Оценка по данным спутниковых измерений влияния адвекции и турбулентной диффузии на формирование зон повышенной биологической продуктивности в Японском море

Работа основана на применении динамико-стохастического анализа, предложенного Фуксом (В.Р. Фукс, 2007). Основная идея метода заключается в том, что уравнение переноса, диффузии и биотической трансформации, где биотическая часть является уравнением логистического роста Ферхюльста, интерпретируется как уравнение множественной регрессии. В данном уравнении скорость изменения первичной продукции – предиктант, а пространственные производные и члены логистического уравнения – предикторы. Путём множественного регрессионного анализа оцениваются коэффициенты уравнения регрессии, которые имеют определённый физический смысл: составляющие скоростей течения, коэффициент горизонтальной турбулентной диффузии, коэффициент роста биомассы, коэффициент внутривидовой конкуренции.
Идентификация модели по данным первичной продукции, рассчитанной по спутниковым измерениям, в целом, показала её адекватность. Коэффициенты множественной корреляции имеют значения больше 0.6 на болешей площади района. В отдельных точках коэффициент множественной корреляции достигает 0.8-0.9. Полученные значения коэффициентов уравнения регрессии не противоречат известным их оценкам по данным натурных измерений. Так значения коэффициентов, характеризующих скорости течения имеют порядок 10-20 см/с. Значения коэффичиентов горизонтальной турбулентной диффузии имеют порядок 106 см2/с. Поле коэффициентов отражающих рост биомассы имеет схожий вид с полем коэффициента внутривидовой конкуренции, но диаметрально противоположен ему, то есть в местах максимума одного коэффициента наблюдается минимум другого.
Сравнительный вклад биотических и абиотических факторов в пространственно-временную изменчивость первичной продукции крайне не равномерен по акватории и не имеет выраженной локализации. В целом, наибольший вклад вносят биотические факторы, а среди динамических факторов наиболее значима горизонтальная турбулентность.