Перенос и диффузия хлорофилла в Северо-Восточной части Атлантического океана

• Автор: Колдунов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Влияние динамики вод на пространственно-временную изменчивость фитопланктона в Северо-Восточной части Атлантического океана
1.1. Основные динамические процессы, влияющие на распределение первичных продуцентов в Мировом океане
1.2. Факторы, воздействующие на формирование биотических зон в Северо-Восточной части Атлантического океана
1.2.1. Океанографические особенности региона
1.2.2. Гидрометеорологические условия
1.2.3. Биотические особенности региона
2. Использование спутниковых методов для изучения пространственно-временной изменчивости фитопланктона в океане
2.1. Традиционные методы измерения биомассы фитопланктона
2.2. Спутниковые измерения концентрации хлорофилла и первичной продукции
3. Исходная океанологическая спутниковая информация. Методы анализа океанографических условий
3.1. Используемые данные
3.2. Спектральный и вейвлет анализ
3.3. Динамико-стохастический анализ
4. Перенос и диффузия первичных продуцентов в Северо-Восточной Атлантике
4.1. Особенности пространственно-временной изменчивости
биотических характеристик
4.2. Оценка вкладов колебаний различных временных масштабов в общую изменчивость биотических характеристик
4.3. Влияние крупномасштабных атмосферных процессов на пространственное распределение хлорофилла
4.4. Оценка сравнительного вклада адвекции, диффузии и
биотических процессов в общую изменчивость первичных Продуцентов
4.5. Сравнительный анализ пространственно-временной изменчивости биотических полей в Северо-Восточной части Атлантического океана и других районах Мирового океана
Заключение
Список литературных источников

Введение
Актуальность. Современные темпы роста численности населения Земли и активный морской промысел заставляют искать новые продуктивные зоны Мирового океана и рационально использовать уже известные. Таким образом, существует народно-хозяйственная проблема совершенствования методов оперативного научного обеспечения промысла и повышения точности промысловых прогнозов, решение которой позволит уменьшить затраты на добычу промысловых объектов и повысить её эффективность.
Одним из ключевых факторов морской среды, влияющих на поведение промысловых объектов, является насыщенность акватории организмами низшего трофического уровня, т.е. насыщенность кормом для более высоких трофических уровней. Наиболее многочисленный первый трофический уровень является также и наиболее зависимым от абиотических характеристик среды. Для качественного прогноза распределения биотических характеристик необходимо чётко представлять степень и форму зависимости этих характеристик от различных факторов окружающей среды. Изученность такой зависимости на данном этапе развития науки ещё недостаточна, что приводит к низкой эффективности промысла и невысокой точности экологических прогнозов. Прежде всего, слабая изученность вышеупомянутых зависимостей связана с недостаточной репрезентативностью биотической информации, полученной контактными методами измерений, на которых долгое время базировались все исследования. С развитием спутниковых методов измерения цвета океана начали появляться биотические данные с высокой дискретностью по времени и пространственным разрешением, которые позволяют разрабатывать и апробировать недоступные ранее подходы и методы анализа.

Основной особенностью временной изменчивости численности фитопланктона является её резкое увеличение в весенний период. Этот рост численности обычно называют цветением фитопланктона. Первые труды по этому вопросу объясняли вспышку цветения увеличением солнечной радиации (Atkins, 1928). С другой стороны в работе Маршала и Орра (Marshall and Orr, 1928) описываются случаи отсутствия цветения в отдельных районах, несмотря на достаточный для активного роста планктона уровень солнечной радиации. Современное описание явления цветения фитопланктона берёт начало от трудов Грана (Gran, 1931). Гран указал на то, что для активного роста фитопланктона необходимо установление стратификации после перемешивания, которое принесёт биогены в верхние слои воды. Классическое же численное описание этих соображений Грана было впервые дано Свердрупом (Sverdrup, 1953).
Весной 1949 года Свердруп измерил критическую глубину (глубина, на которой поступающая энергия способна приводить к росту фитопланктона, а не только тратится на поддержание его жизнедеятельности) для Норвежского моря и сравнил их с данными по глубине перемешанного слоя. Было установлено, что цветение фитопланктона связано со стабилизацией водной толщи. Когда глубина перемешанного слоя становилась устойчиво меньше критической глубины, происходило цветение. В дальнейших исследованиях было установлено, что подобный механизм, когда цветение происходит во время стабилизации водной толщи, после активного перемешивания происходит в различных областях океана, включая зоны апвеллингов (Mann, 2005). Многие океанологи предпочитают называть данный процесс механизмом Свердрупа, однако более корректно называть его эффектом Грана.
Во время цветения быстро расходуются питательные вещества, и рост фитопланктона сильно замедляется, вспышка цветения прекращается. К концу лета и началу осени количество солнечной радиации уменьшается и происходит охлаждения поверхности воды, однако, конвективные