Parameters of the upper mixed layer and thermocline layer and chlorophyll- a in the western deep basin of the Bering Sea in summer and fall of 2002-2013

Spatial distribution and seasonal and interannual variability are determined for parameters of the upper mixed layer and seasonal thermocline in the western deep basin of the Bering Sea in summer and fall of 2002-2013 and compared with chlorophyll- a concentration at the sea surface. The mixed layer is formed by solar heating of the sea surface and wind mixing. Its thickness doesn’t exceed 10-15 m in summer but increases up to 25-40 m in fall. The thermocline becomes deeper from summer to fall, too, in particular its lower bound that sinks from 37 to 48 m, on average; however, its thickness decreases from 20-25 to 16-22 m and temperature and density gradients increase from 0.23-0.25 to 0.37-0.45 °C/m and from 0.032 to 0.062 units/m, respectively, that means that the thermocline becomes steadier. Tendency to cooling was observed for both layers in the last decade, the process was more visible in autumn, with a shift at the upper bound of thermocline (from the mean temperature of 9.8 °C in 2002-2006 to the mean temperature of 8.4 °C in 2007-2013) and gradual decreasing at its lower bound (from 3.3 °C in 2003 to 2.1 °C in 2013), and not so obvious in summer. Year-to-year fluctuations of salinity in summer/autumn were within the limits 32.77-33.03/32.60-32.96 psu for the upper bound of the thermocline and 32.98-33.14/33.06-33.13 psu for its lower bound and had slight negative tendency. In both seasons, the mixed layer depth has significant negative correlation with the temperature at the upper bound of the thermocline (R² = 0.6) and the temperature at the lower bound of the thermocline correlates significantly with salinity at its both bounds (R² > 0.4). Spring bloom of chlorophyll- a has no relationship neither with temperature in the mixed layer in April and May, nor with the rate of warming between these months. Strong fall bloom of chlorophyll- a develops if the fall cooling begins in conditions of high temperature at the sea surface (> 6 °C) that negatively depends on the mixed layer thickness, so slow cooling and delay of the fall mixing are favorable for chlorophyll- a blooming in autumn.

Bering Sea, seasonal thermocline, temperature, salinity, chlorophyll-a, seasonal and interannual varability, correlation

1. Абакумов А.И., Израильский Ю.Г. Моделирование годового цикла жизнедеятельности фитопланктона в океане // Информатика и системы управления. - 2013. - № 2(36). - С. 14-23.

2. Арсеньев В.С. Течения и водные массы Берингова моря : моногр. - М. : Наука, 1967. - 135 с.

3. Басюк Е.О. Межгодовая изменчивость аномалий температуры в толще вод западной части Берингова моря // Вопр. пром. океанол. - 2011. - Вып. 2, № 1. - С. 125-147.

4. Богоров В.Г. Биологические сезоны полярного моря // ДАН СССР. - 1968. - Т. 19, вып. 8. - С. 639-642.

5. Богоявленский А.Н. Распределение и миграция растворенной кремнекислоты // Геохимия кремнезема. - М. : Наука, 1966. - С. 11-36.

6. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Проект «Моря» : сб. науч. ст / отв. ред. Ф.С. Терзиев. - СПб. : Гидрометеоиздат, 1999. - Т. 10 : Берингово море, вып. 1 : Гидрометеорологические условия. - 300 с.

7. Глебова С.Ю. Особенности атмосферного и термического режима в дальневосточных морях в холодные и теплые сезоны 2006-2014 гг. // Вопр. пром. океанол. (в печати).

8. Иваненков В.Н. Гидрохимия Берингова моря : моногр. - М. : Наука, 1964. - 138 с.

9. Китайгородский С.А., Филюшкин Б.Н. Слой температурного скачка в океане // Тр. ИОАН СССР. - 1963. - Т. 16. - С. 3-28.

10. Левасту Т., Хела И. Промысловая океанография : моногр. - Л. : Гидрометеоиздат, 1974. - 295 с. (Пер. с анг.)

11. Лозовацкий И.Д., Шаповалов С.М. Параметризация толщины верхнего квазиоднородного слоя по измерениям в северной Атлантике (разрез вдоль 53о с.ш.) // Океанол. - 2006. - Т. 46, № 3. - С. 325-330.

12. Мордасова Н.В. Хлорофилл в западной части Берингова моря // Океанол. - 1994. - Т. 34, № 4. - С. 557-563.

13. Мордасова Н.В., Метревели М.П., Вентцель М.В. Пигменты фитопланктона в западной части Берингова моря // Комплексные исследования экосистемы Берингова моря. - М. : ВНИРО, 1995. - С. 256-264.

14. Николаев А.В., Кузнецов М.Ю., Сыроваткин Е.В. Гидроакустические исследования тихоокеанских лососей в северной части Тихого океана // Изв. ТИНРО. - 2007. - Т. 150. - С. 27-47.

15. Семина Г.И. Фитопланктон Тихого океана : моногр. - М. : Наука, 1974. - 239 с.

16. Сорокин Ю.И. Первичная продукция в Беринговом море // Комплексные исследования экосистемы Берингова моря. - М. : ВНИРО, 1995. - С. 264-276.

17. Фигуркин А.Л. Некоторые особенности формирования и распространения вод ХПС в западной части Берингова моря // Океанологические основы биологической продуктивности северо-западной части Тихого океана. - Владивосток : ТИНРО, 1992. - С. 20-29.

18. Филюшкин Б.Н. Термические характеристики верхнего слоя воды в северной части Тихого океана // Океанол. исследования. - 1968. - № 19. - С. 22-69.

19. Хен Г.В. Межгодовая динамика гидрологических областей на шельфе западной части Берингова моря в связи с меандрированием Камчатского течения // Изв. ТИНРО - 1997. - Т. 122. - С. 480-492.

20. Хен Г.В., Заволокин А.В. Перемена в циркуляции вод и ее значение в распределении и обилии лососей в западной части Берингова моря в начале 21-го столетия // Изв. ТИНРО. - 2015. - Т. 181. - С. 95-115.

21. Шунтов В.П. Биология дальневосточных морей России : моногр. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2001. - Т. 1. - 580 с.

22. Шунтов В.П., Темных О.С. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах : моногр. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2011. - Т. 2. - 473 с.

23. Шушкина Э.А., Виноградов М.Е., Гагарин В.И. и др. Оценка продуктивности, скорости обмена, трофодинамики, а также запасов планктонных организмов в разнопродуктивных районах океана на основании спутниковых и экспедиционных наблюдений // Информ. бюл. РФФИ. - 1997. - Т. 5, № 4. - С. 278.

24. Bathen K.H. On the seasonal changes in the depth of the mixed layer in the North Pacific Ocean // J. Geophis. Res. - 1972. - Vol. 77. - P. 7138-7150.

25. Khen G.V. Oceanographic conditions of the Bering Sea biological productivity // Proceeding of the International Scientific Symposium on the Bering Sea Fisheries. - Seattle : NOAA Tech. Memo NMFS F/NWC-163, 1989. - P. 404-414.

26. Khen G.V., Basyuk E.O., Vanin N.S., Matveev V.I. Hydrography and biological resources in the western Bering Sea // Deap-Sea Res. II. - 2013. - Vol. 94. - P. 106-120.

27. Luchin V.A., Menovshikov V.A., Lavrentiev V.M., Reed R.K. Thermohaline structure and water masses in the Bering Sea // Dynamics of the Bering Sea / eds T.R. Loughlin and K. Ohtani. - Fairbanks : Alaska Sea Grant College Programs, 1999. - P. 62-91.

28. Miura T., Suga T., Hanava K. Winter mixed layer and formation of dichotermal water in the Bering Sea // J. Oceanogr. - 2002. - Vol. 58. - P. 815-823.

29. Monterey G. and Levitus S. Seasonal Variability of Mixed Layer Depth for the World Ocean. NOAA Atlas NESDIS 14. - Wash. : D.C. : U.S. Gov. Printing Office, 1997. - 96 p.

30. Ohtani K. Oceanographic structure in the Bering Sea // Mem. Fac. Fish. Hok. Univ. - 1973. - Vol. 21, № 1. - P. 64-106.

31. Sukhanova I.N., Semina H.J., Venttsel M.V. Spatial distribution fnt temporal variability of phytoplankton in the Bering Sea // Dynamics of the Bering Sea / eds T.R. Loughlin and K. Ohtani. - Fairbanks : Alaska Sea Grant College Programs, 1999. - P. 453-484.