Вейвлет-анализ первичной продукции в Азорском регионе

1. Анализировались данные первичной продукции с 2002 по 2008 гг. с дискретностью 8 суток (алгоритм ATBD-MOD-24, основанный на спутниковых измерениях полей хлорофилла a с разрешением 4 км (AVHRR SST и SeaWiFS). Район исследования включает Азорские острова и прилегающие воды и охватывает участок между 33-430 N и 22-320 W. Применяется аппарат вейвлет-анализа для временных рядов.
2. Сезонная изменчивость первичной продукции определяется сезонными циклами образования фитопланктона. Результаты вейвлет-преобразования показывают, что изменчивость первичной продукции происходит во всем диапазоне масштабов (до 6 лет), но с различной интенсивностью.
3. Выделяются экстремумы, определяемые процессами 2 или 3 летнего цикла, но подавляющее число экстремальных значений исходной реализации определяются процессами годового и четырехлетнего цикла.
4. Для всех 42 пунктах акватории неизменно выделяется масштаб изменчивости, равный 4 годам. На картах вейвлет-преобразования отмечается область минимальных значений вейвлет-коэффициентов для промежутка: осень 2004 г. – лето 2005 г. и два положительных максимума: первый максимум соответствует промежутку: зима 2002 г.– лето 2003 г., второй максимум – лето 2006 г. – весна 2007 г., и минимумом.
5. Интенсивность значений экстремумов в различных пунктах различна. Таким образом, в целом выделяются «более продуктивные районы», как, например, пункт с координатами 36.2917 N, 25.2917 W, и «менее продуктивные», например, пункт с координатами 34.625 N, 23.625 W.
6. В тот момент, когда максимум четырехлетнего цикла совпадает с минимумом годовых колебаний, на графике исходной реализации первичной продукции наблюдается минимум. Максимумом годовых колебаний энергетически связан с максимумом четырехлетнего цикла с полугодовым запаздыванием по фазе. Данная тенденция наблюдается для большинства пунктов акватории.
7. Во всех пунктах четырехлетний минимум 2005 г связан с годовыми минимумами 2004 и 2007 гг. (зимние сезоны). Здесь наблюдается перераспределение энергии во времени по масштабам, в данном случае, от меньших масштабов к большим: от годовых колебаний к колебаниям четырехлетнего цикла.
8. Колебания годового цикла первичной продукции для всех 42 пунктов Азорского региона выделяют максимум первичной продукции для весеннего периода и минимум – для осеннего.
9. В некоторых пунктах наблюдается перераспределение энергии полугодовых колебаний в область более низких частот – к колебаниям годового цикла, и наоборот, как, например, для 2003 г. в пункте 42.9583 N, 28.625 W.
10. Следует отметить, что полугодовые колебания первичной продукции проявляются во времени существенно неравномерно, например, для пункта 42.9583 N, 26.9583 W для 2003-2005 гг. они практически незаметны, в то время как вклад этих колебаний для промежутка времени 2005-2008 гг. весьма значителен.
11. Возможно, полугодовые, двух- и четырехлетние колебания можно отнести к колебаниям, не связанным с внешними геокосмическими циклами. Один из механизмов возбуждающих такие явления может быть связан с нелинейностью описываемых процессов, их синергетикой.