Изменчивость концентрации хлорофилла А в Черном море под влиянием различных физических факторов

В работе на основе измерений спутников MODIS и SeaWiFS исследуется влияние различных физических факторов (температуры, течений, стока рек) на сезонную и межгодовую изменчивость концентрации хлорофилла А в Черном море. Демонстрируется, что стандартный спутниковый продукт Level 3 содержит существенные ошибки, которые приводит к значительному искажению временной изменчивости концентрации хлорофилла А. Для определения изменчивости этого параметра был разработан и использован специальный алгоритм фильтрации данных. Использование этого алгоритма и комбинирование данных MODIS-Aqua и SeaWiFS позволило восстановить долговременную изменчивость концентрации хлорофилла А в Черном море за 1998-2013 года.
Анализ данных показал, что зимняя конвекция определяет сезонный ход концентрации хлорофилла А на всей акватории Черного моря, за исключением шельфовых областей на северо-западе и юго-востоке бассейна, которые подвержены значительному влиянию стока рек. Сезонный ход имеет один пик, который наблюдается поздней осенью - зимой, во время начала зимней конвекции. При этом концентрация хлорофилла А достигает своего максимума первоначально в центрах циклонических областей, а затем в течении 20-30 дней максимум достигается в периферийных областях, что связано с различным временем проникновения зимней конвекции на глубины залегания нитроклина.
В 2002-2003 в центральной части бассейна значительно снизились концентрации хлорофилла А. В то же время произошла значительная интенсификация течений в бассейне, связанная с резким увеличением интегральной завихренности ветра. Для объяснения этого эффекта в работе по данным спутниковой альтиметрии с помощью алгоритма автоматической идентификации вихрей была рассчитана межгодовая и сезонная изменчивость количества и энергии вихрей в бассейне. Показано, что увеличение кинетической энергии течений привело к снижению вихревой активности, и, следовательно, к уменьшению горизонтального обмена между богатой питательными веществами шельфовой зоны и центральной зоны бассейна. В центре бассейна, особенно в зоне континентального склона, характеризующегося наиболее интенсивной вихревой динамикой концентрация хлорофилла А значительно уменьшилась.
Интенсивность речного стока определяет сезонную динамику спутникового хлорофилла А только в приустьевых зонах. Однако, на межгодовых масштабах речной сток оказывает определяющее воздействие на количество биогенов и межгодовую изменчивость хлорофилла А в целом в бассейне.