El papel de la velocidad oceánica en la variabilidad de la clorofila. Un estudio de modelado en el mar de Alborán
DOI:
https://doi.org/10.3989/scimar.04290.04APalabras clave:
mar de Alborán, clorofila, forzamiento del viento, producción primaria, modelo oceánico biogeoquímico, modelo ROMS, análisis EOFResumen
En este trabajo nos centramos en el mar de Alborán (Mediterráneo Occidental) para relacionar los campos de velocidad del viento y del océano con la variabilidad de la clorofila a (Chl a), utilizando un modelo de circulación 3D-NPZD (ROMS-Fennel) con una resolución de 2 km. El análisis se realiza en tres pasos. En primer lugar, separamos la contribución estacional y el residuo para todos los campos de estudio. En segundo lugar, calculamos las correspondientes funciones ortogonales empíricas (EOFs) para las components estacionales y residuales. Por último, relacionamos cada par de variables para ambos, EOFs estacionales y residuales. Los resultados permiten la cuantificación de las relaciones entre el viento y la clorofila. Explicamos estas relaciones en términos del campo de velocidades del océano que actúa como motor de la variabilidad de la Chl a. Los resultados muestran que, aunque la parte estacional de campo Chl a es modulada por la velocidad vertical, la componente residual es modulada por las componentes de la velocidad horizontal. Las velocidades verticales son responsables, a través de la surgencia costera, de incrementar el valor de la proliferación de Chl a, mientras que las velocidades horizontales extienden estas proliferaciones costeras superficiales a mar abierto.
Descargas
Citas
Adani M., Dobricic S., Pinardi N. 2011. Quality assessment of a 1985-2007 Mediterranean Sea reanalysis. J. Atm. Ocean. Techn. 28: 569-589. http://dx.doi.org/10.1175/2010JTECHO798.1
Baldacci A., Corsini G., Grasso R., et al. 2001. A study of the Alboran sea mesoscale system by means of empirical orthogonal function decomposition of satellite data. J. Mar. Syst. 29: 293-311. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-7963(01)00021-5
Catalán I., Macías D., Solé J., et al. 2013. Stay off the motorway: Resolving the pre-recruitment life history dynamics of the European anchovy in the SW Mediterranean through a spatially-explicit individual based model (SEIBM). Progr. Oceanogr. 111: 140-153. http://dx.doi.org/10.1016/j.pocean.2013.02.001
Coble P.G. 2007. Marine optical biogeochemistry: The chemistry of ocean color. Chem. Rev. 107: 402-418. http://dx.doi.org/10.1021/cr050350+
Dee D.P., Uppala S.M., Simmons A.J., et al. 2011. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system. Q. J. R. Meteorol. Soc. 137: 553-597. http://dx.doi.org/10.1002/qj.828
Estrada M. 1985. Fitoplàncton i producció primària a la Mediterrània occidental. Diputació de Barcelona. Quad. Ecol. Apl. 8: 99-109.
Fairall C., Bradley E., Rogers D., et al. 1996. Bulk parameterization of air-sea fluxes for tropical ocean-global atmosphere coupled-ocean atmosphere response experiment. J. Geophys. Res. 101: 3747-3764. http://dx.doi.org/10.1029/95JC03205
Fennel K., Wilkin J., Levin J., et al. 2006. Nitrogen cycling in the Middle Atlantic Bight: Results from a three-dimensional model and implications for the North Atlantic nitrogen budget. Global Biogeochem. Cycles 20: GB3007.
Large W., McWilliams J., Doney S. 1994. Oceanic vertical mixing: a review and a model with a nonlocal boundary layer parameterization. Rev. Geophys. 32: 363-403. http://dx.doi.org/10.1029/94RG01872
Macías D., Navarro G., Echevarría F., et al. 2007. Phytoplankton pigment distribution in the northwestern Alboran Sea and meteorological forcing: A remote sensing study. J. Mar. Res. 65: 523-543. http://dx.doi.org/10.1357/002224007782689085
Macías D., Bruno M., Echevarría F., et al. 2008. Meteorologically-induced mesoscale variability of the north-western Alboran Sea (Southern Spain) and related biological patterns. Est. Coast. Shelf Sci. 78: 250-266. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecss.2007.12.008
Macías D., Catalán I., Solé J., et al. 2011. Atmospheric-induced variability of hydrological and biogeochemical signatures in the NW Alboran Sea. Consequences for the spawning and nursery habitats of European anchovy. Deep-Sea Res. 58: 1175-1188. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2011.08.013
Macías D., Castilla-Espino D., García-del-Hoyo J.J., et al. 2014. Consequences of a future climatic scenario for the anchovy fishery in the Alboran Sea (SW Mediterranean): A modeling study. J. Mar. Syst. 135: 150-159. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2013.04.014
Mahadevan A., Thomas L., Tandon A. 2008. Comment on "Eddy/ Wind Interactions Stimulate Extraordinary Mid-Ocean Plankton Blooms. Science 320: 448. http://dx.doi.org/10.1126/science.1152111
Marra J. 1980. Vertical Mixing and Primary Production. In: Primary Productivity in the Sea. Environmental Science Research series 19. Springer US. pp. 121-137. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4684-3890-1_7
McGillicuddy D.J., Anderson L.A., Bates N.R., et al. 2007. Eddy/ Wind Interactions Stimulate Extraordinary Mid-Ocean Plankton Blooms. Science 316: 1021-1026. http://dx.doi.org/10.1126/science.1136256
McGillicuddy D.J., Ledwell J.R. Anderson L.A. 2008. Response to Comment on 'Eddy/Wind Interactions Stimulate Extraordinary Mid-Ocean Plankton Blooms'. Science 320: 448. http://dx.doi.org/10.1126/science.1148974
Navarra A., Simoncini V. 2010. A Guide to Empirical Orthogonal Functions for Climate Data Analysis. Springer. http://dx.doi.org/10.1007/978-90-481-3702-2
Nieves V., Llebot C., Turiel A., et al. 2007. Common turbulent signature in sea surface temperature and chlorophyll maps. Geophys. Res. Lett. 62: 2-5. http://dx.doi.org/10.1029/2007gl030823
O'Reilly J.E., Maritorena S., Mitchell B.G., et al. 1998. Ocean color chlorophyll algorithms for seaWIFS. J. Geophys. Res. Oceans 103(C11): 24937-24953. http://dx.doi.org/10.1029/98JC02160
Oguz T., Macias D., Tintoré J. 2015. Ageostrophic Frontal Processes Controlling Phytoplankton Production in the Catalano-Balearic Sea (Western Mediterranean). PLoS ONE 10: e0129045. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0129045
Pascual A., Marcos M., Gomis D. 2008. Comparing the sea level response to pressure and wind forcing of two barotropic models: validation with tide gauge and altimetry data. J. Geophys. Res. Oceans 113.
Patti B., Guisande C., Vergara A., et al. 2008. Factors responsible for the differences in satellite-based chlorophyll a concentration between the major global upwelling areas. Est. Coast. Shelf Sci. 76: 775-786. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecss.2007.08.005
Peliz A., Dubert J., Marchesiello P., et al. 2007. Surface circulation in the Gulf of Cadiz: Model and mean flow structure. J. Geophys. Res. 112: 429-436. http://dx.doi.org/10.1029/2007JC004159
Powell T.P., Lewis C.V., Curchister E.N., et al. 2006. Results from a three-dimensional, nested biological-physical model of the California Current System and comparisons with statistics from satellite imagery. J. Geophys. Res. 111: 1877-1898. http://dx.doi.org/10.1029/2004JC002506
Sarhan T.J., García Lafuente M., Vargas J.M., et al. 2000. Upwelling mechanisms in the northwestern Alboran Sea. J. Mar. Syst. 23: 317-331. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-7963(99)00068-8
Shchepetkin A., McWilliams J. 2003. A Method for Computing Horizontal Pressure-Gradient Force in an Oceanic Model with a Non-Aligned Vertical Coordinate. J. Geophys. Res. 108: 3090. http://dx.doi.org/10.1029/2001JC001047
Shchepetkin A., McWilliams J. 2005. The Regional Ocean Modeling System (ROMS): A split-explicit, free-surface, topography-following coordinates ocean model. Ocean Model. 9: 347-404. http://dx.doi.org/10.1016/j.ocemod.2004.08.002
Smolarkiewicz P.K., Margolin L.G. 1998. MPDATA: A finite-difference solver for geophysical flows. J. Comput. Phys. 140: 459-480. http://dx.doi.org/10.1006/jcph.1998.5901
Solé J., Ruiz S., Pascual A., et al. 2012. Ocean color response to wind forcing in the Alboran Sea: A new forecasting method. J. Mar. Syst. 98: 1-8. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2012.02.007
Uppala S.M., Kållberg P.W., Simmons A.J., et al. 2005. The ERA- 40 re-analysis. Q. J. R. Meteorol. Soc. 131: 2961-3012. http://dx.doi.org/10.1256/qj.04.176
von Storch H., Zwiers F.W. 2001. Statistical Analysis in Climate Research, Cambridge Univ. Press, 484 pp.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2016 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Puede consultar desde aquí la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.