Water Masses in the Western Part of the Chukchi Sea in August 2019 and Their Hydrochemical Features

K. V. Kodryan; Кодрян К. В.; K. K. Kivva; Кивва К. К.; V. L. Zubarevich; Зубаревич В. Л.; A. P. Pedchenko; Педченко А. П.

doi:10.31857/S0030157423020077

Водные массы западной части Чукотского моря в августе 2019 года и их гидрохимические особенности

Авторы: Кодрян К.В.¹, Кивва К.К.¹, Зубаревич В.Л.², Педченко А.П.¹
Учреждения:
1. Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии
2. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Выпуск: Том 63, № 3 (2023)
Страницы: 362-374
Раздел: Физика моря
URL: https://journal-vniispk.ru/0030-1574/article/view/136249
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423020077
EDN: https://elibrary.ru/NSGIBR
ID: 136249

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проанализированы гидролого-гидрохимические данные, полученные в августе 2019 г. в Чукотском море во время трансарктической экспедиции на НИС “Профессор Леванидов”. Выделено 6 основных водных масс (ВМ): аляскинская и анадырская прибрежная (АПВ), сибирская прибрежная (СПВ), водная масса, формирующаяся при таянии льда (ТЛВ), беринговоморская летняя (БЛВ), остаточная зимняя (ОЗВ) и атлантическая (АВ) водные массы; описаны их особенности. Выявлено, что для ВМ Чукотского моря характерна высокая изменчивость гидрохимических параметров, в особенности для БЛВ, ОЗВ и АВ. В пределах южного полигона отмечены высокие значения концентраций аммонийного азота в придонном слое, достигающие 12.6 µМ. Выделены трансформированные атлантические воды на глубине 117–137 метров, отличающиеся характерными для них значениями солености (от 34.17 до 35.70), но высоким содержанием минерального кремния (93–97 µМ), низкими значениями концентраций растворенного кислорода при высоких значениях дефицита кислорода (240–270 µМ) и нехарактерно низких значениях величины избытка фиксированного минерального азота относительно фосфора (N*) (до −24.0 µМ). Отмечено, что атлантические воды, выделенные на глубинах более 140 м, таких гидрохимических особенностей не имели.

Ключевые слова

Чукотское море, водные массы, структура вод, кремний, фосфор, азот нитратный, азот аммонийный, растворенный кислород, пространственное распределение, денитрификация

Список литературы

Гангнус И.А., Добротина Е.Д., Вязигина Н.А. и др. Гидрохимические исследования арктических морей России в первом и четвертом этапах экспедиции “Трансарктика-2019” // Комплексные исследования природной среды Арктики и Антарктики. Тезисы докладов международной научной конференции. 2020. С. 240–243.
Леин А.Ю., Саввичев А.С., Русанов И.И. и др. Биогеохимические процессы в Чукотском море // Литология и полезн. ископаемые. 2007. № 3. С. 247–266.
Никифоров Е.Г., Шпайхер А.О. Закономерности формирования крупномасштабных колебаний гидрологического режима Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 270 с.
Орлов А.М., Бензик А.Н., Ведищева Е.В. и др. Рыбохозяйственные исследования в Чукотском море на НИС “Профессор Леванидов” в августе 2019 г.: некоторые предварительные результаты // Труды ВНИРО. 2019. Т. 178. С. 206–220.
Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промыслов районов Мирового океана. М.: Изд-во ВНИРО, 2003. 202 с.
Сергеева В.М., Суханова И.Н., Флинт М.В. и др. Фитопланктон западной Арктики в июле–августе 2003 г. // Океанология. 2010. Т. 50. №. 2. С. 203–217.
Хен Г.В., Басюк Е.О., Кивва К.К. Водные массы и рыбные сообщества в северо-западной части Берингова и западной части Чукотского морей летом 2003–2010 гг.// Труды ВНИРО. 2018. Т. 173. С. 137–156.
Alkire M.B., Rember R., Polyakov I. Discrepancy in the identification of the Atlantic/Pacific front in the central Arctic Ocean: NO versus nutrient relationships // Geophys. Res. Lett. 2019. V. 46. P. 3843–3852. https://doi.org/10.1029/2018GL081837
Arrigo K.R., van Dijken G.L. Secular trends in Arctic Ocean net primary production // Journal Geophys. Res. 2011. № 116. C09011.
Arrigo K.R., Perovich D.K., Pickart R.S. et al. Phytoplankton blooms beneath the sea ice in the Chukchi Sea // Deep-Sea Res. Part II. 2014. V. 105. P. 1–16.
Brown Z.W., Casciotti K.L., Pickart R.S. et al. Aspects of the marine nitrogen cycle of the Chukchi Sea shelf and Canada Basin // Deep-Sea Res. Part II. 2015. V.118. P. 73–87.
Coachman L.K., Aagaard K., Tripp R.B. Bering Strait: The Regional Physical Oceanography. Seattle: University of Washington Press, 1975. 171 p.
Codispoti L.A., Friederich G.E., Sakamoto C.M. et al. Nutrient cycling and primary production in the marine systems of the Arctic and Antarctic // Journal of Marine Systems. 1991. № 2. P. 359–384.
Codispoti L.A., Flagg C., Kelly V. et al. Hydrographic conditions during the 2002 SBI process experiments // Deep-Sea Res.Part II. 2005. V.52(24–26). P. 3199–3226.
Danielson S., Ahkinga O., Ashjian C. et al. Manifestation and consequences of warming and altered heat fluxes over the Bering and Chukchi Sea continental shelves // Deep-Sea Res. Part II. 2020. V. 177. P. 104781.
Devol A.H., Codispoti L.A., Christensen J.P. Summer and winter denitrification rates in western Arctic shelf sediments // Cont. Shelf Res. 1997. V. 17. P. 1029–1050.
Gong D., Pickart R.S. Summertime circulation in the Eastern Chukchi Sea // Deep-Sea Res. Part II. 2015. V. 118. P. 18–31.
Granger J., Prokopenko M.G., Sigman D.M. et al. Coupled nitrification-denitrification in sediment of the eastern Bering shelf leads to 15 N enrichment of fixed N in shelf waters // Journal Geophys. Res. 2011. V. 116. P. 11006.
Grebmeier J.M, Cooper L.W., Ashjian C.A. et al. Pacific Marine Arctic Regional Synthesis (PacMARS) // Final Report, North Pacific Research Board. 2015. 259 pp.
Gruber N., Sarmiento J. Global patterns of marine nitrogen fixation and denitrification // Global Biogeochemical Cycles. 1997. V. 11. P. 235–266.
Henriksen K., Blackburn T.H., Lomstein B.A. et al. Rates of nitrification, distribution of nitrifying bacteria and inorganic N fluxes in northern Bering–Chukchi shelf sediments // Cont. Shelf Res. 1993. V. 13. P. 629–651.
Hirota A., Ijiri A., Komatsu D.D. et al. Enrichment of nitrous oxide in the water columns in the area of the Bering and Chukchi Seas // Marine Chemistry. 2009. V. 116. P. 47–53.
Jones E.P., Anderson L.G., Swift J.H. Distribution of Atlantic and Pacific waters in the upper Arctic Ocean: Implications for circulation // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. P. 765–768.
Jung J., Cho K.-H., Park T. et al. Atlantic-origin cold saline water intrusion and shoaling of the nutricline in the Pacific Arctic // Geophys. Res. Lett. 2021. V. 48. № 6. P. e2020GL090907.
Kim S.J., Lee Y.K., Cho K.H. et al . Arctic observation initiatives of Korea Polar Research Institute for monitoring and understanding Arctic climate change // Arctic Observing Summit 2016, Fairbanks, AK.
Lalande C., Grebmeier J.M., Wassmann P. et al. Export fluxes of biogenic matter in the presence and absence of seasonal sea ice cover in the Chukchi Sea // Cont. Shelf Res. 2007. V. 27. P. 2051–2065.
Naidu A.S., Cooper L.W., Grebmeier J.M. et al. The continental margin of the North Bering-Chukchi Sea: distribution,sources, fluxes and burial rates of organic carbon / In: Stein R., Macdonald R.W. (Eds) The organic carbon cycle in the Arctic Ocean. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. P. 193–204.
Mueter F.J., Weems J., Farley E. V. et al. Arctic Ecosystem Integrated Survey (Arctic Eis): Marine ecosystem dynamics in the rapidly changing Pacific Arctic Gateway // Deep-Sea Res. Part II. 2017. V. 135. P. 1–6.
Pickart R.S., Pratt L.J., Torres D.J. et al. Evolution and dynamics of the flow through Herald Canyon in the western Chukchi Sea // Deep-Sea Res. II. 2010. V. 57. P. 5–26.
Pisareva M.N., Pickart R.S., Spall M.A. et al . Flow of pacific water in the western Chukchi Sea: Results from the 2009 RUSALCA expedition // Deep-Sea Res. I. 2015. V. 105. P. 53–73.
Polyakov I.V., Alkire M.B., Bluhm B.A. et al. Borealization of the Arctic Ocean in Response to Anomalous Advection From Sub-Arctic Seas // Frontiers in Marine Science. 2020. V. 7. P. 491.
Springer A.M., McRoy C.P. The paradox of pelagic food webs in the northern Bering Sea. III. Patterns of primary production// Cont. Shelf Res. 1993. V. 13. P. 575– 599.
Tanhua T., Jones E.P., Jeansson E. et al Ventilation of the Arctic Ocean: Mean ages and inventories of anthropogenic CO2 and CFC-11 // Journal Geophys. Res. 2009. V. 114. C01002.
Weingartner T.J., Danielson S., Sasaki Y. et al. The Siberian Coastal Current: a wind and buoyancy-forced arctic coastal current // Journal Geophys. Res. 1999. V. 104. 29 697–29 713.
Weingartner T.J., Dobbins E., Danielson S. et al. Hydrographic variability over the northeastern Chukchi Sea shelf in summer-fall 2008–2010 // Cont. Shelf Res. 2013. V. 67. P. 5–22.
Wefing A.M., Casacuberta N., Christl M. et al. Circulation timescales of Atlantic Water in the Arctic Ocean determined from anthropogenic radionuclide // Ocean Science. 2021. V.17. P. 111–129.
Whitledge T.E., Reeburgh W.S., Walsh J.J. Seasonal inorganic nitrogen distributions and dynamics in the southeastern Bering Sea // Cont. Shelf Res. 1986. V. 5. P. 109–132.
Woodgate R.A., Aagaard K., Weingartner T.J. A year in the physical oceanography of the Chukchi Sea: Moored measurements from autumn 1990–1991 // Deep-Sea Res. Part II. 2005. V. 52. № 24–26. P. 3116–3149.
Woodgate R.A. Increases in the Pacific inflow to the Arctic from 1990 to 2015, and insights into seasonal trends and driving mechanisms from year round Bering Strait mooring data // Prog. Oceanogr. 2018. № 160. P. 124–154.
Yun M.S., Kim B.K., Joo H.T. et al . Regional productivity of phytoplankton in the Western Arctic Ocean during summer in 2010 // Deep-Sea Res. II. 2015. № 120. P. 61–71.