Mesoscale oceanic eddies: their role in transpositioning thermohaline parameters and in forming high productivity zones

Abstract

Целью данной работы является исследование вклада синоптических вихрей в перенос хлорофилла-а и термохалинных характеристик в океане и прослеживание динамики изменчивости данных характеристик во время жизни вихря. Для выполнения работы была выбрана акватория северо-западной части Тихого океана как одного из самых интересных в динамическом отношении районов Мирового океана, для которого характерна значительная изменчивость параметров океанологических полей во всем диапазоне пространственно-временных масштабов. Нами исследована временная изменчивость радиуса и амплитуды синоптических вихрей для акватории северной части Тихого океана за 2016-2017 гг. Выделены стадии жизни вихря на основе изменчивости радиуса (метод Dai et al., 2020). Изучены два механизма влияния синоптических вихрей на перенос термохалинных характеристик и хлорофилла-а: вихревой перенос и вихревое перемешивание. Также отмечен механизм, влияющий на биологическую продуктивность – адвекция на периферии антициклонического вихря вод с высоким содержанием хлорофилла-а из близлежащих прибрежных областей. Рассчитан параметр нелинейности синоптического вихря в зависимости от его стадии жизни и определена по нему глубина вихревого переноса. Произведены оценки переноса синоптическим антициклоническим вихрем, рингом течения Куросио, термохалинных характеристик.

The purpose of this work is the studying of mesoscale eddies contribution to the transport of chlorophyll a concentration and thermohaline characteristics in the ocean as well as the tracking of the dynamics of these characteristics' variability during eddy lifetime. For this work, we chose the northwestern part of the Pacific Ocean as one of the most dynamically interesting areas in the World Ocean, which is characterized by significant variability in the parameters of oceanographic fields over the entire range of space-temporal scales. We researched the temporal variability of mesoscale eddies radius and amplitude for the northern part of the Pacific Ocean in 2016-2017. There were identified the eddies lifetime, based on the variability of the radius (method Dai et al., 2020). There were also researched two mechanisms of the mesoscale eddies contribution to the transport of thermohaline characteristics and chlorophyll a concentration: eddy trapping and eddy stirring. In addition, we noted the mechanism of chlorophyll a concentration enhancement on the periphery of anticyclonic eddy by advection from nearby coastal areas. Furthermore, there was calculated the nonlinearity parameter of the mesoscale eddy depending on phase of its lifetime and was determined the trapping depth, based on this parameter. Finally, we calculated the heat and salt transport in the mesoscale anticyclone eddy (Kuroshio ring).