Сезонность вертикального распределения хлорофилла а в субширотных зонах Антарктической части Атлантики по данным прямых и дистанционных наблюдений

В статье рассматриваются результаты анализа 469 профилей хлорофилла а, полученные с профилирующих буёв международного проекта Biogeochemical-Argo с 7 мая 2015 г. по 14 мая 2018 г. в районе пролива Дрейка и открытой части моря Скотия между 53–65° ю. ш., 40–70° з. д. Профили приводились к стандартным горизонтам. Отмечено, что за рассматриваемый период стало возможным проследить динамику сезонных изменений концентрации хлорофилла а в четырёх субширотных зонах. В рассматриваемом районе наибольшего развития фитопланктон достигал в декабре, во Вторичной фронтальной зоне (ВФЗ) максимальные значения достигали 4,11 мг/м³, наиболее низкая концентрация хлорофилла наблюдалась в августе, тогда как наименьшие значения максимума также наблюдались ВФЗ и составляли 0,16 мг/м³. По характеру изменчивости профилей хлорофилла выделено сходство между зоной субантарктической поверхностной водной массы (САПВ) и Южной полярной фронтальной зоной (ЮПФЗ) и между Антарктической зоной (АЗ) и ВФЗ. В зонах САПВ и ЮПФЗ диапазон значений хлорофилльного максимума в течение года был меньше (0,22–3,45 мг/м³), чем в южных районах, второй пик приходился на май. АЗ и ВФЗ имели схожие ярко выраженные сезонные отличия, значения содержания хлорофилла в зоне максимума колебались в пределах 0,09–8,02 мг/м³, второй пик наблюдался в феврале. Поверхностные максимумы наблюдались в 33,9% случаев, в основном в зимний период в зоне САПВ. Разница между поверхностными значениями и значениями в слое максимума в зимний период для всех зон составляла лишь 5–12%, в летний — в ЮПФЗ и АЗ доходила до 48%. Наблюдался тренд к уменьшению средней глубины максимума с февраля (37 м) к октябрю (15,5 м). 

1. Бородин Е. В., Чурин Д. А., Чернышков П. П. 2014. Влияние динамики вод на биомассу и распределение биологических ресурсов пелагиали южных частей Атлантического и Тихого океанов // Вестник БФУ (Естественные науки). № 7. С. 142–154.

2. Воронина Н. М. 1977. Сообщества умеренных и холодных вод южного полушария // Океанология. Биология океана. Т. 2. Биологическая продуктивность океана. М.: Наука. С. 68–90.

3. Демидов А. Б., Ведерников В. И., Шеберстов С. В. 2007. Пространственно-временная изменчивость хлорофилла а в атлантическом и индийском секторах Южного океана в феврале-апреле 2000 г. по спутниковым и экспедиционным данным // Океанология. Т. 47. № 4. С. 546–558.

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

5. Демидов А. Б., Гагарин В. И., Григорьев А. В. 2010. Сезонная изменчивость хлорофилла а на поверхности в проливе Дрейка // Океанология. Т. 50. № 3. С. 355–370.

6. Демидов А. Б., Мошаров С. А., Романова Н. Д. 2011. Пространственная изменчивость первичной продукции и хлорофилла а в проливе Дрейка в весенний сезон // Океанология. Т. 51. № 2. С. 293–306.

7. Демидов А. Б., Мошаров С. А., Гагарин В. И. 2012 а . Продукционные характеристики фитопланктона в Южной Атлантике в Атлантическом секторе Южного океана летом 2009–2010 гг. // Океанология. Т. 52. № 2. С. 226–238.

8. Демидов А. Б., Мошаров С. А., Гагарин В. И., Мошарова И. В. 2012 б. Вертикальная изменчивость первичной продукции и хлорофилла а в проливе Дрейка в весенний период (октябрь-ноябрь) // Вестн. Моск. ун-т. Сер. 16. Биология. № 4. С. 28–32.

9. Демидов А. Б., Мошаров С. А., Гагарин В. И. 2012 в. Меридиональная асимметричность первичного продуцирования в Атлантическом секторе Южного океана весной и летом // Океанология. Т. 52. № 5. С. 675–687.

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

11. Семина Г. И. 1977. Фитопланктон // Океанология. Биология океана. Т. 1. Биологическая структура океана. М.: Наука. С. 117–124.

12. Чурин Д. А. 2017. Мезомасштабная динамика вод в Антарктической части Атлантики и ее влияние на распределение криля. Автореф. дисс. … канд. геогр. наук. Калининград, БФУ им. И. Канта. 23 с.

13. Чурин Д. А., Гулюгин С. Ю. 2017. Особенности сезонной динамики хлорофилла а в связи с абсолютной динамической топографией Антарктической части Атлантики // Труды ВНИРО. Т. 169. С. 117–125.

14. Arrigo K. R., van Dijken G. L., Bushinsky S. 2008. Primary production in the Southern Ocean, 1997–2006 // J. Geophys. Res. Vol. 113. C 08004, doi:10.1029/2007JC 004551.

15. Arrigo K. R., van Dijken G. L. 2004. Annual changes in sea ice, chlorophyll a, and primary production in the Ross Sea, Antarctica // Deep-Sea Res. II. V. 51. № 1–3. P. 117–138.

16. Brandini F. P., Boltovskoy A. P., Piola A., Kocmur S., Rottgers R., Abreu P. C., Lopes R. M. 2000. Multiannual trends in fronts and distribution of nutrients and chlorophyll in the southwestern Atlantic (30°— 62°S) // Deep-Sea Res. I. Vol. 47. N 6. P. 1015–1033.

17. Comiso J. C., Mc. Clain C. R., Sullivan C. W. et al. 1993. Coastal Zone Color Scanner pigment concentration in the Southern Ocean and relationships to geophysical surface features // J. Geophys. Res. V. 98. P. 2419–2451.

18. Dierssen H. M., Smith R. 2000. Biooptical properties and remote sensing ocean color algorithms for Antarctic Peninsula waters // J. Geophys. Res. V. 105. № С11. P. 26301–26312.

19. El-Sayed S. Z. 1968. On the productivity of the Southwest Atlantic ocean and the waters west of the Antarctic peninsula // Antar. Res. Ser. Biology of the Antarctic Seas / Eds. Llano G. A., Schmitt W. L. AGU, Washington, V. 3. P. 15–47.

20. El-Sayed S.Z., Mandelli E. F., Sugimura Y. 1964. Primary organic production in the Drake Passage and Bransfield Strait // Antar. Res. Ser. Biology of the Antarctic Seas / Ed. Lee M. O. AGU, Washington, V. 1. P. 1–11.

21. Garcia C. A.E., Garcia V. M.T., McClain C.R. 2005. Evaluation of SeaWiFS chlorophyll algorithms in the Southwestern Atlantic and Southern Oceans // Remote Sensing of Environment. V. 95. № 1. P. 125–137.

22. Holm-Hansen Î., Hewes Ñ. D. 2004. Deep chlorophyll à maxima (DCMs) in Antarctic waters. I. Relationship between DSMs and the physical, chemical, and optical conditions in the upper water column // Polar Biology. Vol. 27. N 11. P. 699–710.

23. Holm-Hansen Î., Hewes Ñ. D., Villafane V. E., Helbling E. W., Silva N., Amos T. 1997. Distribution of phytoplankton and nutrients in the area around Elephant Island, Antarctica // Polar Biology. Vol. 18. N 2. P. 145–153.

24. Holm-Hansen O., Mitchell G. B. 1991. Spatial and temporal distribution of phytoplankton and primary production in the western Bransfield Strait region // Deep-Sea Res. V. 38. № 8–9A. P. 961–980.

25. Korb R. E., Whitehouse M. J., Ward P. 2004. SeaWiFS in the Southern ocean: spatial and temporal variability in phytoplankton biomass around South Georgia // Deep-Sea Res. II. V. 51. № 1–2. P. 99–116.

26. Longhurst A. 1995. Seasonal cycles of pelagic production and consumption // Prog. Oceanogr. V. 36. № 2. P. 77–167.

27. Mandelli E. F. 1967. Enhanced photosynthetic assimilation ratios in Antarctic Polar Front (Convergence) diatoms // Limnol. and Oceanogr. V. 12. № 3. P. 484–491.

28. Mikaelyan A. S., Belyaeva G. A. 1995. Chlorophyll a content in cells of Antarctic phytoplankton // Polar Biology. Vol. 15. N 6. P. 437–445.

29. Mitchell G. B., Holm-Hansen O. 1991. Biooptical properties of Antarctic Peninsula waters: Differentiation from temperate ocean models // Deep-Sea Res. I. V. 38. P. 1009–1028.

30. Moore J. K., Abbott M. R. 2000. Phytoplankton chlorophyll distribution and primary production in the Southern Ocean // J. Geophys. Res. V. 105. No. C 12. P. 28709–28722.

31. Pedros-Alio C., Calderon-Paz J., Guixa N., Navarrete A., Vaqué D. 1996. Microbial plankton across Drake Passage // Polar Biology. V. 16. № 8. P. 613–622.

32. Sommer U., Stabel H. H. 1 986. N ear s urface n utrient and phytoplankton distribution in the Drake Passage during early December // Polar Biology. V. 5. № 2. P. 107–110.

33. Copernicus Marine environment monitoring service. Доступно через: http://marine.copernicus.eu/. 01.08.2018