A Regional Algorithm for Calculating the Photic Zone Thickness from the Vertical Profile of the Beam Attenuation Coefficient on the Example of the Northwestern Part of the Weddell Sea

A. A. Latushkin; Латушкин А. А.; P. A. Salyuk; Салюк П. А.; V. V. Suslin; Суслин В. В.; O. V. Martynov; Мартынов О. В.

doi:10.31857/S0030157423040081

Региональный алгоритм расчета толщины фотического слоя из вертикального профиля показателя ослабления направленного света на примере северо-западной части моря Уэдделла

Авторы: Латушкин А.А.¹, Салюк П.А.²^,3, Суслин В.В.¹, Мартынов О.В.¹
Учреждения:
1. Морской гидрофизический институт РАН
2. Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН
3. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Выпуск: Том 63, № 4 (2023)
Страницы: 628-633
Раздел: Морская биология
URL: https://bakhtiniada.ru/0030-1574/article/view/136275
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423040081
EDN: https://elibrary.ru/YLURZK
ID: 136275

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Предложена методика построения регионального алгоритма расчета толщины фотического слоя по in situ измерениям вертикальных профилей показателя ослабления направленного света при условии однопараметричности оптических свойств воды (воды первого типа). С использованием предложенной методики разработан региональный алгоритм определения толщины фотического слоя по результатам синхронных измерений профилей показателя ослабления направленного света и фотосинтетически активной радиации, выполненных в январе–феврале 2022 г. в рамках 87 рейса НИС “Академик Мстислав Келдыш” для северо-западной части моря Уэдделла. Для этого региона получено уравнение, позволяющее оценить толщину фотического слоя с относительной ошибкой восстановления 18%.

Ключевые слова

Антарктический полуостров, региональный алгоритм, показатель ослабления направленного света, толщина фотического слоя, фотическая глубина, Южный океан

Список литературы

Ведерников В.И. Особенности распределения первичной продукции и хлорофилла в летний период // В кн.: Изменчивости экосистемы пелагиали Черного моря и антропогенные факторы. М.: Наука, 1991. С. 128–147.
Звалинский В.И., Тищенко П.Я. Моделирование фотосинтеза и роста морского фитопланктона // Океанология. 2016. Т. 56. № 4. С. 1–15.
Кондратьев К.Я., Федченко П.П. Влияние спектра солнечной радиации на эволюцию биосферы // Вестник Российской академии наук. 2005. Т. 75. № 6. С. 522–532.
Маньковский В.И., Шерстянкин П.П. Использование гидрооптических характеристик для контроля состояния экосистемы водоемов // География и природные ресурсы. 2019. № 3. С. 86–94. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2019-3(86-94)
Моисеева Н.А., Чурилова Т.Я., Ефимова Т.В., Маторин Д.Н. Коррекция тушения флуоресценции хлорофилла а в верхнем перемешанном слое моря: разработка алгоритма // Морской гидрофизический журнал 2020. Т. 36. № 1(211). С. 66–74.
Морозов Е.Г., Флинт М.В., Орлов А.М. и др. Гидрофизические и экосистемные исследования в Атлантическом секторе Антарктики (87-й рейс научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш”) // Океанология. 2022. Т. 62. № 5. С. 825–827.
Празукин А.В., Латушкин А.А., Фирсов Ю.К., Чепыженко А.А. Вертикальное распределение фотосинтетически активной радиации в пологе Zostera noltii Hornemann при разной высоте Солнца над горизонтом // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы : тез. докл. XXVII Междунар. симпоз., 5–9 июля 2021 г., г. Москва, РФ. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2021. С. C330–С333. https://symp.iao.ru/files/symp/aoo/27/C.pdf
Суслин В.В., Чурилова Т.Я., Латушкин А.А. и др. Фотосинтетически активная радиация на дне северо-западного шельфа Черного моря на основе региональных моделей и спутниковых данных и ее межгодовая изменчивость // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13. № 3. С. 68–77. https://doi.org/10.7868/S2073667320030053
Тооминг Х.Г., Гуляев Б.И. Методика измерения фотосинтетически активной радиации // М.: Наука, 1967. 144 с.
Чепыженко А.И., Чепыженко А.А. Инструментальные средства биофизического мониторинга Мирового океана // Материалы 15 Всероссийской научно-технической конференции “Современные средства океанологических исследований” МСОИ-2017. Москва. 2017. Т. 2. С. 45–49. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2020-1-95-101
Чепыженко А.И., Чепыженко А.А. Методы и средства экологического мониторинга in situ параметров состояния водной среды и антропогенной нагрузки // Сборник статей научно-практической конференции с международным участием “Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность – 2017”, 11–15.09.2017 г. ФГАОУ ВО “Севастопольский государственный университет”, Институт ядерной энергии и промышленности. Севастополь. 2017. С. 1491–1495.
Dierssen H.M., Smith R.C. Case 2 Antarctic coastal waters: The bio-optical properties of surface meltwater // Proceedings Ocean Optics XV, edited by S Ackleson and J Marra, Off of Nav Res, Kailua-Kona, Hawaii. 2000.
Dierssen H.M. Smith R.C., 2000a. Bio-optical properties and remote sensing ocean color algorithms for Antarctic Peninsula waters // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2000. V. 105. № C11. P. 26301–26312.
Ferreira A., Brito A.C., Mendes C.R. et al. OC4-SO: A New Chlorophyll-a Algorithm for the Western Antarctic Peninsula Using Multi-Sensor Satellite Data // Remote Sensing. 2022. V. 14. № 5. P. 1052. https://doi.org/10.3390/rs14051052
Ferreira A., Ciotti Á.M., Garcia C.A. Bio-optical characterization of the northern Antarctic Peninsula waters: Absorption budget and insights on particulate backscattering // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography 2018. V. 149. P. 138–149.
Gordon H.R., McCluney W.R. Estimation of the depth of sunlight penetration in the sea for remote sensing // Appl. Optics. 1975. V. 14. P 413–416. https://doi.org/10.1364/AO.14.000413
Huot Y., Franz B.A., Fradette M. Estimating variability in the quantum yield of Sun-induced chlorophyll fluorescence: A global analysis of oceanic waters // Remote sensing of environment. 2013. V. 132. P. 238–253. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.01.003
Kirk J.T.O. Light and photosynthesis in aquatic ecosystems. 3rd Edition // Cambridge: University Press UK. 2011. 649 p.
Kovač Ž., Platt T., Sathyendranath S., Morović M. Analytical solution for the vertical profile of daily production in the ocean // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2016. V. 121. № 5. P. 3532–3548. https://doi.org/10.1002/2015JC011293
Latushkin A.A., Artemiev V.A., Garmashov A.V. et al. Variability of Seawater Optical Properties in the Adjacent Water Basins of the Antarctic Peninsula in January and February 2020 // Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean. Springer, Cham, 2021. P. 229–240.
LI-COR LI-192 Underwater PAR Sensor. URL: https://www.fondriest.com/li-cor-li-192-underwater-par-sensor.htm (дата обращения 22.08.2022).
Miller C.B., Wheeler P.A. Biological oceanography // John Wiley & Sons. 2012. 504 p.
Morel A., Prieur L. Analysis of variations in ocean color 1 // Limnology and oceanography. 1977. V. 22. № 4. P. 709–722.
Ocean Productivity home page. (2017). URL: http://www.science.oregonstate.edu/ocean.productivity/index.php (дата обращения 22.08.2022).
Salyuk P.A., Artemiev V.A., Glukhovets D.I. et al. Bio-Optical Models for Estimating Euphotic Zone Depth in the Western Atlantic Sector of the Southern Ocean in the Antarctic Summer // Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean. – Springer, Cham, 2021. P. 241–250.
Salyuk P.A., Glukhovets D.I., Mayor A.Y. et al. Phycoerythrin Pigment Distribution in the Upper Water Layer Across the Weddell-Scotia Confluence Zone and Drake Passage Summer // Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean. Springer, Cham, 2021. P. 251–259.
Six C., Thomas J.C., Garczarek L. et al. Diversity and evolution of phycobilisomes in marine /Synechococcus spp.: a comparative genomics study // Genome Biology. 2007. V. 8. № 2. R259. https://doi.org/10.1186/gb-2007-8-12-r259
Szeto M., Werdell P.J., Moore T.S., Campbell J.W. Are the world’s oceans optically different? // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2011. V. 116. № C7. https://doi.org/10.1029/2011JC007230