Morskoj gidrofizičeskij žurnal Morskoj gidrofizičeskij žurnal Морской гидрофизический журнал 0233-7584 20240206 QIJKYN Experimental and field research Экспериментальные и экспедиционные исследования Research Article Influence of Coastal Upwelling on Chlorophyll a Distribution in the Coastal Zone of the Southeastern Baltic Sea in Summer Periods, 2000–2019 Влияние апвеллинга на распределение хлорофилла a в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики в летний период 2000–2019 годов https://orcid.org/0000-0002-7507-3170 L-2625-2016 5287-1100 Kapustina M. V. Капустина М. В.
Russian Federation

младший научный сотрудник, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН (Россия, 117997, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 36)

 kapustina.mariya@ya.ru https://orcid.org/0000-0003-1662-6385 C-5885-2014 9833-3460 Zimin A. V. Зимин А. В.
Russian Federation

главный научный сотрудник, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, доктор географических наук, доцент

 zimin2@mail.ru Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences Moscow Russia Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН Москва Россия Saint-Petersburg State University Saint Petersburg Russia Санкт-Петербургский государственный университет Санкт-Петербург Россия 30 04 2024 40 2 255 270 10 04 2023 12 01 2024 18 01 2024 Copyright ©; 2024, Kapustina M.V., Zimin A.V. Copyright ©; 2024, Капустина М.В., Зимин А.В. 2024 Kapustina M.V., Zimin A.V. Капустина М.В., Зимин А.В. https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ https://xn--c1agq7a.xn--p1ai/repository/issues/2024/02/06/

Purpose. The study is purposed at obtaining the quantitative estimates of coastal upwelling influence on the distribution of chlorophyll a in the coastal zone of the southeastern Baltic Sea during the summer seasons in 2000–2019.

Methods and Results. Based on the data both on frequency and duration of upwelling events for June – August 2000–2019 and the chlorophyll a concentrations derived from multi-sensor satellite observations in the coastal zone of the southeastern Baltic Sea, the long-term and monthly average values of the studied parameters are obtained, and the influence of upwelling events on the chlorophyll a concentration in the sea surface layer is assessed. The spatial variability of chlorophyll a in the coastal areas is found to be related to the influence of upwelling events. On the average, the chlorophyll a concentration decreases by more than 1 mg/m3 after an upwelling of any duration and in all summer months. The concentration drop is most significant after the upwelling events lasting more than 6 days.

Conclusions. The reduced chlorophyll a concentrations (as compared to the pre-upwelling values) are observed in course of a week after a coastal upwelling event in the southeastern Baltic Sea.

Цель. Получение количественных оценок влияния апвеллинга на распределение хлорофилла а летом в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики в 2000–2019 гг. – цель настоящей работы.

Методы и результаты. По данным о повторяемости и продолжительности апвеллингов за июнь – август 2000–2019 гг. и мультисенсорных спутниковых наблюдений концентрации хлорофилла а в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики получены среднемноголетние и среднемесячные значения исследуемых параметров и оценено влияние событий подъема вод на концентрацию хлорофилла а в поверхностном слое моря. Показано влияние апвеллингов на пространственное распределение хлорофилла а в прибрежной зоне моря. Установлено, что снижение его концентрации более чем на 1 мг/м3 наблюдается после подъема вод любой продолжительности и во все месяцы. Максимальные падения концентрации хлорофилла а отмечены после длительных апвеллингов продолжительностью > 6 дней.

Выводы. В течение недели после апвеллинга летом в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики наблюдаются пониженные концентрации хлорофилла а по сравнению со значениями, предшествующими возникновению апвеллинга.

 sea surface temperature coastal upwelling chlorophyll a concentration remote sensing data southeastern Baltic Sea температура поверхности моря прибрежный апвеллинг концентрация хлорофилла а спутниковые данные Юго-Восточная Балтика The study was carried out within the framework of state assignment of IO RAS (theme No. FMWE-2024-0025). Работа выполнена в рамках госзадания ИО РАН (тема № FMWE-2024-0025).

Текст статьи не включен.

Список литературы LehmannA. MyrbergK. HöflichK. A statistical approach to coastal upwelling in the Baltic Sea based on the analysis of satellite data for 1990–2009 Oceanologia 2012 54 3 369 393 10.5697/oc.54-3.369 КапустинаМ. В. ЗиминА. В. Пространственно-временные характеристики апвеллингов в Юго-Восточной Балтике в 2010–2019 гг. Фундаментальная и прикладная гидрофизика 2021 14 4 52 63 ZNQKIX 10.7868/S2073667321040055 BednorzE. PółrolniczakM. TomczykA. M. Regional circulation patterns inducing coastal upwelling in the Baltic Sea Theoretical and Applied Climatology 2021 144 3-4 905 916 10.1007/s00704-021-03539-7 KowalewskiM. The influence of the Hel upwelling (Baltic Sea) on nutrient concentrations and primary production – the results of an ecohydrodynamic model Oceanologia 2005 47 4 567 590 LipsI. LipsU. LiblikT. Consequences of coastal upwelling events on physical and chemical patterns in the central Gulf of Finland (Baltic Sea) Continental Shelf Research 2009 29 15 1836 1847 10.1016/j.csr.2009.06.010 KrezelA. Influence of coastal upwelling on chlorophyll a concentration in the surface water along the Polish coast of the Baltic Sea Oceanologia 2005 47 4 433 452 ZalewskiM. AmerykA. SzymelfenigM. Primary production and chlorophyll a concentration during upwelling events along the Hel Peninsula (the Baltic Sea) Oceanological and Hydrobiological Studies 2005 34 Suppl. 2 97 113 VahteraE. Effect of upwelling on the pelagic environment and bloom-forming cyanobacteria in the western Gulf of Finland, Baltic Sea Journal of Marine Systems 2005 58 1-2 67 82 10.1016/j.jmarsys.2005.07.001 NauschM. Phosphorus input by upwelling in the eastern Gotland Basin (Baltic Sea) in summer and its effects on filamentous cyanobacteria Estuarine, Coastal and Shelf Science 2009 83 4 434 442 10.1016/j.ecss.2009.04.031 LipsI. LipsU. Phytoplankton dynamics affected by the coastal upwelling events in the Gulf of Finland in July–August 2006 Journal of Plankton Research 2010 32 9 1269 1282 10.1093/plankton/fbq049 KuvaldinaN. The influence of a coastal upwelling event on chlorophyll a and nutrient dynamics in the surface layer of the Gulf of Finland, Baltic Sea Hydrobiologia 2010 639 1 221 230 10.1007/s10750-009-0022-4 WasmundN. Long-term trends in phytoplankton composition in the western and central Baltic Sea Journal of Marine Systems 2011 87 2 145 159 10.1016/j.jmarsys.2011.03.010 КудрявцеваЕ. А. АлександровС. В. Гидролого-гидрохимические основы первичной продуктивности и районирование российского сектора Гданьского бассейна Балтийского моря Океанология 2019 59 1 56 71 LWPEQE 10.31857/S0030-157459156-71 KrekA. V. The role of upwellings in the coastal ecosystem of the Southeastern Baltic Sea Regional Studies in Marine Science 2021 44 1 107 115 10.1016/j.rsma.2021.101707 ZhurbasV. LaanemetsJ. VahteraE. Modeling of the mesoscale structure of coupled upwelling downwelling events and the related input of nutrients to the upper layer in the Gulf of Finland, Baltic Sea Journal of Geophysical Research: Oceans 2008 113 C5 C05004 10.1029/2007JC002801 HuntsmanS. A. BarberR. T. Primary production off northwest Africa: the relationship to wind and nutrient conditions Deep Sea Research 1977 24 1 25 33 10.1016/0146-6291(77)90538-0 КудрявцеваЕ. А. АлександровС. В. ДмитриеваО. А. Первичная продукция фитопланктона в Гданьском бассейне Балтийского моря в начале XXI века Океанология 2017 57 5 731 742 ZMLGJX 10.7868/S0030157417040086 АлександровС. В. АнтоненкоД. А. БубноваЕ. С. Экологическое состояние Куршского залива Балтийского моря в теплый сезон 2019 года Водные ресурсы 2021 48 5 577 589 BBBPWO 10.31857/S0321059621050029 ЛобановаЕ. В. КузнецоваН. А. КорягинаН. О. Особенности сезонной динамики фитопланктона в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики Известия Калининградского государственного технического университета 2017 48 33 42 WCGNJU БукановаТ. В. ПавельеваЕ. А. Дистанционный мониторинг прибрежного апвеллинга в районе Куршской косы (Балтийское море) в летний период 2018 г. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса 2020 17 7 189 199 HHOZQK 10.21046/2070-7401-2020-17-7-189-199 ЗиминА. В. КапустинаМ. В. Использование спутниковых данных для исследования связи апвеллингов с биопродуктивностью прибрежных вод (на примере Юго-Восточной Балтики) Фундаментальная и прикладная гидрофизика 2020 13 4 51 60 NKSRFV 10.7868/S2073667320040073 Kowalewska-KalkowskaH. KowalewskiM. Upwelling events in the southern Baltic Sea and their influence on primary production Oceanological and Hydrobiological Studies 2014 43 4 358 370 10.2478/s13545-014-0151-8 КудрявцеваЕ. А. АлександровС. В. ДмитриеваО. А. Оценка влияния апвеллингов на концентрацию хлорофилла а в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики по спутниковым данным Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса 2022 19 3 173 186 XZAUHL 10.21046/2070-7401-2022-19-3-173-186 ДавыдоваА. А. ЧуриловаТ. Я. Облачность и спутниковая видимость над Балтийским морем Морской гидрофизический журнал 2019 35 5 415 428 NDSRBQ 10.22449/0233-7584-2019-5-415-428 ZiminA. V. KapustinaM. V. Upwelling and its influence on chlorophyll a concentration in the coastal zone of the southeastern Baltic Sea Remote Sensing Applications: Society and Environment 2021 24 100627 10.1016/j.rsase.2021.100627 КапустинаМ. В. ЗиминА. В. Повторяемость апвеллингов в Юго-Восточной Балтике в 2000-2019 гг. Морские исследования и образование. Сборник трудов X Международной научно-практической конференции. Т. I (III) Тверь 2021 152 156 CALXNT NakoniecznyJ. RenkH. WiktorJ. Chlorophyll a concentration and distribution in the Southern Baltic in the years 1979–1983 Oceanologia 1991 30 77 91 KudryavtsevaE. Relationship between seasonal variations of primary production, abiotic factors and phytoplankton composition in the coastal zone of the south-eastern part of the Baltic Sea Regional Studies in Marine Science 2019 32 100862 10.1016/j.rsma.2019.100862 КопелевичО. В. СалингИ. В. Межгодовые изменения биооптических характеристик поверхностного слоя морей, окружающих западную часть России, по данным спутниковых сканеров цвета Фундаментальная и прикладная гидрофизика 2020 13 2 16 24 KVOSRN 10.7868/S2073667320020021 StramskaM. Comparisons of satellite and modeled surface temperature and chlorophyll concentrations in the Baltic Sea with in situ data Remote Sensing 2021 13 15 3049 10.3390/rs13153049 АлександровС. В. КудрявцеваЕ. А. Хлорофилл «а» и первичная продукция фитопланктона Нефть и окружающая среда Калининградской области СивковВ. В. Калининград Терра Балтика 2012 2 358 371 QCKJSO KratzerS. MooreG. Inherent optical properties of the Baltic Sea in comparison to other seas and oceans Remote Sensing 2018 10 3 418 10.3390/rs10030418 KahruM. HorstmannU. RudO. Satellite detection of increased cyanobacteria blooms in the Baltic Sea: Natural fluctuation or ecosystem change? Ambio 1994 23 8 469 472 HajduS. HöglanderH. LarssonU. Phytoplankton vertical distributions and composition in Baltic Sea cyanobacterial blooms Harmful Algae 2007 6 2 189 205 10.1016/j.hal.2006.07.006 EnnetP. KuosaH. TamsaluR. The influence of upwelling and entrainment on the algal bloom in the Baltic Sea Journal of Marine Systems 2000 25 3-4 359 367 10.1016/S0924-7963(00)00027-0 ЕвтушенкоН. В. ШеберстовС. В. Использование данных спутникового сканера MODIS-Aqua для исследования циклов цветения фитопланктона в Балтийском море Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса 2016 13 3 114 124 WDNTLV 10.21046/2070-7401-2016-13-3-114-124 БукановаТ. В. БубноваЕ. С. АлександровС. В. Дистанционный мониторинг морской площадки карбонового полигона «Росянка» (Балтийское море): первые результаты Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса 2022 19 6 234 247 KVBQWQ 10.21046/2070-7401-2022-19-6-234-247 АлександровС. В. ГорбуноваЮ. А. Продукция фитопланктона и содержание хлорофилла в эстуариях различного типа Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки 2012 1 90 98 OPMUKX WasmundN. NauschG. VossM. Upwelling events may cause cyanobacteria blooms in the Baltic Sea Journal of Marine Systems 2012 90 1 67 76 10.1016/j.jmarsys.2011.09.001 LöptienU. DietzeH. Retracing cyanobacteria blooms in the Baltic Sea Scientific Reports 2022 12 10873 10.1038/s41598-022-14880-w