Распределение содержания хлорофилла-а в Атлантическом океане в декабре 2019 г — январе 2020 г. по данным судовых измерений при различных гидрометеорологических условиях

Получены горизонтальные и вертикальные распределения концентрации хлорофилла-а (Кхл) по маршруту 79-го рейса НИС «Академик Мстислав Келдыш» в Атлантическом океане в декабре 2019—январе 2020 г. Анализ данных наблюдений проводился для биогеохимических провинций, определяемых различными гидрометеорологическими условиями, при которых развивались фитопланктонные сообщества.

Применялось три метода измерений Кхл: стандартный экстрактный метод на пробах морской воды, флуориметрические измерения в проточной системе на ходу судна на глубине 5 м и погружные флуориметрические in-situ измерения на станциях. Использовались измерения температуры и солености морской воды в проточной системе, CTD зондирования и буёв АРГО, а также данные измерений оптического зонда.

Наибольшие значения Кхл в приповерхностном слое океана наблюдаются в зонах дивергенции, в системах Канарского апвеллинга (CNRY) (1,3 мг/м³) и Фолклендского (Мальвинского) течения (4,8 мг/м³), а также в проливе Дрейка (1,2 мг/м³). Наименьшие значения Кхл (0,01–0,12 мг/м³) наблюдаются в тропических, экваториальных районах и в Южно-Атлантическом субтропическом антициклоническом круговороте (SASTG) по маршруту судна.

Обнаружены вертикальные профили Кхл с отсутствующим выраженным максимумом Кхл. В районе CNRY значение Кхл мало изменялось с глубиной во всей эвфотической зоне. А в районе Антарктического циркумполярного течения в проливе Дрейка и в основной струе Фолклендского течения наблюдались квазиоднородные профили Кхл до глубины почти в 2 раза превышающей глубину эвфотической зоны.

В профилях с выраженным локальным максимумом Кхл наибольшее значение 3,5 мг/м³ наблюдается на глубине около 12 м в районе апвеллинга на Патагонском шельфе. В других районах глубина залегания максимума Кхл (0,2– 0,9 мг/м³) варьируется в широких пределах от 25 до 120 м. В западной части района SASTG обнаружены абсолютные максимумы Кхл на глубине 120 м, что ниже эвфотической зоны до 100 м.

1. Кобленц-Мишке О.И., Ведерников В.И. Продукция морских сообществ // Первичная продукция. Биология океана. Т. 2. Биологическая продуктивность океана. М.: Наука, 1977. С. 183–209.

2. Семина Г.И. Фитопланктон Тихого океана. М.: Наука, 1974. 239 с.

3. Lim S., Jang C. et al. Climatology of the mixed layer depth in the East Sea/Japan Sea // Journal of Marine Systems. 2012. Vol. 96–97. P. 1–14. doi:10.1016/j.jmarsys.2012.01.003

4. Боуден К. Физическая океанография прибрежных вод. М.: Мир, 1988. 328 с.

5. Yoder J.A., McClain C.R. Feldman G.C., Esaias W.E. Annual cycles of phytoplankton chlorophyll concentrations in global ocean: A satellite view // Global Biogeochemical Cycles. 1993. № 7. P. 181–193. doi:10.1029/93GB02358

6. Мордасова Н.В. Косвенная оценка продуктивности вод по содержанию хлорофилла // Труды ВНИРО. 2014. Т. 152. C. 41–56.

7. Ведерников В.И., Гагарин В.И. и др. Распределение первичной продукции и хлорофилла в субтропических и тропических водах Атлантического океана осенью 2002 г. // Океанология. 2007. Т. 47, № 3. C. 418–431.

8. Демидов А.Б., Ведерников В.И. и др. Продукционные характеристики фитопланктона в восточных районах Атлантики и Атлантическом секторе Южного океана в октябре-ноябре 2004 г. // Океанология. 2008. Т. 48, № 3. С. 396–410.

9. Копелевич О.В., Буренков В.И., Гольдин Ю.А., Шеберстов С.В. Оптический мониторинг Атлантического океана по данным спутниковых и судовых исследований // Комплексные исследования Мирового океана: Проект «Меридиан». Ч. 1. Атлантический океан. М.: Наука, 2008. С. 150–164.

10. Aiken J., Brewin R.J. et al. A synthesis of the environmental response of the North and South Atlantic Sub-Tropical Gyres during two decades of AMT // Progress in Oceanography. 2017. Vol. 158, N 1. P. 236–254. doi:10.1016/j.pocean.2016.08.004

11. Glukhovets D.I., Salyuk P.A. et al. Variability of bio-optical Characteristics of Surface Water Layer during Transatlantic Transect in 2019–2020 // Oceanology. 2021. Vol. 61. P. 872–880. doi:10.1134/S0001437021060229

12. Gibb S.W., Barlow R.G. et al. Surface phytoplankton pigment distributions in the Atlantic Ocean: an assesment of basin scale variability between 50°N and 50°S // Progress in Oceanography. 2000. Vol. 45. P. 339–368. doi:10.1016/S0079–6611(00)00007–0

13. Longhurst A. Ecological geography of the sea (2nd Edition). Amsterdam: Elsevier, 2006. 543 p.

14. Smyth T., Quartly G. et al. Determining Atlantic Ocean province contrasts and variations // Progress in Oceanography. 2017. Vol. 158. P. 19–40. doi:10.1016/j.pocean.2016.12.004

15. Нагорный И.Г., Салюк П.А. и др. Мобильный комплекс для оперативного исследования водных акваторий и приводной атмосферы // Приборы и техника эксперимента. 2014. № 1. С. 103–106.

16. Кобленц-Мишке О.И. Экстрактный и безэкстрактный методы определения фотосинтетических пигментов в пробе // Современные методы количественной оценки распределения морского планктона / Под ред. М.Е. Виноградова. М.: Наука, 1983. С. 114–125.

17. Jeffrey S.W., Humphrey G.F. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton // Biochemie und Physiologie der Pflanzen. 1975. Vol. 167, N 2. P. 191–194.

18. ГОСТ 17.1.04.02–91. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла-а. Государственный стандарт союза ССР. Изд-во стандартов. 1991. М.: Изд-во стандартов, 1991. 14 с.

19. Ведерников В.И., Коновалов Б.В., Кобленц — Мишке О.И. Результаты применения спектрофотометрического метода определения феофитина-a в пробах морской воды // Труды ИОАН СССР. М., 1973. Т. 95. С. 138–146.

20. Protocols for the Joint Global Ocean Flux Study Protocols (JGOFS). Core Meas, Manual Guides. 1994. P. 119–122.

21. Артемьев В.А., Таскаев В.Р., Григорьев А.В. Автономный прозрачномер ПУМ-200 // Материалы 17-й международной научно-технической конференции «Современные методы и средства океанологических исследований». М.: Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 2021. С. 95–99.

22. Salyuk P.A., Artemiev V.A. et al. Bio-optical models for estimating euphotic zone depth in the western Atlantic sector of the Southern Ocean in the Antarctic summer // Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean, Advances in Polar Ecology, Vol. 6. / Edited by E.G. Morozov et al. Switzerland AG: Springer Nature, 2021. P. 241–250. doi:10.1007/978-3-030-78927-5_18

23. Partition of the ocean into ecological provinces: Role of ocean-colour radiometry // Reports of International Ocean-Colour Coordinating Group. № 9 / Edited by Dowell M., Platt T. Dartmouth, Canada, 2009. 99 p.

24. Arístegui J., Barton E.D. et al. Subregional ecosystem variability in the Canary Current upwelling // Progress in Oceanography. 2009. Vol. 83. P. 33–48. doi:10.1016/j.pocean.2009.07.031

25. Barton E.D., Arı´stegui J. et al. The transition zone of the Canary Current upwelling region // Progress in Oceanography. 1998. Vol. 41. P. 455–504. doi:10.1016/S0079–6611(98)00023–8

26. Buss de Souza R., Mata M.M. et al. Multi-sensor satellite and in situ measurements of a warm core ocean eddy south of the Brazil–Malvinas Confluence region // Remote Sensing of Environment. 2006. Vol. 100. P. 52–66. doi:10.1016/j.rse.2005.09.018

27. Салюк П.А., Глуховец Д.И. и др. Изменчивость биооптических характеристик морской поверхности в районе Фолклендского течения и Патагонского шельфа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 6. C. 200–213. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-6-200-213

28. Frey D.I., Krechik V.A. et al. Direct measurements of the Malvinas Current velocity structure // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. Vol. 126, N 4. Art. No. e2020JC016727. doi:10.1029/2020JC016727

29. Weingartner T.J., Weisberg R.H. On the annual cycle of equatorial upwelling in the central Atlantic Ocean // Journal of Physical Oceanography. 1991. Vol. 21, N 1. P. 68–82. doi:10.1175/1520–0485(1991)021<0068: OTACOE>2.0.CO;2

30. Latushkin A.A., Artemiev V.A. et al. Distribution of bio-optical parameters in the Lomonosov equatorial undercurrent in December 2019 // Proceedings of SPIE, 26th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics. 2020. Vol. 11560, N 1156041. doi:10.1117/12.2575466

31. Longhurst A. Seasonal cooling and blooming in the tropical oceans // Deep Sea Research, Part I. 1993. N 40. P. 2145– 2165. doi:10.1016/0967–0637(93)90095-K

32. Grodsky S.A., Carton J.A., McClain C.R. Variability of upwelling and chlorophyll in the equatorial Atlantic // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35, N L03610. doi:10.1029/2007GL032466

33. Matano R.P., Palma E.D. On the upwelling of downwelling currents // Journal of Physical Oceanography. 2008. Vol. 38. P. 2482–2500. doi:10.1175/2008JPO3783.1

34. Демидова Т.А., Морозов Е.Г., Нейман В.Г. Экваториальное подповерхностное течение Ломоносова по данным измерений бортовым профилографом в 2014–2017 гг. // Доклады Академии наук. Т. 482, № 3. 2018. С. 323–326. doi:10.31857/S086956520003113–7