Как волны и перемешивание управляют системами прибрежного апвеллинга

Прибрежные районы апвеллинга вдоль восточных окраин Атлантического и Тихого океанов являются одними из самых продуктивных и биоразнообразных районов мирового океана. Там экваториальные ветра вызывают отток поверхностных вод от берега, что приводит к подъему холодных, богатых питательными веществами глубинных вод к поверхности. Это стимулирует рост фитопланктона и формирует основу богатой морской экосистемы.

Однако в некоторых тропических регионах, например у побережья Анголы, продуктивность остается высокой даже при слабых ветрах, благоприятствующих апвеллингу. Международная команда исследователей выяснила, что в этой системе продуктивностью управляет сочетание прибрежных захваченных волн и усиленного перемешивания вод на шельфе. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, могут помочь прогнозировать силу сезонных пиков продуктивности.

"Продуктивность в районе апвеллинга у Анголы демонстрирует сильные сезонные колебания, — говорит автор-корреспондент Марейке Кёрнер, докторант исследовательского отдела физической океанографии в GEOMAR. — Основной сезон апвеллинга приходится на зиму в Южном полушарии, с июля по сентябрь. В это время в водах у побережья Анголы наблюдается очень высокая первичная продуктивность и, соответственно, активное рыболовство".

Ключевую роль играют волны внутри океана, заставляющие холодные, богатые питательными веществами воды подниматься и опускаться в сезонных масштабах времени. Эти волны генерируются не локально, а зарождаются на экваторе, где сезонные колебания ветра создают волны, движущиеся на восток вдоль экватора. Достигнув восточной границы экваториальной Атлантики, они возбуждают прибрежные захваченные волны, которые распространяются вдоль африканского побережья к полюсу. Эти волны переносят богатые питательными веществами воды на ангольский шельф. Сильное приливное перемешивание на шельфе поднимает питательные вещества к поверхности, что вызывает цветение фитопланктона. Интенсивность этих цветений может меняться от года к год в зависимости от силы и времени прихода прибрежных захваченных волн.

"Апвеллинг у Анголы вызван волнами, которые возбуждаются на экваторе, а затем распространяются вдоль африканского побережья, — отмечает Кёрнер. — Это создает потенциал для прогнозирования силы и времени пика биологической продуктивности у Анголы в сезонных масштабах времени". Лучшее понимание движущих механизмов в этой системе апвеллинга у юго-западного побережья Африки также имеет решающее значение для оценки возможных будущих изменений, таких как последствия изменения климата, в этой важной морской экосистеме.