hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.59887/fpg/dvvv-rrk5-5p2bhydrophysics-1155Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESПримеры влияния динамики вод на пространственное распределение интенсивности флуоресценции хлорофилла а в поверхностном слое Баренцева и Норвежского морейExamples of the Water Dynamics Influence on the Spatial Distribution of Chlorophyll a Fluorescence Intensity in the Surface Layer of the Barents and Norwegian SeasАгловаЕ. А.AglovaE. A.

АГЛОВА Евгения Андреевна

РИНЦ AuthorID: 1160772

117997, Россия, Москва, Нахимовский проспект, 36

141707, Россия, Московская область, Долгопрудный, Институтский переулок, 9

Yevgeniya A. Aglova

РИНЦ AuthorID: 1160772

36 Nakhimovsky Prosp., Moscow, 117997

9 Institutsky Lane, Dolgoprudny, Moscow Region, 141707

aglova.ea@phystech.eduhttps://orcid.org/0000-0001-5641-4227ГлуховецД. И.GlukhovetsD. I.

ГЛУХОВЕЦ Дмитрий Ильич

РИНЦ AuthorID: 924346

117997, Россия, Москва, Нахимовский проспект, 36

141707, Россия, Московская область, Долгопрудный, Институтский переулок, 9

Dmitry I. Glukhovets

РИНЦ AuthorID: 924346

36 Nakhimovsky Prosp., Moscow, 117997

9 Institutsky Lane, Dolgoprudny, Moscow Region, 141707

glukhovets@ocean.ruИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт (НИУ)РоссияShirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and TechnologyRussian Federation2022060120231545462Copyright © Аглова Е.А., Глуховец Д.И., 20232023Аглова Е.А., Глуховец Д.И.Aglova E.A., Glukhovets D.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1155

Продемонстрировано влияние динамики вод на пространственное распределение интенсивности флуоресценции хлорофилла а в поверхностном слое Баренцева и Норвежского морей, полученное на ходу судна с помощью проточного измерительного комплекса в августе 2020 г. В качестве параметра, характеризующего динамику водных масс, выбрана дивергенция поля течений, рассчитанная по данным реанализа. Применение метода скользящих корреляций позволило выделить участки маршрута с положительной и отрицательной корреляциями значений дивергенции и интенсивности флуоресценции хлорофилла а. Показано, что положительная корреляция формируется в результате вертикального движения вод поверхностного слоя, отрицательная — может являться следствием адвекции водных масс и суточного хода значений фотосинтетически активной радиации. Часть полученных результатов подтверждается спутниковыми данными о пространственном распределении концентрации хлорофилла а.

The influence of water dynamics on the spatial distribution of chlorophyll a fluorescence intensity in the surface layer of the Barents and Norwegian Seas, obtained during the 80-th cruise of the R/V “Akademik Mstislav Keldysh” using the flow-through measuring complex in August 2020, was demonstrated. The divergence of the current velocity field, calculated according to reanalysis data, was chosen as a parameter describing the dynamics of water masses. The application of the sliding correlations method allowed us to identify areas of the track with positive and negative correlations between the values of divergence and chlorophyll a fluorescence intensity. It is shown that a positive correlation is formed as a result of the vertical movement of the water surface layer, a negative one — may be a consequence of the water masses advection and the daily changes of the values of photosynthetically active radiation. The part of obtained results is confirmed by satellite data on the spatial distribution of chlorophyll a concentration.

хлорофилл афлуоресценциядивергенция поля теченийповерхностный слойспутниковые данныефотосинтетически активная радиацияБаренцево мореНорвежское мореchlorophyll aseawater fluorescencedivergence of the current velocity fieldsurface layersatellite dataphotosynthetically active radiationBarents SeaNorwegian SeaАвторы выражают благодарность Ю.А. Гольдину, С.В. Вазюля и П.С. Вереземской за полезное обсуждение, А.Н. Новигатскому за данные судовой метеостанции, а также рецензентам за внимательное прочтение статьи и ценные замечания. Данные судовых измерений получены в рамках государственного задания ИО РАН по теме № FMWE-2022–0003. Обработка и анализ результатов флуоресцентных измерений выполнены при поддержке гранта Президента Российской Федерации МК-4561.2021.1.5; анализ влияния динамики вод — при поддержке гранта РНФ № 21–77–10059. Гранты предоставлены через Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАНThe authors are grateful to Yu.A. Goldin, S.V. Vazyulya and P.S. Verezemskaya for helpful discussions, A.N. Novigatsky for the data from the onboard automated weather station, as well as to the reviewers for a careful reading of the article and valuable comments. Shipboard measurement data were obtained within the framework of the state assignment of the Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, theme No. FMWE-2022–0003. Processing and analysis of the results of fluorescence measurements were supported by the grant of the President of the Russian Federation MK-4561.2021.1.5; analysis of the influence of water dynamics — with the support of the Russian Science Foundation grant No. 21–77–10059. Grants provided through the Shirshov Institute of Oceanology.ReferencesHunt Jr. G.L., Drinkwater K.F., Arrigo K., Berge J., Daly K.L., Danielson S., Daase M., Hop H., Isla E., Karnovsky N., Laidre K. Advection in polar and sub-polar environments: Impacts on high latitude marine ecosystems // Progress in Oceanography. 2016. Vol. 149. P. 40–81. doi:10.1016/j.pocean.2016.10.004Hunt Jr. G.L., Drinkwater K.F., Arrigo K., Berge J., Daly K.L., Danielson S., Daase M., Hop H., Isla E., Karnovsky N., Laidre K. Advection in polar and sub-polar environments: Impacts on high latitude marine ecosystems. Progress in Oceanography. 2016, 149, 40–81. doi: 10.1016/j.pocean.2016.10.004Салюк П.А., Глуховец Д.И., Липинская Н.А., Моисеева Н.А., Чурилова Т.Я., Пономарев В.И., Аглова Е.А., Артемьев В.А., Латушкин А.А., Майор А.Ю. Изменчивость биооптических характеристик морской поверхности в районе Фолклендского течения и Патагонского шельфа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 6. С. 200–213. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-6-200-213Salyuk P.A., Glukhovets D.I., Lipinskaya N.A., Moiseeva N.A., Churilova T. Ya., Ponomarev V.I., Aglova E.A., Artemiev V.A., Latushkin A.A., Major A. Yu. Variability of the sea surface bio-optical characteristics in the region of Falkland Current and Patagonian shelf. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa. 2021, 18, 6, 200– 213 (in Russian). doi:10.21046/2070-7401-2021-18-6-200-213Маньковский В.И., Маньковская Е.В. Биооптические характеристики на крупномасштабном полигоне в северной тропической зоне атлантического океана и их связь с динамикой вод // Океанология. 2022. Т. 62, № 1. С. 32–40. doi:10.31857/S0030157422010099Mankovsky V.I., Mankovskaya E.V. Biо-optical characteristics in a large-scale survey area in the northern tropical zone of the Atlantic Ocean and their relationship with water dynamics. Oceanology. 2022, 62, 22–29. doi:10.1134/S000143702201009XWassmann P., Kosobokova K.N., Slagstad D., Drinkwater K.F., Hopcroft R.R., Moore S.E., Ellingsen I., Nelson R.J., Carmack E., Popova E., Berge J. The contiguous domains of Arctic Ocean advection: trails of life and death // Progress in Oceanography. 2015. Vol. 139. P. 42–65. doi:10.1016/j.pocean.2015.06.011Wassmann P., Kosobokova K.N., Slagstad D., Drinkwater K.F., Hopcroft R.R., Moore S.E., Ellingsen I., Nelson R.J., Carmack E., Popova E., Berge J. The contiguous domains of Arctic Ocean advection: trails of life and death. Progress in Oceanography. 2015, 139, 42–65. doi:10.1016/j.pocean.2015.06.011Randelhoff A., Sundfjord A. Short commentary on marine productivity at Arctic shelf breaks: upwelling, advection and vertical mixing // Ocean Science. 2018. Vol. 14, N 2. P. 293–300. doi:10.5194/os-14-293-2018Randelhoff A., Sundfjord A. Short commentary on marine productivity at Arctic shelf breaks: upwelling, advection and vertical mixing. Ocean Science. 2018, 14, 2, 293–300. doi:10.5194/os-14-293-2018Lorenzen C.J. A method for the continuous measurement of in vivo chlorophyll concentration // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. 1966. Vol. 13, N 2. P. 223–227. doi:10.1016/0011-7471(66)91102-8Lorenzen C.J. A method for the continuous measurement of in vivo chlorophyll concentration. Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. 1966, 13, 2, 223–227. doi:10.1016/0011-7471(66)91102-8Нагорный И.Г., Салюк П.А., Майор А.Ю., Дорошенков И.М. Мобильный комплекс для оперативного исследования водных акваторий и приводной атмосферы // Приборы и техника эксперимента. 2014. № 1. С. 103–106. doi:10.7868/S0032816214010182Nagornyi I.G., Maior A. Yu., Salyuk P.A., Doroshenkov I.M. A mobile complex for on-line studying water areas and surface atmosphere. Instruments and Experimental Techniques. 2014, 1, 68–71. doi: 10.1134/S0020441214010175Glukhovets D.I., Goldin Yu.A. Surface desalinated layer distribution in the Kara Sea determined by shipboard and satellite data // Oceanologia. 2020. Vol. 62, N 3. P. 364–373. doi:10.1016/j.oceano.2020.04.002Glukhovets D.I., Goldin Yu.A. Surface desalinated layer distribution in the Kara Sea determined by shipboard and satellite data // Oceanologia. 2020. V.62. N3. P. 364–373. doi:10.1016/j.oceano.2020.04.002Falkowski P.G., Raven J.A. Aquatic Photosynthesis. 2nd edn. Oxford: Princeton University Press, 2007. 484 p.Falkowski P.G., Raven J.A. Aquatic Photosynthesis. 2nd edn. Oxford: Princeton University Press, 2007. 484 p.Клювиткин А.А., Политова Н.В., Новигатский А.Н., Кравчишина М.Д. Исследования Европейской Арктики в 80-м рейсе научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш” // Океанология. 2021. Т. 61, № 1. С. 156–158. doi:10.31857/S0030157421010093Klyuvitkin A.A., Politova N.V., Novigatsky A.N., Kravchishina M.D. Studies of the European Arctic on Cruise 80 of the R/V Akademik Mstislav Keldysh. Oceanology. 2021, 61, 1, 139–141. doi:10.1134/S0001437021010094Гольдин Ю.А., Глуховец Д.И., Гуреев Б.А., Григорьев А.В., Артемьев В.А. Судовой проточный комплекс для измерения биооптических и гидрологических характеристик морской воды // Океанология. 2020. Т. 60, № 5. С. 814–822. doi:10.31857/S0030157420040103Goldin Y.A., Glukhovets D.I., Gureev B.A., Grigoriev A.V., Artemiev V.A. Shipboard flow-through complex for measuring bio-optical and hydrological seawater characteristics. Oceanology. 2020, 60, 5, 713–720. doi:10.1134/S0001437020040104Bleck R. An oceanic general circulation model framed in hybrid isopycnic-Cartesian coordinates // Ocean Modelling. 2002. Vol. 4, N 1. P. 55–88.Bleck R. An oceanic general circulation model framed in hybrid isopycnic-Cartesian coordinates. Ocean Modelling. 2002, 4, 1, 55–88.Kholod A.L. Overview of the Copernicus marine environment monitoring service products available for the Arctic region // Physical Oceanography. 2017. N 2. P. 25–35.Kholod A.L. Overview of the Copernicus marine environment monitoring service products available for the Arctic region. Physical Oceanography. 2017, 2, 25–35.Metzger E.J., Hogan P.J., Shriver J.F. et al. Validation Test Report for the Global Ocean Forecast System 3.5–1/25 degree HYCOM/CICE with Tides // Naval Research LabS Washington DC Washington United States. URL: https://www.hycom.org/attachments/366_HYCOM-NCODA_VTR_I_Memo_Report_9148.pdf (дата обращения: 04.01.2022).Metzger E.J., Hogan P.J., Shriver J.F. et al. Validation test report for the Global Ocean forecast system 3.5–1/25 degree HYCOM/CICE with Tides. Naval Research LabS Washington DC Washington United States. URL: https://www.hycom.org/attachments/366_HYCOM-NCODA_VTR_I_Memo_Report_9148.pdf (date of access: 04.01.2022).Глуховец Д.И., Гольдин Ю.А. Исследование связи солености и флуоресценции желтого вещества в Карском море // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 34–39. doi:10.7868/S2073667318030048Glukhovets D.I., Goldin Yu.A. Research of the relationship between salinity and yellow substance fluorescence in the Kara Sea. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2018, 11, 3, 34–39 (in Russian). doi:10.7868/S2073667318030048O’Reilly J.E., Werdell P.J. Chlorophyll algorithms for ocean color sensors — OC4, OC5 and OC6 // Remote Sensing of Environment. 2019. Vol. 229. P. 32–47. doi:10.1016/j.rse.2019.04.021O’Reilly J.E., Werdell P.J. Chlorophyll algorithms for ocean color sensors — OC4, OC5 and OC6. Remote Sensing of Environment. 2019, 229, 32–47. doi:10.1016/j.rse.2019.04.021Giraudeau J., Hulot V., Hanquiez V., Devaux L., Howa H., Garlan T. A survey of the summer coccolithophore community in the western Barents Sea // Journal of Marine Systems. 2016. Vol. 158. P. 93–105. doi:10.1016/j.jmarsys.2016.02.012Giraudeau J., Hulot V., Hanquiez V., Devaux L., Howa H., Garlan T. A survey of the summer coccolithophore community in the western Barents Sea. Journal of Marine Systems. 2016, 158, 93–105. doi:10.1016/j.jmarsys.2016.02.012Алексеев В.А., Иванов В.В., Репина И.А., Лаврова О.Ю., Станичный С.В. Конвективные структуры в Лофотенской котловине по данным спутников и буев Арго // Исследование Земли из космоса. 2016. № 1–2. С. 90–104. doi:10.7868/S0205961416010012Alexeev V.A., Ivanov V.V., Repina I.A., Lavrova O. Yu., Stanichny S.V. Convective structures in the Lofoten Basin based on satellite and Argo data. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2016, 52, 9, 1064–10. doi:10.1134/S0001433816090036Мошаров С.А., Мошарова И.В. Динамика потенциальной фотосинтетической активности фитопланктона при изменении освещенности в Северной Атлантике // Вопросы современной альгологии. 2019. № 1(19). С. 35–45. doi:10.33624/2311-0147-2019-1(19)-35-45Mosharov S.A., Mosharova I.V. Dynamics of the potential photosynthetic activity of marine phytoplankton during illumination change in the North Atlantic. Issues of Modern Algology. 2019, 1(19), 35–45 (in Russian). doi:10.33624/2311-0147-2019-1(19)-35-45

The authors declare that there are no conflicts of interest present.