两个超强连续热带气旋对阿拉伯海海表温度和叶绿素a影响

徐华兵，莫镇廷，杨丰成，单雨才，付东洋

两个超强连续热带气旋对阿拉伯海海表温度和叶绿素a影响

徐华兵，莫镇廷，杨丰成，单雨才，付东洋

（广东海洋大学电子与信息工程学院，广东 湛江 524088）

【目的】研究两个连续的热带气旋（tropical cyclones，TC）与中尺度涡共同作用下对阿拉伯海上层环境的影响。【方法】基于遥感、Bio-Argo浮标数据和HYCOM模式数据，探讨TC引起的混合、埃克曼抽吸和移速等因素对海表降温和浮游植物变化的影响机制。【结果与结论】TC Chapala（2015年，4级，萨菲尔-辛普森飓风等级）过境后，四个中尺度涡区域中降温最明显的区域（平均最大降温幅度达3 ℃）发生在TC移速较慢（≤4 m·s-1）时经过的气旋涡海域。由于第一个超强TC Chapala造成的强烈的混合和海表显著降温，强度弱于TC Chapala的TC Megh（2015年，3级）很难造成更深的混合，低温水体无法带到表层，抑制了第二次降温，但海表温度缓慢恢复，持续的低温长达两周，远比单个TC造成的降温时间长。在两个TC作用下，阿拉伯海海表叶绿素a浓度增加明显，其中三个气旋涡区域最显著。TC Chapala较慢经过气旋涡区域，使得该区域平均叶绿素a浓度增加到0.93 mg·m-3（原始水平的4.6倍）。而第二个TC Megh过境后，海表叶绿素a浓度持续增加，在近岸附近的气旋涡区域平均叶绿素a浓度达到1.48 mg·m-3，浮游植物在3周后才恢复到TC Chapala过境前水平。虽然两个TC强度超过3级，但是在反气旋涡区域海表降温和叶绿素a浓度变化均不显著，主要原因是反气旋涡造成较厚的混合层和下降流抵消了TC引起的混合和上升流作用。此外，Bio-Argo观测结果显示连续TC的过境造成了阿拉伯海低氧区次表层溶解氧的降低。阿拉伯海上层海洋对TC的响应，不仅取决于TC自身的风速、移速和埃克曼抽吸，也受海洋上层环境的影响，特别是中尺度涡的影响。

连续热带气旋；海表温度；叶绿素a浓度；中尺度涡

热带气旋（tropical cyclones，TC）对海洋上层环境影响程度主要由其强度、移动速度和海洋上层环境（如中尺度涡）等因素决定。移速较慢的TC将引起更显著降温，并促进浮游植物更快生长[1]。而移速较快的TC的海表降温则不显著[2]。中尺度涡普遍存在于阿拉伯海。在存在气旋涡的条件下，TC引起的海表降温更剧烈，浮游植物藻华更明显。Ma等[3]报道在TC影响下气旋型涡促进海面温度降低，而反气旋涡倾向于抑制这种海洋反应。Walker等[4]发现墨西哥湾TC Ivan迅速加强了气旋性涡的强度，TC通过后3 ～ 4 d，浮游植物大量繁殖。

阿拉伯海和孟加拉湾同属于北印度洋，然而阿拉伯海TC发生的频率明显地低于孟加拉湾。孟加拉湾海表温度相对暖和，更有利于TC的产生。目前，有关TC对海表温度和叶绿素影响的报道大多数集中在孟加拉湾[5-8]，而阿拉伯海的研究则相对较少[9-12]。近年，阿拉伯海的强TC发生频率在增加[13]，因此有必要关注阿拉伯海受强TC过境的影响。

近年来太平洋和马尾藻海等海域连续TC对海洋的影响开始引起学者们关注[14-21]。连续的TC将会叠加气旋引起的混合和上升流作用[19]。同时由于第一个TC打破海洋上层的成层，第二个TC更容易产生混合[21]，导致更显著的降温和浮游植物生长[15]，海洋上层环境恢复时间长达一个月[14]。此外，更加显著的降温和浮游植物浓度的增加出现在连续TC影响下的气旋涡海域[14,19,21]。另外一方面，由于第一个TC导致的海表降温和对气旋涡强度的增加，将会影响第二个TC的强度，使其明显弱于第一个TC的强度[14]。而在低氧区阿拉伯海两个连续的TC对海洋上层环境的影响尚未见充分探讨。本研究探讨两个超强连续TC Chapala（2015）和Megh（2015）对阿拉伯海上层海表温度和叶绿素的影响，研究TC自身的强度、移速和埃克曼抽吸与中尺度涡共同作用下海洋环境的变化过程，为研究复杂海洋环境下的海洋响应特征提供参考。

1 数据与方法

1.1 热带气旋

TC的路径数据来自Joint Typhoon Warning Center(http://www.usno.navy.mil/NOOC/nmfc-ph/RSS/jtwc/best_tracks/）。该数据集包括TC6 h时间序列的中心位置和高于平均海平面10 m处的最高持续风速（Maximum sustained wind, MWS）。每个TC的移动速度是根据其气旋中心的位置变化计算而来。TC Chapala形成于2015年10月27日，10月28日向北运动，29日向西北移动，最后一直向西运动，越过阿拉伯海，于11月3日在瑞叶登陆（图1）。TC Megh在TC Chapala消亡时，于2015年11月4日在阿拉伯海中部海域形成。它于11月5日和6日先向西南方向移动，然后近似平行于TC Chapala的路径向西移动，于11月10日登陆（图1）。本研究将TC过境前后时间分为四个阶段进行研究：TC过境前（2015年10月22日－10月28日）、TC Chapala过境期间（2015年10月29日－11月4日）、TC Chapala过境期间（2015年11月5日－11月11日）和TC过境后（2015年11月12日－11月18日）。

热带气旋依据萨菲尔-辛普森飓风等级划分

1.2 遥感数据、Bio-Argo数据和HYCOM数据

从www.aviso.oceanobs.com中提取海表地转流速度和海表高度异常（SLA）。从HERMES提供的GlobColour数据库（https://hermes.acri.fr/index.php）获得每天海面叶绿素（Chl-a）。该数据运用Garver-Siegel-Maritorena （GSM）模型融合了SeaWiFS，MODIS，MERIS和VIIRS叶绿素数据，分辨率为4 km。海表面每天的风场遥感数据（平均海表面以上10 m）和风应力数据来自ftp.ifremer.fr/ifremer/cersat/products/gridded/MWF / L3 / ASCAT /，其分辨率为0.25° × 0.25°。Bio-Argo浮标叶绿素a和溶解氧数据由https://dataselection.euro-argo.eu/提供，本研究筛选出TC过境期间的两个Bio-Argo浮标2902120和2902123，观测周期均为10 d。HYCOM GLBa的混合层厚度（ocean mixed layer depth, MLD）数据由http://apdrc.soest.hawaii.edu/datadoc/hycom_global.php提供，分辨率为0.08°。

Ekman抽速（EPV）由表面风应力矢量计算如下[22]：

其中0为海水质量浓度，设为1 025.0 kg·m–3，为科氏力系数（Coriolis parameter）。

2 结果与分析

2.1 中尺度涡和两个TC的相互作用

为方便分析，本研究根据海表高度异常数据和地转流的分布（图2），选取4个中尺度旋涡：阿拉伯海西部气旋涡（WCE）、中部海域气旋涡（CCE）、1个TC影响下新生成的气旋涡（NCE）和一个西边海域的反气旋涡（AE）。TC Chapala过境引起AE的SLA的显著降低，该海域平均SLA从35.49 cm降到7.65 cm。在阿拉伯海中部海域新生成一个气旋冷涡NCE，该海域SLA逐渐减低，在TC Megh过境期间NCE海域平均SLA降至-3.87 cm。而两个气旋涡CCE和WCE在两个TC影响下整体强度变化不大，但影响范围发生变化。TC Chapala形成后于2015年10月30日达到最大风速（67 m·s-1，4级TC-萨菲尔-辛普森飓风等级），经过气旋涡CCE后其强度逐渐减弱，经过反气旋涡AE期间，于2015年11月1日TC强度逐渐增强至第二高风速（62 m·s-1），随后风速逐渐降低[3]（图3）。TC Megh形成后其风速逐渐增强，越过反气旋涡AE期间，其风速于2015年11月8日达到最大值（57 m·s-1，3级TC），随后逐渐减弱。

图2 TC Chapala和TC Megh过境前后四周内的周平均海表高度异常

Fig.2 The average weekly SLA during four weeks before and after TC Chapala and TC Megh

图2 （续）

Fig.2 （Continued）

图3 2015年热带气旋Chapala和Megh的风速和移速

2.2 海表温度的变化

由图4(a)可以看出，TC生成前阿拉伯海大范围海域的SST均高于29 °C，高温水体为两个强TC的生成提供了充分能量。TC Chapala过境期间，阿拉伯海大范围海表温度出现明显降低，TC运动轨迹的右侧降温最为明显，最大降温约3 °C。其中最大降温出现在CCE区域（图4(b)），该海域的平均埃克曼抽吸速率最大（图5(b)），并于10月31日达到峰值1.55 × 10-4m·s-1（图6(b)）。同时TC Chapala在该海域移速很慢（< 4 m·s-1），移动缓慢的TC（平移速度≤ 4 m·s-1）能够产生强烈的上升流，使深层低温水被带到表层[1,5,23]。加上气旋涡自身产生的上升流使得CCE海域降温最显著[24]。而WCE海域海表降温没有CCE区域显著是因为TC在该海域的移动速度较快（> 5 m·s-1），同时该区域TC的埃克曼抽吸速率非常小（图5(c)）。当TC Megh过境期间，4个中尺度涡海域的海表温度未在第一次TC影响的低温下继续降低（图6(a)），海表温度在非常缓慢地恢复。TC Megh过境后降温最显著的两个海域分别为WCE和CCE两个气旋涡。在NCE和AE区域也出现降温，但没有前两个区域明显。在两个TC影响过程中，虽然TC Chapala过境时埃克曼抽吸速率高（1.26 × 10-4m·s-1, 图5(c)），但反气旋涡AE强度大，面积广，TC过境前混合层厚，同时其辐合产生的强下降流可以很大程度抵消TC引起的混合和上升流导致的降温，所以两个TC影响过程中AE海域的海表降温不明显。

图4 TC Chapala和TC Megh过境前后四周内的周平均海表温度的空间分布

Fig.4 The average weekly SST during four weeks before and after TC Chapala and TC Megh

在两个连续TC作用下，海表显著降温只是出现在第一个TC Chapala影响下（图6(a)）。由于第一个TC造成的降温还未恢复，且海洋混合层在第一个TC影响下加深，在第二个TC Megh作用下，由于TC Megh强度低于第一个TC，不能造成更深的混合，深层低温水体无法带到表层，所以海表温度相对于TC Chapala过境期间的温度未出现持续降低，这与前人相关研究结果一致[25]。但降温范围扩大，阿拉伯海整体海表温度缓慢恢复，恢复时间却比单个TC影响下更长。此外，TC Chapala过境导致阿拉伯海大范围降温，使得TC Megh生成后从海表获得的能量远低于TC Chapala过境时所获得的能量，造成TC Megh的整个强度远低于TC Chapala[21]，海表降温没有第一个TC导致的明显。由于TC Megh整体上存在于TC Chapala路径的左侧，仍然较高的海表温度促使TC Megh形成3级TC。

2.3 生物响应

由图7可知，TC产生前（10月22日－28日），阿拉伯海大部分离岸海域叶绿素a质量浓度低于0.2 mg·m-3，但是在WCE区域产生了一个环状的较高浓度叶绿素a分布，可能是因为气旋涡产生的上升流导致浮游植物生长。TC Chapala过境期间（10月29日－11月4日），阿拉伯海出现大范围叶绿素a质量浓度的增加，增加最显著的区域是CCE海域，该区域11月4日平均最高浓度0.93 mg·m-3，增加到原始水平的4.6倍（图6(d)）。主要是由于TC移速较慢，并且该区域埃克曼抽吸强（1.6 × 10-4m·s-1），叠加气旋涡本身的上升流，将更多深层的营养盐带到表层，促进浮游植物大量繁殖。其次是NCE海域，平均最高浓度达到0.7 mg·m-3，WCE和AE区域叶绿素a质量浓度也有所增加，但增加后的平均最高质量浓度均未超过0.5 mg·m-3。WCE气旋涡区域叶绿素a浓度未明显增加的原因是TC移速较快，埃克曼抽吸速率低。

粉色和黑色倒三角分别表示Bio-Argo2902120和2902123浮标

The inverted pink and black triangles represent the positions of Bio-Argo 2902120 and 2902123

图7 TC Chapala和TC Megh过境前后四周内的周平均叶绿素a的空间分布

Fig.7 The average weekly chlorophyll a during four weeks before and after TC Chapala and TC Megh

TC Megh过境期间（11月5日－11日），阿拉伯海大面积离岸海域叶绿素a质量浓度均显著增加。叶绿素a增加显著的区域包括WCE、CCE和NCE三个气旋涡区域，而AE海域的叶绿素a质量浓度增加则不明显。其中NCE和CCE两个中尺度涡叶绿素a质量浓度超过1 mg·m-3，AE区域的最高周平均浓度未超过0.5mg·m-3。TC Megh过境后（11月12日－18日），WCE区域的叶绿素a质量浓度持续增加，11月13日平均质量浓度高达1.48 mg·m-3，增加到原始水平的4.35倍左右，CCE区域11月13日平均质量浓度高达1.36mg·m-3，增加到原始水平的6.5倍左右（图6(d)）。值得注意的是WCE海域虽然两个TC移速较快，同时埃克曼抽吸速率很低，但在TC生成后的第三周叶绿素a质量浓度最高（11月12日－18日），可能是因为TC Chapala和TC Megh登陆带来的强降雨会将陆地上污染物带入海洋，使近岸水体营养盐升高，同时在WCE的水平输送下，将近岸高营养盐水体输送到整个气旋涡影响区域。考虑到浮游植物生长的延滞性，TC过境后第二周（11月5日－11日）WCE区域水体的叶绿素a质量浓度逐渐升高，并在第三周达到最高值。在强反气旋涡AE的作用下，两个TC的过境也未导致该海域的浮游植物显著增加，主要是反气旋涡AE产生的较厚混合层和下降流抑制了两个TC引起的混合和上升流作用。

总体上，四个中尺度涡旋中连续TC对气旋涡海域的海表降温和叶绿素质量浓度增加的影响最为显著。CCE海域，由于气旋涡本身作用，加上TC过境强烈的埃克曼抽吸导致的上升流（EPV高达1.55 × 10-4m·s-1），同时TC Chapala在该海域平均移速小于4 m·s-1，TC作用于该海域的时间更长，上升流更强烈，所以CCE海域的海表降温最显著达-3oC，气旋涡和TC的共同作用将底层富含营养盐的冷水输送到上层，使得该海域的叶绿素a平均质量浓度最高达1.36 mg·m-3，增加到原始水平的6.5倍左右。而AE海域热力学结构比较稳定，虽然其埃克曼抽吸速率高达1.26 × 10-4m·s-1，但TC Chapala在该海域移速快（> 5 m·s-1），作用时间短，产生的上升流微弱，该海域平均降温仅为-1.5oC左右，叶绿素a质量浓度增加不明显，该海域的最高平均质量浓度未超过0.75mg·m-3。NCE和WCE海域的海表降温和叶绿素a的增加受气旋涡本身和TC的共同作用所影响。其中值得注意的就是虽然WCE海域TC的埃克曼抽吸很弱，但其叶绿素a质量浓度最高（1.48 mg·m-3），这可能和近岸富含营养盐的径流输入有关。

TC Chapala和TC Megh过境期间，Bio-Argo浮标（2902120）观测到海洋上层叶绿素a质量浓度变化（图8(a)）。TC Chapala过境前（10月21日）海表叶绿素a质量浓度较低（0.09 mg·m-3），次表层叶绿素a最大值为0.87 mg·m-3，出现在47.8 m处。TC Chapala过境期间（10月31日），由于强烈的混合作用，海表0 ～ 30 m叶绿素a显著增加（> 0.53 mg·m-3），叶绿素a最大值层显著变浅（27.6 m），叶绿素质量浓度增加到0.91 mg·m-3。TC Megh过境后，Bio-Argo浮标所在海域海表叶绿素a质量浓度恢复到原始水平（0.12 mg·m-3）。叶绿素a最大值层恢复到32.4 m，质量浓度增加为1.01 mg·m-3。TC Chapala过境期间水体的混合层增加（图6(c)），首先混合作用使得次表层高叶绿素水体重新分配，表层叶绿素增加。随后TC引起的上升流将深层营养盐带到表层，从而促进浮游植物生长，生物量增加。TC Megh通过平流和混合作用，使得刚增加的浮游植物再次重新分配，导致阿拉伯海大范围叶绿素a质量浓度增加。另外，TC和气旋涡共同作用下，更多深层营养盐被输送至表层，使得气旋涡NCE，CCE和WCE三个海域叶绿素a质量浓度增加更显著，浮游植物持续生长，特别是WCE海域叶绿素在第一个TC生成后第三周质量浓度达到最大值，直到第四周才恢复到正常水平。

图8 TC Chapala和TC Megh过境前后Bio-Argo观测到的阿拉伯海上层0 ～ 200 m叶绿素a和溶解氧垂直分布

阿拉伯海作为四大著名低氧区之一，在海洋上层存在大面积的低氧区。TC Chapala和TC Megh过境期间两个Bio-Argo观测到海洋上层0 ～ 200 m的溶解氧变化（图8(b)和8(c)）。两个TC生成前海洋上层0 ～ 200 m溶解氧在水下30 m存在溶解氧最大值，随后在水下60 m开始急剧下降，水下140 m以下降到20 μmol·kg-1。由于浮标的观测周期是10 d，Bio-Argo不能监测到TC过境的溶解氧日变化。但是从溶解氧垂直的剖面数据可以发现，TC Chapala过境后导致两个浮标所在海域次表层溶解氧显著降低，TC Megh过境后浮标（2902120）所在海域次表层溶解氧继续降低，浮标（2902123）处离TC Megh较远则恢复到TC过境前的水平。次表层溶解氧降低主要可能是TC引起的上升流将深层低温低氧的水体输送到浅层，类似报道也出现在孟加拉湾低氧区[6,26]。同时由于TC 过境时的强烈混合作用，溶解氧的最大值层均被破坏。这两个浮标所在海域风速较低，且未存在气旋涡，如果在气旋涡海域，同时TC埃克曼抽吸强的海域，TC将会导致次表层溶解氧更加显著地减少，将对海洋生物生存造成极大威胁。

3 结论

本研究利用多源遥感数据，Bio-Argo浮标数据和HYCOM模式数据，分析了阿拉伯海2015年10月－11月两个连续的强热带气旋（TC）过境对海表温度及叶绿素a质量浓度的影响。TC Chapala（2015）过境时强烈的混合和上升流作用导致阿拉伯海显著降温，其中气旋涡存在的海域降温最明显，主要是由于其TC较慢的移速和气旋涡自身导致的上升流共同作用的。而TC Chapala导致的海表显著降温降低了TC Megh（2015）生成后所需的能量，使其整体强度低于TC Chapala。TC Megh过境没有导致比TC Chapala过境后更明显的低温，海表温度缓慢恢复，低温持续超两周。

浮游植物在两个TC引起的强烈混合和埃克曼抽吸作用影响下出现大量繁殖。其中TC Chapala移速较慢时，且在气旋涡的共同作用下，阿拉伯海中部海域叶绿素a显著增加，而在反气旋涡及TC移速较快的阶段，TC未造成叶绿素a的显著增加。在TC Megh过境后，在3个气旋涡的共同作用下，3个气旋涡海域叶绿素a均显著增加。其中，阿拉伯海西部近岸的气旋涡海域叶绿素a 在TC产生的第三周达到最大值，可能是TC导致的大量降雨带来陆地上大量营养盐，在气旋涡的平流作用下输送到该区域，导致浮游植物爆发式生长。此外，Bio-Argo浮标数据显示在两个TC的作用下，次表层叶绿素增加，同时导致低氧区次表层水体溶解氧显著减少。

[1] ZHAO H, TANG D, WANG Y.Comparison of phytoplankton blooms triggered by two typhoons with different intensities and translation speeds in the South China Sea[J].Marine Ecology Progress Series, 2008, 365: 57-65.

[2] SENGUPTA D, GODDALEHUNDI B R, ANITHA D S.Cyclone-induced mixing does not cool SST in the post-monsoon north Bay of Bengal[J].Atmospheric Science Letters, 2008, 9(1): 1-6.

[3] MA Z H, FEI J F, LIU L, et al.An investigation of the influences of mesoscale ocean eddies on tropical cyclone intensities[J].Monthly Weather Review, 2017, 145(4): 1181-1201.

[4] WALKER N D, LEBEN R R, BALASUBRAMANIAN S.Hurricane-forced upwelling and chlorophyll a enhancement within cold-core cyclones in the gulf of Mexico[J].Geophysical Research Letters, 2005, 32(18): 1-5.

[5] CHACKO N.Chlorophyll bloom in response to tropical cyclone Hudhud in the Bay of Bengal: Bio-Argo subsurface observations[J].Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2017, 124: 66-72.

[6] XU H B, TANG D L, SHENG J Y, et al.Study of dissolved oxygen responses to tropical cyclones in the Bay of Bengal based on Argo and satellite observations[J].The Science of the Total Environment, 2019, 659: 912-922.

[7] VIDYA P J, DAS S, MURALI R M.Contrasting Chl-a responses to the tropical cyclones Thane and Phailin in the Bay of Bengal[J].Journal of Marine Systems, 2017, 165: 103-114.

[8] YE H J, KALHORO M A, SUN J, et al.Chlorophyll blooms induced by tropical cyclone vardah in the bay of Bengal[J].Indian Journal of Geo-Marine Sciences, 2018, 47(7): 1383-1390.

[9] GANGULY D, SURYANARAYANA K, RAMAN M.Cyclone ockhi induced upwelling and associated changes in biological productivity in Arabian Sea[J].Marine Geodesy, 2021, 44(1): 70-89.

[10] MUNI KRISHNA K.Observational study of upper ocean cooling due to Phet super cyclone in the Arabian Sea[J].Advances in Space Research, 2016, 57(10): 2115-2120.

[11] NAIK H, NAQVI S W A, SURESH T, et al.Impact of a tropical cyclone on biogeochemistry of the central Arabian Sea[J].Global Biogeochemical Cycles, 2008, 22(3): 1-11.

[12] SUBRAHMANYAM B, RAO K H, SRINIVASA RAO N, et al.Influence of a tropical cyclone on chlorophyll-a concentration in the Arabian Sea[J].Geophysical Research Letters, 2002, 29(22): 22-1.

[13] MURAKAMI H, VECCHI G A, UNDERWOOD S.Increasing frequency of extremely severe cyclonic storms over the Arabian Sea[J].Nature Climate Change, 2017, 7 (12): 885-889.

[14] WU R H, LI C Y.Upper Ocean response to the passage of two sequential typhoons[J].Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2018, 132: 68-79.

[15] AVILA-ALONSO D, BAETENS J M, CARDENAS R, et al.Oceanic response to the consecutive Hurricanes Dorian and Humberto (2019) in the Sargasso Sea[J].Natural Hazards and Earth System Sciences, 2021, 21(2): 837-859.

[16] 王同宇, 张书文, 陈法锦, 等.西北太平洋上层海洋对连续多个台风的响应[J].广东海洋大学学报, 2019, 39(6): 62-74.

[17] WANG T Y, ZHANG S W, CHEN F J, et al.Influence of sequential tropical cyclones on phytoplankton blooms in the northwestern South China Sea[J].Journal of Oceanology and Limnology, 2021, 39(1): 14-25.

[18] BARANOWSKI D B, FLATAU P J, CHEN S, et al.Upper Ocean response to the passage of two sequential typhoons[J].Ocean Science, 2014, 10(3): 559-570.

[19] NING J, XU Q, FENG T, et al.Upper Ocean response to two sequential tropical cyclones over the northwestern Pacific Ocean[J].Remote Sensing, 2019, 11(20): 2431.

[20] ZHANG H, LIU X H, WU R H, et al.Ocean response to successive typhoonsand Haima (2016) based on data acquired via multiple satellites and moored array[J].Remote Sensing, 2019, 11(20): 2360.

[21] JIN W F, LIANG C J, HU J Y, et al.Modulation effect of mesoscale eddies on sequential typhoon-induced oceanic responses in the South China Sea[J].Remote Sensing, 2020, 12(18): 3059.

[22] YE H J, SHENG J Y, TANG D L, et al.Storm-induced changes in pCO2at the sea surface over the northern South China Sea during Typhoon Wutip[J].Journal of Geophysical Research: Oceans, 2017, 122(6): 4761-4778.

[23] LIN I I.Typhoon-induced phytoplankton blooms and primary productivity increase in the western North Pacific subtropical ocean[J].Journal of Geophysical Research: Oceans, 2012, 117(C3): 1-15.

[24] MA Z H, FEI J F, HUANG X G, et al.Modulating effects of mesoscale oceanic eddies on sea surface temperature response to tropical cyclones over the western north Pacific[J].Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2018, 123(1): 367-379.

[25] LI J G, ZHANG H, LIU S S, et al.The response and feedback of ocean mesoscale eddies to four sequential typhoons in 2014 based on multiple satellite observations and Argo floats[J].Remote Sensing, 2021, 13(19): 3805.

[26] XU H B, TANG D L, LIU Y P, et al.Dissolved oxygen responses to tropical cyclones “Wind Pump” on pre-existing cyclonic and anticyclonic eddies in the Bay of Bengal[J].Marine Pollution Bulletin, 2019, 146: 838-847.

Effects of Two Severe and Successive Tropical Cyclones on the Sea Surface Temperature and Chlorophyll a in the Arabian Sea

XU Hua-bing, MO zhen-ting, YANG Feng-cheng, SHAN Yu-cai, FU Dong-yang

（,,524088,）

【Objectives】The combined effects of two successive tropical cyclones (TC) and mesoscale eddies on the environment in the Arabian Sea (AS) were studied.【Methods】Based on remote sensing, Bio-Argo and HYCOM model data, the mechanisms of TC-induced mixing, Ekman pumping, translation speed and other factors on sea surface cooling and phytoplankton bloom were discussed.【Results and Conclusions】After TC Chapala (2015), the most significant average temperature cooling (-3 ℃) occurred in the colonic eddy where the TC’s translation speed was slow (≤ 4 m·s-1).Due to the strong mixing and significant cooling of the sea surface caused by the first severe TC Chapala, TC Megh (2015, level 3), which was weaker than TC Chapala, hardly caused deeper mixing and the cold water cannot be carried to the surface layer, inhibiting the second cooling, but the sea surface temperature recovers slowly and the persistent cold temperature lasts up to two weeks, much longer than the cooling caused by a single TC.Under the influence of two TCs, the concentration of surface chlorophyll a (Chla) in the AS increased significantly, especially in the three cyclonic eddies.TC Chapala slowly passed the cyclonic eddy in the central AS, where the mean Chla in this cyclonic eddy increased to 0.93 mg·m-3(4.6 times the pre-cyclone level).After the second TC Megh passed, the sea surface Chla continued to increase, reaching a mean Chla of 1.48 mg·m-3in the cyclonic eddy region near the shore, and the phytoplankton recovered to the pre-TC level only after 3 weeks.It should be noted that although the intensity of both TCs exceeded level 3, the sea surface cooling and Chla changes in the anticyclonic eddy were not significant, mainly due to the thicker mixing layer and downwelling caused by the anticyclonic eddy which offset the TC-induced mixing and upwelling.What’s more, based on the Bio-Argo observation, the successive TCs induced a decrease in dissolved oxygen in the subsurface in the hypoxic zone of the AS.The responses of the upper ocean of the AS depend on not only the TC’s wind speed, translation speed and Ekman pumping, but also the pre-existed mesoscale eddies.

successive tropical cyclones; sea surface temperature; chlorophyll a; mesoscale eddy

P76

A

1673-9159（2022）02-0062-09

10.3969/j.issn.1673-9159.2022.02.008

2021-11-16

国家自然科学基金项目(42106148)；广东省教育厅青年创新人才项目（2021KQNCX028）；广东海洋大学科研启动经费资助项目（R20008）；湛江市创新创业团队引育“领航计划”项目（211207157080994）

徐华兵（1990－），男，博士，从事海洋生态遥感研究。E-mail:xuhuabing1990@163.com

付东洋，男，教授，从事海洋水色遥感研究。E-mail:fdy163@163.com.

徐华兵，莫镇廷，杨丰成，等.两个超强连续热带气旋对阿拉伯海海表温度和叶绿素a影响[J].广东海洋大学学报，2022，42（2）：62-70.

（责任编辑：刘岭）