Том 35, номер 05, статья № 9

Аннотация:

Представлены результаты численного моделирования биогеохимических процессов в период осеннего охлаждения оз. Байкал. Исследовано воздействие ветра на распределение фито-, зоопланктона, нитратов, аммония и фосфатов при развитии осеннего термобара в Баргузинском заливе оз. Байкал. Расчеты показали, что осенний термобар в сочетании с эффектом западных ветров, направленных против движения термического фронта, существенно замедляет распространение вод с высоким содержанием планктона в центральную часть залива.

Ключевые слова:

осенний термобар, численное моделирование, планктон, фосфат, озеро Байкал

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Цыденов Б.О. Влияние тепловых потоков на распределение фитопланктона в пресноводном озере // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 8. C. 591–598; Tsydenov B.O. Effects of heat fluxes on the phytoplankton distribution in a freshwater lake // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 6. P. 603–610.
2. Тихомиров А.И. Термика крупных озер. Л.: Наука, 1982. 232 с.
3. Блохина Н.С., Показеев К.В. Уникальное природное явление – термобар // Земля и Вселенная. 2015. № 6. С. 78–88.
4. Holland P.R., Kay A. A review of the physics and ecological implications of the thermal bar circulation // Limnologica. 2003. V. 33, N 3. P. 153–162.
5. Moll R., Brahce M. Seasonal and spatial-distribution of bacteria, chlorophyll, and nutrients in nearshore Lake Michigan // J. Great Lakes Res. 1986. V. 12, N 1. P. 52–62.
6. Goldman C.R., Elser J.J., Richards R.C., Reuter J.E., Priscu J.C., Levin A.L. Thermal stratification, nutrient dynamics, and phytoplankton productivity during the onset of spring phytoplankton growth in Lake Baikal, Russia // Hydrobiologia. 1996. V. 331, N 1–3. P. 9–24.
7. Ullman D., Brown J., Cornillon P., Mavor T. Surface temperature fronts in the Great Lakes // J. Great Lakes Res. 1998. V. 24, N 4. P. 753–775.
8. Шимараев М.Н. Элементы теплового режима озера Байкал / под ред. А.Н. Афанасьева. Новосибирск: Наука, 1977. 149 с.
9. Шерстянкин П.П., Иванов В.Г., Куимова Л.Н., Синюкович В.Н. Формирование вод Селенгинского мелководья с учетом сезонного хода речного стока, термической конвекции и термобаров // Вод. ресурсы. 2007. Т. 34, № 4. С. 439–445.
10. Likhoshway Y.V., Kuzmina A.Ye., Potyemkina T.G., Potyemkin V.L., Shimaraev M.N. The distribution of diatoms near a thermal bar in Lake Baikal // J. Great Lakes Res. 1996. V. 22, N 1. P. 5–14.
11. Weiss R.F., Carmack E.C., Koropalov V.M. Deep-water renewal and biological production in Lake Baikal // Nature. 1991. V. 349, N 6311. P. 665–669.
12. Shimaraev M., Granin N., Zhdanov A. Deep ventilation of Lake Baikal waters due to spring thermal bars // Limnol. Oceanogr. 1993. V. 38, N 5. P. 1068–1072.
13. Hohmann R., Kipfer R., Peeters F., Piepke G., Imboden D.M., Shimaraev M.N. Processes of deep-water renewal in Lake Baikal // Limnol. Oceanogr. 1997. V. 42, N 5. P. 841–855.
14. Blokhina N.S. The influence of wind on the development of a thermal bar and currents in a small reservoir during melting of its ice cover // Moscow Univ. Phys. Bull. 2013. V. 68, N 4. P. 324–329.
15. Malm J. Spring circulation associated with the thermal bar in large temperate lakes // Nordic Hydrology. 1995. V. 26, N 4–5. P. 331–358.
16. Scavia D., Bennett J.R. Spring transition period in Lake Ontario – a numerical study of the causes of the large biological and chemical gradients // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1980. V. 37, N 5. P. 823–833.
17. Цыденов Б.О. Динамика осеннего термобара при дифференцированной ветровой нагрузке // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3: Физ. Астрономия. 2022. № 1. С. 105–110.
18. Tsydenov B.O. Numerical modeling of the autumnal thermal bar // J. Mar. Syst. 2018. V. 179. P. 1–9.
19. Верещагин Г.Ю. О некоторых проблемах, связанных с изучением Байкала // Природа. 1939. № 12. С. 33–43.
20. Fasham M.J.R., Ducklow H.W., McKelvie S.M. A nitrogen-based model of plankton dynamics in the oceanic mixed layer // J. Mar. Res. 1990. V. 48, N 3. P. 591–639.
21. Fennel K., Wilkin J., Levin J., Moisan J., O’Reilly J., Haidvogel D. Nitrogen cycling in the Middle Atlantic Bight: Results from a three-dimensional model and implications for the North Atlantic nitrogen budget // Global Biogeochem. Cycl. 2006. V. 20, N 3. GB3007.
22. Hofmann E., Druon J.-N., Fennel K., Friedrichs M., Haidvogel D., Lee C., Mannino A., McClain C., Najjar R., O’Reilly J., Pollard D., Previdi M., Seitzinger S., Siewert J., Signorini S., Wilkin J. Eastern US continental shelf carbon budget: Integrating models, data assimilation, and analysis // Oceanography. 2008. V. 21, N 1. P. 86–104.
23. Gan J., Lu Z., Cheung A., Dai M., Liang L., Harrison P.J., Zhao X. Assessing ecosystem response to phosphorus and nitrogen limitation in the Pearl River plume using the Regional Ocean Modeling System (ROMS) // J. Geophys. Res. C: Oceans. 2014. V. 119, N 12. P. 8858–8877.
24. Holland P.R., Kay A., Botte V. A numerical study of the dynamics of the riverine thermal bar in a deep lake // J. Environ. Fluid Mech. 2001. V. 1, N 3. P. 311–332.
25. Goudsmit G.-H., Burchard H., Peeters F., Wüest A. Application of k–e turbulence models to enclosed basin: The role of internal seiches // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N 12. P. 23-1–13.
26. URL: http://geol.irk.ru/baikal/law/mlawecmon/ mlawcosmmon (last access: 20.10.2021).
27. Shimaraev M.N., Verbolov V.I., Granin N.G., Sherstyankin P.P. Physical Limnology of Lake Baikal: A Review. Irkutsk–Okayama: Bicer, 1994. 81 p.
28. Вотинцев К.К. Гидрохимия // Проблемы Байкала / под ред. Г.И. Галазий, К.К. Вотинцев. Новосибирск: Наука, 1978. С. 124–146.
29. Tsydenov B.O. Simulating phytoplankton growth during the spring thermal bar in a deep lake // J. Mar. Syst. 2019. N 195. P. 38–49.
30. Evstafyev V.K., Bondarenko N.A. An intriguing enigma of Lake Baikal // Biol. Rhythm Res. 2007. V. 38, N 2. P. 107–117.
31. Satoh Y., Katano T., Satoh T., Mitamura O., Anbutsu K., Nakano S.-I., Ueno H., Kihira M., Drucker V., Tanaka Y., Mimura T., Watanabe Y., Sugiyama M. Nutrient limitation of the primary production of phytoplankton in Lake Baikal // Limnology. 2006. V. 7, N 3. P. 225–229.
32. Katano T., Nakano S.-I., Ueno H., Mitamura O., Anbutsu K., Kihira M., Satoh Y., Satoh T., Drucker V.V., Tanaka Y., Akagashi Y., Sugiyama M. Abundance and composition of the summer phytoplankton community along a transect from the Barguzin River to the central basin of Lake Baikal // Limnology. 2008. V. 9, N 3. P. 243–250.
33. Holland P.R., Kay A., Botte V. Numerical modelling of the thermal bar and its ecological consequences in a river-dominated lake // J. Mar. Syst. 2003. V. 43, N 1–2. P. 61–81.
34. Csanady G.T. Spring thermocline behavior in Lake Ontario during IFYGL // J. Phys. Oceanogr. 1974. N 4. P. 425–445.
35. Tsydenov B.O. Modeling biogeochemical processes in a freshwater lake during the spring thermal bar // Ecol. Model. 2022. V. 465. 109877.
36. Parfenova V.V., Shimaraev M.N., Kostornova T.Y., Domysheva V.M., Levin L.A., Dryukker V.V., Zhdanov A.A., Gnatovskii R.Yu., Tsekhanovskii V.V., Logacheva N.F. On the vertical distribution of microorganisms in lake Baikal during spring deep-water renewal // Microbiology. 2000. V. 69, N 3. P. 433–440.