А. С. Микаэлян1, А. Г. Зацепин1, А. А. Кубряков2,*

1 Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

2 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

*E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Рассмотрены разные типы мезомасштабной вихревой динамики с точки зрения их влияния на количество и таксономическую структуру планктона, в основном фитопланктона. Вихревые структуры всех видов, включая циклонические, антициклонические, линзовидные антициклонические и фронтальные вихри, а также дипольные структуры активно воздействуют на планктон. Рассмотрены теоретические схемы механизмов воздействия, которые проиллюстрированы примерами такого влияния на планктон Черного моря. Анализ отклика морского планктона на вихревую динамику и проведенный обзор литературы однозначно свидетельствуют о важной роли мезомасштабных вихрей в формировании биологической продуктивности в морях и океанах. Вихревая динамика всех без исключения типов способна обогащать планктоном как минимум часть занимаемой акватории. Так, циклонический вихрь создает в своем ядре подъем (куполообразный изгиб) изопикн как в термоклине, так и пикно-халоклине, поднимая нитроклин, что способствует повышению биопродуктивности. В свою очередь, в ядре антициклонического вихря имеет место опускание (прогиб) термоклина и пикно-халоклина, что негативно сказывается на биопродуктивности. При этом на периферии вихря происходит подъем изопикн, что, напротив, способствует увеличению первичной продукции. В отличие от обычного антициклона линзообразный вихрь создает подъем вод выше горизонта максимальной скорости, то есть часто в своей верхней части действует как циклон. Таким образом, в любом круговороте есть участки, где происходит подъем термоклина к поверхности и, следовательно, создаются предпосылки для увеличения биопродуктивности. Сильные ветры не только усиливают воздействие вихрей на биоту, но могут значительно менять характер этого воздействия. Существенно, что долгоживущие вихри меняют механизмы воздействия в зависимости от стадии эволюции. Наконец, вихревые структуры часто способствуют смене доминирующих видов фитопланктона, что может изменять существенным образом поток органического вещества на дно и влиять на глобальный цикл углерода.

Ключевые слова

синоптические вихри, фитопланктон, концентрация хлорофилла а, кокколитофориды, потоки биогенных элементов, горизонтальный обмен, вертикальный обмен, Черное море.

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы госзадания № 0149-2019-0010 и при финансовой поддержке гранта РНФ № 20-17-00167. Анализ воздействия вихревой динамики на вертикальную структуру фитопланктона выполнен при поддержке гранта РФФИ № 20-05-00068. Влияние субмезомасштабных вихрей на перенос шельфовых вод по спутниковым данным выполнен при поддержке гранта РФФИ 19-05-00479.

Для цитирования

Микаэлян А. С., Зацепин А. Г., Кубряков А. А. Воздействие мезомасштабной вихревой динамики на биопродуктивность морских экосистем (обзор) // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 6. С. 646–675. doi:10.22449/0233-7584-2020-6-646-675

DOI

10.22449/0233-7584-2020-6-646-675

Скачать статью в PDF-формате