一、全球变化背景下南大洋海冰覆盖区碳循环过程及其生物地球化学调控机制

南大洋海冰覆盖区是连接极地海洋、大气与全球碳循环的关键区域。该区域受季节性海冰形成、扩张、消融和开阔水面转换的共同影响，其海气二氧化碳交换、上层海洋初级生产力、颗粒有机碳输出以及有机碳呼吸矿化过程对全球变化高度敏感。然而，受海冰覆盖、极端低温、强风浪和现场作业窗口短等因素限制，传统船基调查难以连续解析海冰覆盖区全年尺度的碳循环过程，导致全球变化背景下，海冰变化如何调控区域碳收支仍存在较大不确定性。本课题拟依托可在海冰覆盖区运行的BGC-Argo浮标及多平台观测网络，集成海洋物理、化学和光学传感器数据，并结合卫星遥感资料与数值模拟，围绕海冰形成、覆盖、融化和消融后开阔水期等关键阶段，分析海气碳交换、浮游植物生产力、有机碳输出、弱光环境下惰性有机碳变化及呼吸矿化等过程。通过建立从海冰变化到碳通量响应的多尺度解释框架，项目有望提升本科生对极地海洋生物地球化学过程、原位传感器观测和气候变化响应机制的综合认识，并为理解南大洋碳循环对全球变暖的反馈提供基础支撑。

招募要求

拟招募人数：3人

任务要求

1.浮标、遥感与再分析资料整理，海冰环境变化及其碳循环影响分析，要求海洋物理专业1人。

2.生物光学资料处理，浮游植物生产力与有机碳过程分析，要求海洋生物专业1人。

3.海洋化学资料整理、数据统计分析、图表绘制与项目报告撰写，专业不限1人。

二、基于声学聚焦的大视场低成本浮游生物成像检测装置研制

传统商用浮游生物流式成像设备存在设备昂贵、体积庞大、便携性差的问题，难以适配野外走航、原位实时监测场景。开源便携的PlanktoScope设备具备低成本、轻量化优势，是水环境监测与野外生态调研的优选设备，但受限于窄尺寸流通池与无聚焦流体结构，存在采样通量低、极易堵塞、仅能停流成像、浮游生物观测尺度有限等缺陷，无法适配河口、近海复杂水体的连续监测需求，限制其野外应用价值。针对设备核心短板，将声学聚焦技术与大尺寸流通池相结合，对PlanktoScope设备进行系统性优化改造。项目通过设计谐振式声学聚焦微流控结构，利用声辐射力将水流中的浮游生物稳定约束在光路焦平面中心，有效解决传统设备景深浅、流动成像拖影问题，摆脱停流成像模式，实现水体连续流式采样成像。同时摒弃传统窄狭缝流通池，优化升级大尺寸流通通道结构，大幅提升水体通过性，从根源降低泥沙、有机絮团造成的管路堵塞问题，适配近海、河口等复杂高浊度水体监测场景。项目将有效解决了便携浮游生物成像设备通量低、易堵塞、场景适配性差的问题，可为近海赤潮预警、内陆水环境生态监测、野外原位连续采样提供轻量化、低成本的技术方案。

招募要求

拟招募人数：3人

任务要求

1.谐振式声学聚焦微流控结构、流路与光学仿真，要求海洋物理专业1人。

2.浮游生物样本、水体试验、分类数据集、生物识别、生态应用验证，要求海洋生物专业1人。

3.图像处理算法、数据统计、整机调试、文档整合，专业不限1人。

指导老师：黄毅彬

联系方式：电子邮箱，Yibin.huang@xmu.edu.cn