Исследователи проанализировали сложную систему движения воды вдоль побережья Китая и установили, что причиной резкого увеличения популяции водорослей являются тайфуны.
Китайская провинция Чжэцзян находится в восточной части страны, на побережье Восточно-Китайского моря. В этом регионе все чаще наблюдают цветение морской воды – массовое размножение водорослей, причины которого были описаны в новой статье в Journal of Geophysical Research сотрудники Китайской академии наук.
Ученым предстояло учитывать множество факторов, оказывающих влияние на перемещение водных масс в этой части Тихого океана. Это и поступающие из устья разбавленные воды Янцзы — самой длинной и многоводной реки Евразии, — и Тайваньское теплое течение, и течение Куросио (тоже теплое), а также обмен воды, который связывает Восточно-Китайское море и Куросио.
Океанографы также обратили внимание на тайфуны – местные тропические циклоны, которые иногда перерастают в ураганы. Эти явления формируются в северо-восточной части Тихого океана в период повышенных температур воды, а пик цветения морской флоры зачастую приходится на время, непосредственно следующее за их воздействием.
Фосфат, являющийся одним из ключевых элементов, необходимых для питания растений и, как следствие, причиной бурного роста водорослей, поступает вместе с подповерхностными водами Куросио. Однако, механизм запуска цветения океана тайфунами оставался неясным. Исследования показали, что этот процесс связан с апвеллингом – подъемом холодных вод, насыщенных биогенными элементами, со дна к поверхности океана, вызванным смещением поверхностных теплых вод ветром. Авторам новой научной работы удалось выявить и описать три механизма, посредством которых тайфуны провоцируют апвеллинг и подъем подповерхностных вод Куросио.
Модель, которая учитывает как биологические, так и физические характеристики океана, известная как Региональная океаническая система моделирования (ROMS), оказала им в этом содействие. С ее помощью ученые смогли смоделировать последствия супертайфуна «Чан-Хом», обрушившегося на побережье Китая в 2015 году. Полученное распределение концентраций хлорофилла a (фотосинтетического пигмента водорослей) оказалось весьма сопоставимо с данными со спутников, зафиксировавших масштабное цветение воды.
Тайфун «Чан-Хом» ранее уже возникали циклоны, подобные этому, над Тихим океаном. Кроме того, он предоставил ученым уникальную возможность изучить процессы апвеллинга, которые способствуют интенсивному росту водорослей.
Авторы подчеркивают, при изучении нелинейных систем, таких как моделируемый океан, важно учитывать их сложную и труднопрогнозируемую природу, а также взаимосвязь с формирующимися в них тайфунами и реакцией системы на эти циклоны. Исследование подчеркивает значимость взаимосвязи физических факторов и динамики морских экосистем.