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Modelación físico-biogeoquímica de la Bahía de Todos Santos: escenarios de aporte y limitación de hierro
Physical-biogeochemical modeling of Todos Santos Bay: scenarios of input and iron limitation
Jesús Jordán Domínguez Sevilla
David Alberto Rivas Camargo
Acceso Abierto
Atribución
Modelación Biogeoquímica, limitación de hierro, Bahía de Todos Santos, aportes de hierro, sur de la corriente de California
Biogeochemical modeling, iron limitation, Todos Santos Bay, iron inputs, southern California current
La modelación de los ecosistemas marinos es una herramienta que sirve para entender y describir los procesos físicos y biogeoquímicos, con el fin de responder las preguntas de investigación sobre la dinámica de los ecosistemas. En este trabajo se implementa un modelo numérico oceánico físico-biogeoquímico, el cual consta del acoplamiento de un modelo hidrostático de circulación oceánica y de un modelo biológico de nutrientes-fitoplancton-zooplancton-detrito (NPZD) con limitación de hierro, para la Bahía de Todos Santos (BTS). En un trabajo previo se observaron diferencias importantes entre las simulaciones numéricas y los datos satelitales de clorofila: picos más pronunciados de biomasa fitoplantónica en el modelo o incluso anomalías de signo opuesto durante ciertos periodos. Por esta razón en este trabajo se implementa una metodología más compleja para explicar mejor los procesos fitoplanctónicos en la BTS. Investigaciones previas mencionan la limitación de hierro a lo largo del centro y sur del Sistema de la corriente de California, donde la biodisponibilidad de hierro disuelto influye en la productividad, composición de las especies y estructura trófica de las comunidades fitoplantónicas. Con base en esta idea, se proponen diferentes escenarios de aportes y limitación de hierro en la BTS, asociados con la surgencia costera, el aporte de la corriente de California y los Vientos de Santa Ana. Para evaluar la veracidad de las simulaciones se realiza una comparación con datos in situ, datos satelitales y trabajos previos. Además, se incluye un análisis de los datos modelados: evaluando los transportes de nutrientes, series de tiempo y las relaciones de nutrientes. Las simulaciones sugieren que los aportes de hierro más relevantes son por la surgencia costera y los vientos de Santa Ana, mientras que el aporte de hierro proveniente de la corriente de California no es tan importante en comparación con otros aportes dentro de la Bahía. En la primera mitad del año 2011, periodo de análisis en este trabajo, se presentaron cuatro periodos de limitación de hierro en el interior de la BTS, dependiendo de la presencia e intensidad de los aportes de nutrientes, no obstante se necesita un análisis de la variabilidad de largo plazo para entender mejor los procesos biogeoquímicos en la BTS.
Modeling of marine systems is a tool by which we analyze, synthesize, and test our understanding of the dynamics of the ecosystems, with the purpose of solving the questions about of the processes involved. In this research a physical-biogeochemical numerical model is implemented, which consists of the coupling of a hydrostatic ocean-circulation model and a biological model of nutrients-phytoplankton-zooplankton-detritus (NPZD), with iron limitation, for the Todos Santos Bay (TSB). In a previous work important differences were observed between the model simulations and the satellite derived chlorophyll: stronger peaks of phytoplankton biomass in the model or even anomalies of opposite sign during certain periods. For this reason, a more complex methodology is implemented to better explain the phytoplankton processes in the TSB. Previous works mention an iron limitation in central and southern California current system, where iron bioavailability has a profound influence on the productivity, composition, and trophic structure of phytoplankton communities. Based on this notion, different scenarios of iron input and limitation are proposed for the TSB, associated with upwelling, Santa Ana winds, and input by the California current. To evaluate the simulations, a comparison with satellite data, in situ data, and previous investigations are carried out. Also, an analysis of the model simulations is included: nutrients transports, time series, and nutrients ratios are evaluated. The simulations suggest that the most relevant iron inputs are those driven by the upwelling and the Santa Ana winds, while the input by the California current is not as important as other inputs into the bay. In the first half of 2011, focus of this work, four periods of iron limitation occurred in the TSB, depending on the presence and intensity of the nutrient inputs, but an analysis of the long term variability is necessary to better understand the biogeochemical processes in the TSB.
2022
Tesis de maestría
Español
Domínguez Sevilla, J.J. 2022. Modelación físico-biogeoquímica de la Bahía de Todos Santos: escenarios de aporte y limitación de hierro. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 59 pp.
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