，海水中DMS、DMSP和DMSO都有着相似的分布趋势。由于DMS的生源特性，很多研究尝试在DMS与叶绿素a（Chl-a）浓度之间建立定量关系以实现卫星遥感预测DMS浓度分布。但是仅仅在中国陆架海发现二者之间有着显著的相关性，这可能是因为中国陆架海初级生产力较高，浮游植物生物量是DMS分布的主要控制因素；而在贫瘠的西北太平洋，DMS的生产过程受到更多环境因素的影响，DMSP受外界环境调控的特异性合成也控制了DMS的分布。现场甲板培养实验发现降解的DMSP只有大约一半会转化成DMS，而生成的DMS超过一半直接被微生物所代谢。通过对DMS光化学降解实验的模拟，我们发现DMS的光化学降解有着明显的波长依赖性；经过光量子通量校正后，不同辐射波段下（UVB：UVA：PAR）的DMS光化学降解效率比约为391：36：1，UVB波段光降解DMS的效率要远远高于UVA和PAR。但是考虑到实际太阳辐射的光谱组成，UVB、UVA和PAR对表层海水中DMS光降解的实际贡献分别为40.6%、41.2%和18.2%。中国陆架海和西北太平洋DMS的海气通量分别为8.84和4.11 μmol m^–2 d^–1，虽然陆架海域在全球海洋中占比较小，但是由于其较高的初级生产力，依然是大气DMS的重要净源。通过对海洋上层混合层中DMS的收支进行分析，发现在中国陆架海微生物消耗、光化学降解和海气交换分别占DMS总去除量的40.0%、41.2%和18.8%，而在西北太平洋这一比例为74.3%、19.3%和6.5%。虽然海气交换是西北太平洋中最次要的去除途径，但是DMS的释放仍然贡献了接近一半的大气非海盐硫酸盐的负荷。
 

二甲基硫,气溶胶,非海盐硫酸盐,西北太平洋,中国陆架海