The mesoscale eddies' influence on the spatio-temporal variability of chlorophyll concentration in the North Atlantic waters

Abstract

Исследование заключается в выявлении закономерностей влияния мезомасштабных вихрей на поле распределения концентрации хлорофилла а в Норвежском море. Материалами исследований послужили данные концентрации хлорофилла а, полученные с помощью спутниковых спектрорадиометров, а также данные распределения мезомасштабных вихрей, рассчитанные на основе результатов альтиметрической съемки. В ходе работ было произведено сравнение концентрации хлорофилла а внутри и вне вихрей. Для этого было выполнено осреднение ее значений: (а) в центрах вихрей в пределах окружностей с радиусами равными 0,5 радиусов вихрей (R); (б) внутри вихрей в пределах колец с внутренними и внешними радиусами 0,5 и 1R соответственно; (в) в непосредственной близости вихрей в пределах колец с радиусами 1 и 2R; (г) в областях, условно не подверженных влиянию вихрей в пределах колец с радиусами 2 и 5R. Актуальность исследований обусловлена отсутствием информации о влиянии циклонических и антициклонических вихрей на динамику фитопланктона в субполярной северной Атлантике. Значения концентрации хлорофилла а, использованные в данной работе, могут служить показателем биомассы фитопланктона. Таким образом, закономерности в распределении концентрации хлорофилла а могут, с некоторыми допущениями, быть перенесены и на продуктивность первичного трофического звена в исследуемом регионе. В работе приведены данные средних значений концентрации хлорофилла а внутри и вне вихрей в северной части Атлантического океана в теплый и холодный сезоны в период с 1998 по 2016 гг. Заключение содержит интерпретацию полученных результатов и основные гипотезы о закономерностях формирования поля концентрации хлорофилла а под воздействием циклонической и антициклонической мезомасштабной циркуляции.

The paper consists in identifying the regularities of the influence of mesoscale eddies on the distribution field of chlorophyll a concentration in the Norwegian Sea. As research materials are used data on chlorophyll concentration from satellite spectroradiometers, as well as data on the distribution of mesoscale eddies calculated on altimetry data. Data processing consisted of comparing chlorophyll concentration inside and outside the vortices. For this, its values were averaged: (a) at the centers of vortices within circles with radii equal to 0.5 vortex radii (R); (b) inside vortices within rings with inner and outer radii of 0.5 and 1R; (c) in the immediate vicinity of vortices within rings with radii 1 and 2R; (d) in areas that are conventionally not affected by vortices within rings with radii 2 and 5R. The relevance of research is due to the lack of information on the influence of cyclonic and anticyclonic eddies on the dynamics of phytoplankton in the subpolar North Atlantic. The values of chlorophyll a concentration used in this work can serve as an indicator of phytoplankton biomass. Thus, the regularities in the distribution of chlorophyll a concentration can, with some assumptions, be transferred to the productivity of the primary trophic link in the studied region. The paper presents data on average values of chlorophyll a concentration inside and outside eddies in the North Atlantic Ocean during warm and cold seasons from 1998 to 2016. The conclusion contains an interpretation of the results obtained and the main hypotheses about the regularities of the formation of the chlorophyll a concentration field under the influence of cyclonic and anticyclonic mesoscale circulation.