6月18日，海洋與氣象學院陳法錦教授團隊在氣候學和大氣科學領域國際頂級學術期刊npj Climate and Atmospheric Science（中科院1區，5 year IF=10.2）上發表題為“Hemispherical scale mechanisms of nitrate formation in global marine aerosols”的研究論文。npj Climate and Atmospheric Science是地學領域三大Nature子刊之一（包括Nature Geoscience、Nature Climate Change、npj Climate and Atmospheric Science），該期刊的年發文量通常不超過100篇。
該研究團隊通過收集8個大洋航次（覆蓋全球五大洋）的大氣樣品，利用穩定同位素示蹤手段，結合全球尺度的臭氧、NOx、BrO、羥基自由基（OH）、日照時數等多個數據源，揭示了人類活動持續排放的NOx如何在大氣臭氧、OH、BrO等氧化劑作用下，形成海洋大氣邊界層的硝酸鹽，并最終影響海洋生產力。研究結果顯示，在北半球，海洋大氣硝酸鹽的形成主要受控于日照時長控制的OH（白天反應）和臭氧（夜間反應）氧化兩種途徑；而在南半球，大氣硝酸鹽的形成途徑則主要以BrO（南極海冰釋放）的氧化途徑為主（圖1）。由于OH相比BrO具有更高的氧化效率（約5倍），北半球海洋大氣中硝酸鹽的形成（NOx的去除）效率更高，這是北半球大氣硝酸鹽的濃度和沉降通量遠高于南半球（超過兩倍）的原因（圖1）。這表明大氣氮沉降對北半球海洋生產力的貢獻相比南半球更顯著，這對開闊大洋氮限制區域（如北大西洋副熱帶環流區和北太平洋副熱帶環流區）的海洋生產力具有重要的意義。該研究為制定有效減緩全球氮氧化物污染排放的政策提供了科學依據，并提高了我們對全球氮氧化物排放持續升高對海洋生產力影響的認識。
該論文以廣東海洋大學為第一完成單位，廣東海洋大學2021級博士研究生勞齊斌為第一作者，陳法錦教授為通訊作者，自然資源部第二海洋研究所李宏亮研究員、自然資源部第三海洋研究所顏金培研究員、廣東海洋大學金廣哲副教授、朱慶梅老師、陳淳青、何桂容等人作為共同作者完成了相關研究工作。該研究得到了國家自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41612-024-00694-2.pdf
Lao, Q., Li, H., Yan, J., Jin, G., He, G., Chen, C., Zhu, Q., Chen, F*.2024.Hemispherical scale mechanisms of nitrate formation in global marine aerosols. npj Climate and Atmospheric Science, 7, 139.
圖1.南半球和北半球海洋大氣硝酸鹽形成機制
