The short-term variabilities in temperature, salinity, nitrate, chlorophyll a (Chl a), and carbonate chemistry data (i.e., pH, partial pressure of CO2 (pCO2), total alkalinity, and dissolved inorganic carbon) were concurrently investigated in the shallow (∼50 m) and deep (∼300 m) water areas around Dongsha Atoll of the northern South China Sea (NSCS). The results show that surface temperature and pCO2 were lower but that upward nitrate flux and Chl a were higher in the upper euphotic zone at the shallow-water area than those at the deep-water area. We suggest that the observed contrasting biogeochemical properties between the two areas could be attributed to the impact of topography-flow interaction. As tidal currents (or any other horizontal currents) interacted with the shallow topography, they may induce vertical isotherm displacements (e.g., internal tides/internal waves) that may enhance turbulent mixing, and thus can transport more nutrient-replete subsurface water into the euphotic zone and stimulate phytoplankton production. The stimulated biological production and the cooling effect induced by topography-flow interaction may collectively drive surface pCO2 down in the shallow water area. Though the present short-term hydrological and CO2 data, which to our knowledge were concurrently investigated for the first time in the NSCS, reveal that the topography-flow interaction could be a favorable mechanism for atmospheric CO2 uptake around Dongsha Atoll, more long-term observations are still needed to confirm that the similar processes can repetitively take place in topography-flow interaction prevalent areas.

中文翻译：

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南海北部东沙环礁附近生物产量和CO2系统的短期变化：地形-水流相互作用的影响

在浅层同时研究温度、盐度、硝酸盐、叶绿素 a (Chl a) 和碳酸盐化学数据（即 pH 值、CO2 分压 (pCO2)、总碱度和溶解无机碳）的短期变化。 （~50 m）和南海北部东沙环礁（NSCS）周围的深水区（~300 m）。结果表明，浅水区上光亮区的地表温度和pCO2较低，但向上的硝酸盐通量和Chl a高于深水区。我们认为，观察到的两个区域之间对比鲜明的生物地球化学特性可归因于地形-流动相互作用的影响。由于潮汐流（或任何其他水平流）与浅层地形相互作用，它们可能会引起垂直等温线位移（例如，内部潮汐/内部波浪）可能会增强湍流混合，从而可以将更多营养丰富的地下水输送到富光区并刺激浮游植物的产生。由地形-流动相互作用引起的受刺激的生物生产和冷却效应可能共同驱动浅水区的地表 pCO2 下降。尽管目前的短期水文和 CO2 数据（据我们所知是首次在 NSCS 中同时进行调查）表明，地形-流动相互作用可能是东沙环礁周围大气 CO2 吸收的有利机制，但更长期的仍然需要观察以确认类似的过程可以在地形-流相互作用的流行区域重复发生。从而可以将更多营养丰富的地下水输送到富光区并刺激浮游植物的产生。由地形-流动相互作用引起的受刺激的生物生产和冷却效应可能共同驱动浅水区的地表 pCO2 下降。尽管目前的短期水文和 CO2 数据（据我们所知是首次在 NSCS 中同时进行调查）表明，地形-流动相互作用可能是东沙环礁周围大气 CO2 吸收的有利机制，但更长期仍然需要观察以确认类似的过程可以在地形-流相互作用的流行区域重复发生。从而可以将更多营养丰富的地下水输送到富光区并刺激浮游植物的产生。由地形-流动相互作用引起的受刺激的生物生产和冷却效应可能共同驱动浅水区的地表 pCO2 下降。尽管目前的短期水文和 CO2 数据（据我们所知是首次在 NSCS 中同时进行调查）表明，地形-流动相互作用可能是东沙环礁周围大气 CO2 吸收的有利机制，但更长期的仍然需要观察以确认类似的过程可以在地形-流相互作用的流行区域重复发生。由地形-流动相互作用引起的受刺激的生物生产和冷却效应可能共同驱动浅水区的地表 pCO2 下降。尽管目前的短期水文和 CO2 数据（据我们所知是首次在 NSCS 中同时进行调查）表明，地形-流动相互作用可能是东沙环礁周围大气 CO2 吸收的有利机制，但更长期的仍然需要观察以确认类似的过程可以在地形-流相互作用的流行区域重复发生。由地形-流动相互作用引起的受刺激的生物生产和冷却效应可能共同驱动浅水区的地表 pCO2 下降。尽管目前的短期水文和 CO2 数据（据我们所知是首次在 NSCS 中同时进行调查）表明，地形-流动相互作用可能是东沙环礁周围大气 CO2 吸收的有利机制，但更长期的仍然需要观察以确认类似的过程可以在地形-流相互作用的流行区域重复发生。