在全球变暖大背景下，东亚台风登陆频率增加。台风引起的氮（Nr）湿沉降对海洋具有显著的生态环境影响。目前，登陆台风影响海洋氮沉降的机制尚不清楚。
中国科学院大气物理研究所葛宝珠研究员团队与来自中国气象科学研究院、中国农业大学、香港浸会大学、美国田纳西大学等研究学者深度合作，基于NAQPMS数值模式和沉降溯源技术，研究了登陆台风黑格比（2020）引起的Nr湿沉降及其海洋生态响应（图1）。首次从云内和云下沉降过程的角度，更新了我们对热带气旋引起的我国近海区域以及周边国家和地区的大气氮湿沉降来源途径（图2）。
结果表明，台风登陆后黄海和日本海的Nr湿沉降量比登陆前增加了近1000倍。高Nr湿沉降主要是由台风的“泵吸效应”引起，即台风的强抬升气流将地表的大气污染物迅速抬升至高空，继而随着台风移动路径输送至下游地区，并通过台风降水显著增加其湿沉降，其中Nr湿沉降是海洋中重要的营养盐，会导致部分海域浮游植物迅猛增长。在本次台风事件两周之后，卫星观测到台风路径上的海域出现了高浓度的叶绿素，印证了这一机制。通过沉降溯源技术进一步分析发现，近海地区高Nr湿沉降主要来自云内沉降过程，长三角作为本次台风的登陆区，其排放源是云内沉降来源的最大贡献者。这进一步阐明了台风的“泵吸效应”机制。
这项研究揭示了强对流天气系统对海洋生态环境的影响，提高了对登陆台风引起高Nr湿沉降机制的认识，有助于进一步制定高效积极的政策措施来保护海洋生态系统。研究成果近期发表于Environ. Sci. Technol. Lett.和Environ. Res. Commun. 期刊，第一作者分别为中科院大气物理研究所张颖博士后和谭琦馨博士生。该研究由国家自然科学基金项目（No. 42122049，41877313）、国家重点研发计划（2022YFC3702002）、中科院先导项目（XDA19040204）和地球模拟器（EarthLab）的资助和支撑。
图1 观测站点分布(蓝色三角和棕色方框分别代表CNEMC和EANET站点)及台风影响区域(橙色虚线)，包括亚洲大陆(OU)、黄海、渤海和东海北部部分区域(YS)、日本海(SJ)、中国大陆东部(EMC)和朝鲜半岛(KP)等。紫色线代表台风黑格比的路径，直方图表示平均累积降水(蓝)、Nox(橙)和Nrd(黄)湿沉降(a)。此外，为台风引起的Nox (b)和Nrd (c)湿沉降量(左轴)和相应增长因子(右轴)随时间的变化。以及台风登陆东亚大陆引起下游洋面Nr湿沉降的示意图(d)。“in-cloud”为云内湿沉降，“below-cloud”为云下湿沉降。
图2 台风 "黑格比 "在三个受台风影响的受体区域（a，b）韩国，（c，d）渤海和（e，f）长三角地区登陆时，云内（浅蓝色）和云下（深蓝色）湿沉降的来源贡献，除了贡献最大的7个源区，其余源区用IO和BO代替，分别代表云内和云下的其他源。左侧插图中的红框代表 "00:00 "UTC时间的台风位置，绿线代表6小时的台风路径）。
Citation:
1.Zhang, Y.; Su, X.; Ge, B.; Xu, X.; Tan, Q.; Chen, G.; Xu, D.; Chen, X.; Wu, L.; Gao, M.; Pan, X.; Guo, J.; Liu, X.; Fu, J. S.; Wang, Z., Enhanced Wet Deposition of Nitrogen Induced by a Landfalling Typhoon over East Asia: Implications for the Marine Eco-Environment. Environmental Science & Technology Letters 2022, 9 (12), 1014-1021. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.2c00762
2.Tan, Q.; Ge, B.; Itahashi, S.; Gan, L.; Zhang, Y.; Xie, S.; Liu, Y.; Xu, D.; Chen, X.; Wu, L.; Pan, X.; Wang, W.; Wu, J.; Li, J.; Wang, J.; Xu, X.; Fu, J. S.; Wang, Z., Unexpected high contribution of in-cloud wet scavenging to nitrogen deposition induced by pumping effect of typhoon landfall in China. Environmental Research Communications 2023, 5 (2), 021005. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7620/acb90b
