STUDY OF SEASONAL AND LONG-TERM CHLOROPHYLL VARIABILITY IN THE CASPIAN SEA BASED ON REMOTE SENSING DATA

S. V. Vostokov; Востоков С. В.; I. V. Saling; Салинг И. В.; A. S. Vostokova; Востокова А. С.; A. A. Gadgiev; Гаджиев А. А.; E. N. Lobachev; Лобачев Е. Н.; B. Abtahi; Абтахи Бехруз; M. G. Shojaei; Шозаи Мехди Г.

doi:10.31857/S2686739722602770

STUDY OF SEASONAL AND LONG-TERM CHLOROPHYLL VARIABILITY IN THE CASPIAN SEA BASED ON REMOTE SENSING DATA

Authors: Vostokov S.V.¹, Saling I.V.¹, Vostokova A.S.¹, Gadgiev A.A.², Lobachev E.N.³, Abtahi B.⁴, Shojaei M.G.⁵
Affiliations:
1. P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences
2. Dagestan State University
3. Caspian Institute of Biological Resources of the Dagestan Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences
4. Faculty of Life Sciences and Biotechnology, Shahid Beheshti University
5. Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University
Issue: Vol 509, No 1 (2023)
Pages: 134-140
Section: EXPLORING THE EARTH FROM SPACE
Submitted: 14.10.2023
Published: 01.03.2023
URL: https://journal-vniispk.ru/2686-7397/article/view/135764
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739722602770
EDN: https://elibrary.ru/TJLHHJ
ID: 135764

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The patterns of seasonal and long-term variability of phytoplankton in the Caspian Sea have been studied using SeaWiFS and MODIS-Aqua scanners. Chlorophyll “a” concentration (CHL) in the Caspian Sea were calculated by the regional algorithm developed using an array of in situ measurements in different seasons of the year. Maps of the average monthly CHL values over a twenty-two-year period and seasonal variability diagrams were constructed for the Northern, Middle and Southern Caspian Sea. The features of seasonal variability of phytoplankton are analyzed using CHL data. The fundamental differences were mentioned in seasonal variability of phytoplankton in the Northern, Caspian Middle and Southern Caspian. The regularities of the spatial dynamics of CHL throughout the Sea, resulting from seasonal succession of phytoplankton have been studied. The years with significant deviations of the seasonal dynamics of CHL from the average climatic one was identified.

Keywords

remote sensing, chlorophyll, seasonal variability, phytoplankton, Caspian Sea

References

Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Серых И.В., Лебедев С.А. Климатические изменения гидрометеорологических параметров Каспийского моря (1980–2020) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 277–291.
Иванов А.Ю., Востоков С.В., Ермошкин И.С. Картографирование пленочных загрязнений морской поверхности по данным космической радиолокации (на примере Каспийского моря) // Океанология 2004. № 4. С. 82–92.
Татаринцева Т.А., Ардабьева Ф.Г., Терлецкая О.В., Тиненкова Д.Х., Малиновская Л.В., Тарасова Л.И., Петренко Е.Л. Среднеземноморские вселенцы в планктоне и донной фауне Каспийского моря / Виды-вселенцы в европейских морях России. Сб. научн тр. ММБИ. Апатиты 2000. С. 169–183.
Востоков С.В., Ушивцев В.Б., Лисицын Б.Е., Соловьев Д.М. Летнее состояние популяции гребневика Mnemiopsis leidyi – вселенца в Каспийском море и его связь с условиями среды обитания // Океанология. 2004. Т. 44. № 1. С. 101–109.
Востоков С.В., Гаджиев А.А., Востокова А.С., Рабазанов Н.И. Гребневик Beroe cf. ovata в Каспийском море. Начало нового этапа эволюции Каспийской экосистемы? // Юг России: экология, развитие. 2020. № 4. С. 21–35.
Pautova L.A., Kravchishina M.D., Silkin V.A., Lisi-tzin A.P. The phenomenon of bloom development of the invasive potentially toxic dinoflagellate Gonyaulax polygramma in deep water areas of the Caspian Sea // Doklady Earth Sciences. 2017. 474 (2). P. 657–661. https://doi.org/10.1134/S1028334X17060071
Паутова Л.А., Кравчишина М.Д., Востоков С.В., Зернова В.В., Силкин В.А. Особенности вертикальной структуры летнего фитопланктона глубоководных районов Каспийского моря // ДАН. 2015. № 4. С. 479.
Татаринцева Т.А. Нахождение нового в Каспийском море вида Nitzschia seriata Cleve (Bacillariophyta) // Биологические науки. 1992. № 6. С. 55–77.
Востоков С.В., Паутова Л.А., Салинг И.В., Востокова А.С., Устарбекова Д.А., Лобачев Е.Н., Абтахи Б., Шозаи М.Г. Фитопланктон Среднего Каспия: анализ изменений структуры сообщества за последние десятилетия // Юг России: экология, развитие. 2022. Т. 17. № 3. С. 112–124. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-3-112- 124
Modabberi A., Noori R., Madani K., Houshang A., Ali E., Mehr D., Hooshyaripor F., Kløve B. Caspian Sea is eutrophying: the alarming message of satellite data // Environ. Res. Lett. 2020. 15. 124047.
Nezlin N.P. Patterns of Seasonal and Interannual Variability of Remotely Sensed Chlorophyll The Caspian Sea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry Kostianoy A.G and Kosarev A.N (Berlin: Springer). 2005. P. 143–157.
Гусейнова Н.О., Багомаев А.А., Ахмедова Л.Ш., Курамагомедов Б.М. Изучение апвеллинга по содержанию хлорофилла “а” в фитопланктоне западного Каспия за 2017 г. по данным дистанционного зондирования // Юг России: экология, развитие. 2021. Т. 16. № 4. С. 159–172. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2021-4-159-172
Moradi M. Comparison of the efficacy of MODIS and MERIS data for detecting cyanobacterial blooms in the southern Caspian Sea // Mar. Poll. Bull. 2014. 87 (1–2), P. 311–322.
Копелевич О.В., Салинг И.В., Вазюля С.В., Глуховец Д.И., Шеберстов С.В., Буренков В.И., Каралли П.Г., Юшманова А.В. // Биооптические характеристики морей, омывающих берега западной половины России, по данным спутниковых сканеров цвета 1998–2017 гг. М.: ООО “ВАШ ФОРМАТ”, 2018. 140 с.
Востоков С.В., Лобковский Л.И., Востокова А.С., Соловьев Д.М. Сезонная и многолетняя изменчивость фитопланктона в Черном море по данным дистанционного зондирования и контактным измерениям хлорофилла а” // Доклады РАН. Науки о Земле. 2019. № 1. С. 99–103.
Востокова А.С., Лобковский Л.И., Востоков С.В. Аномальные явления в развитии фитопланктона Черного моря, зафиксированные методами дистанционного зондирования // Доклады РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 497. № 1. С. 69–73.
Vostokov S.V., Vostokova A.S., Vazyulya S.V. Seasonal and Long-Term Variability of Coccolithophores in the Black Sea According to Remote Sensing Data and the Results of Field Investigations // J. Mar. Sci. Eng. 2022. 10. 97. https://doi.org/10.3390/jmse10010097
OceanColorWeb. URL:https://oceancolor.gsfc.nasa.gov
Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Соловьев Д.М., Шеремет Н.А. Структура апвеллинга у западного побережья Среднего Каспия (по спутниковым наблюдениям) // Исследование Земли из космоса. 2005. № 4. С. 76–85.
Silkin V.A., Pautova L.A., Giordano M., Chasovni-kov V.K., Vostokov S.V., Podymov O.I., Pakhomova S.V., Moskalenko L.V. Drivers of phytoplankton blooms in the northeastern Black Sea // Mar. Pollut. Bull. 2019. 138. P. 274–284.https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.11.042