Τηλεπισκοπική παρατήρηση της κατανομής της Χλωροφύλλης-α στη βορειοανατολική Αραβική θάλασσα
Από RemoteSensing Wiki
Τηλεπισκοπική παρατήρηση της κατανομής της Χλωροφύλλης-α στη βορειοανατολική Αραβική θάλασσα
Πρωτότυπος τίτλος : Satellite remote sensing of Chlorophyll-a distribution in the northeast Arabian Sea
Συγγραφείς : DanLing TANG, B. SATYANARAYANA, R.P. SINGH, Hui ZHAO
Πηγή : International Society for Photogrammetry and Remote Sensing
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Στη βόρεια Αραβική θάλασσα, η αναπαραγωγή του φυτοπλαγκτού ελέγχεται από τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών. Οι διαδικασίες ανοιχτής θάλασσας επηρεάζονται από την ανάβλυση υδάτων (upwelling) κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και από την ψύξη το χειμώνα που ανακυκλώνει μεγάλη ποσότητα θρεπτικών συστατικών. Εκτός από την παραγωγικότητα, κρύες δίνες επίσης εμφανίζονται σε στάδια των χειμερινών μουσώνων που η κυκλοφορία τους αποδίδεται στην τοπογραφία του θαλάσσιου βυθού. Η παρούσα μελέτη διερευνά τη χωρική και χρονική κατανομή της χλωροφύλλης-α (Chl-a) στα παράκτια και ανοιχτά νερά της ΒΑ Αραβικής θάλασσας, χρησιμοποιώντας δεδομένα χρώματος ωκεανού και θερμότητας OCTS.
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ
Η περιοχή μελέτης αφορά τα επιφανειακά ύδατα της ΒΑ Αραβικής θάλασσας, με βάθος που κυμαίνεται από 200 έως 4.000m μεταξύ παράκτιων και υπεράκτιων υδάτων.
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
Αναλύθηκαν δεδομένα χρώματος ωκεανού και θερμότητας (OCTS) του δορυφόρου ADEOS-1. Επιπλέον, μελετήθηκε ο συσχετισμός μεταξύ Chl-a και μετρήσεων στις διακυμάνσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας (SST) και η εβδομαδιαία ταχύτητα του ανέμου που αντιστοιχεί στις ημερομηνίες της παρούσας ανάλυσης.
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Χωρική κατανομή της Χλωροφύλλης-α
Η εικόνα 1 δείχνει την κατανομή της συγκέντρωσης χλωροφύλλης-α που κυμαίνεται από 0,05 έως 4,0 mg m-3 (αυθαίρετη κλίμακα). Υψηλές συγκεντρώσεις εντοπίστηκαν κατά μήκος των δυτικών ακτών του Ινδικού και σε ευρεία εξάπλωση στον κόλπο του Cambay και στον κόλπο του Kutch. Μικρές αντικυκλωνικές δίνες φαίνονται επίσης καθαρά πάνω από τη θάλασσα σε βάθη που κυμαίνονται από 200 - 3.000m. Οι λευκοί κύκλοι σε κάθε εικόνα αντιπροσωπεύουν υψηλή συγκέντρωση χλωροφύλλης και δίνες, το μαύρο χρώμα υποδηλώνει είτε τη γη είτε έλλειψη δεδομένων.
Μια αντικυκλωνική δίνη (κύκλος Α) εμφανίστηκε μαζί με υψηλή συγκέντρωση χλωροφύλλης στο βόρειο τμήμα της κοντα στη δυτική ακτή της Ινδίας (Εικ. 1). Την επόμενη μέρα η ένταση της δίνης μειώθηκε περαιτέρω και κινήθηκε ανατολικά. Στις 10 Νοεμβρίου, η δίνη μετατοπίστηκε ελαφρά προς τα δυτικά με μείωση της χλωροφύλλης-α και συνέχισε να επιμένει μέχρι το τέλος του μήνα. Στις 4 Νοεμβρίου μία άλλη δίνη (κύκλος Β) στη νότια πλευρά εμφανίστηκε για σχεδόν την ίδια περίοδο με πιο αργή κίνηση και λιγότερη συγκέντρωση χλωροφύλλης-α (~0.5-1.0 mg m-3). Ομαδοποίηση της παράκτιας χλωροφύλλης-α παρατηρήθηκε στην αριστερή πλευρά της αντικυκλωνικής δίνης και τελικά μετατράπηκε σε μικρή δίνη.
Θαλάσσιες περιβαλλοντικές μεταβλητές SST (°C)
Η εικόνα 2 δείχνει τις διακυμάνσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας σε κλίμακα 200 - 310°C. Το Νοέμβρη του 1996 παρατηρήθηκε σταδιακή μείωση της θερμοκρασίας στα νερά βόρεια του κόλπου Kutch μέχρι και το Δεκέμβρη. Ωστόσο, μια σημαντική αύξηση στη θαλάσσια θερμοκρασία παρατηρήθηκε στη νότια πλευρά. Ενώ το μεγαλύτερο μέρος της ΒΑ Αραβικής θαλάσσιας περιοχής παρουσιάζει SST από 240 - 250°C για την πρώτη εβδομάδα του Νοεμβρίου, οι ενισχυμένες θερμοκρασίες που καλύπτουν όλη σχεδόν την περιοχή μελέτης σημειώθηκαν κατά την τρίτη εβδομάδα του Δεκεμβρίου. Θαλάσσιος επιφανειακός άνεμος (m/s) Η μέση ταχύτητα του ανέμου στην περιοχή μελέτης μεταβάλλεται από 2 έως 8 m/s. Μία σταθερή αύξηση της ταχύτητας του ανέμου παρατηρήθηκε από το Νοέμβριο μέχρι τα μέσα Ιανουαρίου, περίοδος όπου εξελίσσονται μουσώνες.
ΣΥΖΗΤΗΣΗ
Υψηλή συγκέντρωση Χλωροφύλλης-α και δινών
Η χειμερινή αναστροφή φέρνει πλούσια σε θρεπτικά συστατικά νερά στην ευφωτική ζώνη και είναι υπεύθυνη για την ενισχυμένη βιολογική παραγωγή. Η ανάλυση SeaWiFS (Sea viewing Wide Field-of-view Sensor) αποκάλυψε μια εποχιακή συμπεριφορά που αρχίζει με αξιοσημείωτη αύξηση της Χλωροφύλλης-α από Νοέμβριο μέχρι Δεκέμβριο, που ακολουθείται από μη αξιόλογη μεαβολή τους επόμενους μήνες. Η παραγωγικότητα στα θαλάσσια ύδατα είναι υψηλή καθότι οι ποταμοί Narmada και Tapti είναι οι κύριες πηγές θρεπτικών εισροών στην Αραβική θάλασσα, ειδικά το διάστημα των μουσώνων.
Από το Μάρτιο και μετά η συγκέντρωση της χλωροφύλλης-α στην Αραβική θάλασσα είναι πιθανό να μειωθεί, επειδή ο ωκεανός θερμαίνεται και στρωματοποιείται και αναστέλλεται η ανάμιξη των πλούσια σε θρεπτικά στοιχεία θαλασσινών νερών.
Η χωρική κλίμακα αυτών των δινών κυμαίνεται μεταξύ 200 και 500km στην περιοχή κοντά στην ακτογραμμή και μειώνεται σε 100 - 200km στα ανοικτά. Στην παρούσα μελέτη παρατηρήθηκαν συνολικά 14 δίνες τη χειμερινή περίοδο. Όποιες σχηματίστηκαν κοντά στη δυτική ακτή της Ινδίας παρέμειναν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα σε σύγκριση με τις υπεράκτιες και δείχνουν σταδιακή πολική μετακίνηση που ακολουθεί το ρεύμα του παράκτιου ύδατος.
Περιβαλλοντικές επιπτώσεις
Η θερμοκρασία του νερού και τα θρεπτικά συστατικά είναι δύο σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη του φυτοπλαγκτού. Η παρουσία υψηλής βιομάζας μπορεί να αυξήσει την τιμή SST καθώς μπορεί να παρακολουθήσει το μικρό μήκος κύματος της μπλε ακτινοβολίας. Σε αντίθεση, σταδιακή μείωση της θερμοκρασίας, περίπου 24°C, παρατηρήθηκε μαζί με την ταυτόχρονη κίνηση της συγκέντρωσης χλωροφύλλης-α σε πολική κατεύθυνση όπου η συγκέντρωση έχει καταστεί μικρότερη από 1,0 mg m-3 (Εικ. 1).
Στην παρούσα ανάλυση, χαμηλές θερμοκρασίες με μία απόκλιση 10°C στο SST εμφανίζοναι δίπλα σε περιοχές με δίνες και υψηλή συγκέντρωση χλωροφύλλης-α. Αυτές οι περιοχές υψηλής συγκέντρωσης εμπλουτίζονται με θρεπτικά κρύα νερά κάτω από το επιφανειακό στρώμα, που είναι υπεύθυνα για τη μείωση της θερμοκρασίας όπως φαίνεται στους λευκούς κύκλους (Εικ. 2).
Όταν λαμβάνεται υπόψη η ταχύτητα του ανέμου, παρατηρείται μία σαφής συσχέτιση μεταξύ των δινών και της ταχύτητας του ανέμου. Για την περιοχή έχει αναφερθεί ότι δύο μουσωνικές περίοδοι διαχωρίζονται από ανοιξιάτικες και φθινοπωρινές περιόδους στην Αραβική θάλασσα. Τα επιφανειακά ρεύματα στην Αραβική θάλασσα κατευθύνονται ενάντιας στους μουσωνικούς ανέμους, σε αντίθεση με τα ιστορικά δεδομένα που υποδείκνυαν ρεύματα που ακολουθούσαν τον άνεμο. Εν τέλει, ο άνεμος φαίνεται να είναι ο καθοδηγητικός παράγοντας που κυριαρχεί σε σχέση με άλλες περιβαλλοντικές παραμέτρους στην κατανομή και στο μετασχηματισμό των υλικών κατά τη διάρκεια της χειμερινής μουσωνικής περιόδου.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Αρκετές διαλείπουσες δίνες με διάρκεια από 3 - 4 εβδομάδες παρατηρήθηκαν εκείνη την εποχή, ως αποτέλεσμα της ταχύτητας του ανέμου και την κυκλική κυκλοφορία με μέγιστη χλωροφύλλη-α στα κέντρα τους (4,0 mg m-3). Πιθανές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μετρήσεων χλωροφύλλης-α, δινών, επιφανειακής θαλάσσιας θερμοκρασίας (SST), ταχύτητας ανέμου και ποτάμιας εκφόρτισης συνεκτιμώνται. Έχει παρατηρηθεί η μεταφορά της παράκτιας χλωροφύλλης προς τους πόλους σε συνδυασμό με το ανατολικό συνοριακό ρεύμα ή το δυτικό παράκτιο Ινδικό ρεύμα και τη δεξιόστροφη τάση της δύναμης Coriolis, εκτός από τη διεύθυνση του ανέμου.
