Zeitschrift für Geologie und Geophysik
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Abstrakt

Korrelationen zwischen Chlorophyll-a-Daten aus Fernerkundungsstudien und Ergebnissen eines numerischen Modells der tropischen und südatlantischen Ozeanzirkulation

Nair Emmanuela da Silveira Pereira, Joseph Harari und Ricardo de Camargo

Der tropische und der Südatlantik sind durch wichtige großräumige Merkmale charakterisiert, die saisonalen Charakter haben. Die Wechselwirkungen zwischen atmosphärischen und ozeanischen Phänomenen bilden ein komplexes System, in dem Variationen physikalischer Parameter die Verteilung der Primärproduktion beeinflussen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Variabilität physikalischer Parameter hohe Kreuzkorrelationswerte mit Chlorophyll-a aufweist, mit starker Abhängigkeit vom Breitengrad und der Variabilität der biologischen Reaktionszeit. Ziel dieser Studie ist es, Chlorophyll-a-Daten aus MODIS mit den Ergebnissen eines hydrodynamischen numerischen Modells im Zeitraum 2003 - 2009 zu korrelieren. Sowohl in MODIS- als auch in den Modelldaten überwiegen die jährlichen und halbjährlichen Signale, aber selbst ohne Berücksichtigung dieser Komponenten sind die Restkorrelationen immer noch hoch. Andererseits weisen jährliche und halbjährliche Signale eine geringere Standardabweichung auf als die verbleibenden (Rest-)Häufigkeiten. Die Kreuzkorrelationen zwischen Chlorophyll-a und Salzgehalt, Temperatur und Oberflächenhöhe zeigten räumliche Verteilungsmuster mit gut definiertem Breitencharakter und wiesen höhere Korrelationsmoduln für Temperatur und Salzgehalt auf, über +0,6 in der Polarregion und unter -0,5 im tropischen Gebiet. Es wurde ein allgemeines Muster negativer Korrelationen in den Regionen geringer Konzentration und positiver in Regionen hoher Konzentration festgestellt, mit Ausnahme des Äquators (Region hoher Chlorophyllkonzentration, die durch eine negative Korrelation für alle Variablen außer der Strömungsintensität gekennzeichnet ist). Die Kreuzkorrelationen zwischen Chlorophyll und physikalischen Parametern bestätigen das in den Korrelationen unter Berücksichtigung der Nullverzögerung gefundene Muster und betonen Aspekte wie die positive Korrelation mit der Strömungsintensität in der Äquatorregion und die negative Korrelation mit der Oberflächenhöhe innerhalb des südatlantischen subtropischen Wirbels (SASG), die beide eine unmittelbare Reaktion zeigen. Die Analyse der räumlichen Verteilungen der Kreuzkovarianz von Fourierspektren zwischen Chlorophyll und jeder der physikalischen Variablen im Transekt 20°W zeigte, dass Temperatur und Salzgehalt die am besten definierten Signale lieferten, insbesondere in den Zeiträumen von 3,5, 2,3, 0,7 und 1,7 Jahren mit unterschiedlichen räumlichen Verteilungen und Zeitverzögerungen. Diese Signale sind in der Literatur zu finden und werden mit ENSO-Phänomenen in Verbindung gebracht.