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Influencia de la circulación en la variabilidad de la biomasa de fitoplancton en Bahía de los Ángeles, Baja California: resultados de un modelo numérico oceánico de interacción físico-biológica
Phytoplankton-Biomass Variability in relation to the Hydrodynamics in Bahía de los Ángeles, Baja California: Results from a Numerical Physical-Biological Coupled Ocean Model
Nadia Lucía López Tejada
David Alberto Rivas Camargo
Acceso Abierto
Atribución
circulación marina, ROMS, zooplancton, Canal de Ballenas, Golfo de California
marine circulation, ROMS, zooplankton, Ballenas Channel, Gulf of California
El fitoplancton es el productor primario más importante en el océano y requiere luz y nutrientes para su desarrollo. Aunque el movimiento del agua también puede afectar su ciclo de vida, ha sido menos estudiado. Con la finalidad de entender la relación entre la circulación y la biomasa de fitoplancton, se utilizó un modelo hidrodinámico tridimensional de alta resolución acoplado con un modelo trófico Nitrato-Fitoplancton-Zooplancton-Detritos implementado en Bahía de Los Ángeles, Golfo de California, para el periodo 2013-2017. Las salidas del modelo fueron validadas con mediciones de temperatura y biomasa de fitoplancton in situ (2016-2017) e imágenes satelitales (2013-2017). Los resultados mostraron una estrecha relación inversa entre la biomasa de fitoplancton y las magnitudes de las corrientes horizontales. En invierno se observó la mayor biomasa de fitoplancton y corrientes débiles, mientras que en verano se presentó una menor biomasa y corrientes de una mayor magnitud. Las corrientes débiles propiciarían un mayor tiempo de residencia del agua promoviendo el desarrollo y una mayor biomasa fitoplanctónica. Por el contrario, una corriente intensa estaría asociada con un menor tiempo de residencia del agua limitando el desarrollo del fitoplancton. Por otra parte, se encontró una relación directa entre el fitoplancton y la velocidad vertical, aunque con un tiempo de demora en la respuesta estacional. El máximo y mínimo de biomasa de fitoplancton se presentaron después de las velocidades verticales más fuertes (otoño) y débiles (primavera), respectivamente. Las intensas corrientes ascendentes estarían transportando nutrientes hacia las capas superficiales los cuales serían aprovechados por el fitoplancton, incrementando notoriamente su biomasa en un tiempo posterior. Estas relaciones fueron encontradas en la subsuperficie y cuando la escala espacial comprendió toda la bahía. Sin embargo, a una escala espacial menor, la relación inversa fue observada únicamente en ensenada La Gringa. Otros procesos biológicos y físicos (pastoreo y advección) estarían modulando estas relaciones solo en zonas específicas dentro de la bahía. En consecuencia, las corrientes cumplirían un rol importante en los tiempos de residencia del agua y la disponibilidad de los nutrientes con consecuencias en el desarrollo del fitoplancton en Bahía de los Ángeles.
Phytoplankton is the most important primary producer in the ocean which requires light and nutrients for its development. Water motion also affects its life cycle but it is a less studied factor. In order to understand the relationship between the water circulation and phytoplankton-biomass (PB), a high-resolution three-dimensional hydrodynamic numerical model, coupled to a Nutrients-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus (NPZD) trophic model, was implemented for Bahía de los Ángeles and run for a multi-year simulation (2013-2017). The model outputs were compared to temperature and PB in situ observations (2016-2017) and satellite images (2013-2017). The results showed a remarkable inverse relation between PB and the magnitude of horizontal currents. In winter, high PB values were observed when currents were weak. Conversely, the lowest PB values and the most intense currents were observed during summer. Weak currents would allow a long resident time for the interior water and promote a phytoplankton increase, whilst intense currents and a short resident time would limit the phytoplankton growth. Moreover, a direct relation between the vertical velocity and PB is also observed, although with a delay in the seasonal response. The maximum and minimum PB values occur after the strongest (autumn) and the weakest (spring) velocities, respectively. Nutrients would be transported by intense upward currents into the surface layers where they can be uptaken by phytoplankton, gradually. These relations were found at subsurface in a larger spatial scale (the whole bay). However, in a smaller scale, this relation was only observed in La Gringa inlet. Processes such as grazing and advection would be modulating these relations only in specific areas inside the bay. In consequence, currents may have an important role in phytoplankton residence times and nutrient transports in the bay with implications in the phytoplankton growth in Bahía de los Ángeles.
CICESE
2020
Tesis de maestría
Español
López Tejada, N.L. 2020. Influencia de la circulación en la variabilidad de la biomasa de fitoplancton en Bahía de los Ángeles, Baja California: resultados de un modelo numérico oceánico de interacción físico-biológica. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 55 pp.
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