اثر تغییرات آب و هوایی بر روی ترکیب، بهره وری و استخراج فیتوپلانکتون های دریای راس جنوبی

عنوان انگلیسی: 

Climate change impacts on southern Ross Sea phytoplankton composition,  productivity and export

عنوان فارسی:

اثر تغییرات آب و هوایی بر روی ترکیب، بهره وری و استخراج فیتوپلانکتون های دریای راس جنوبی

رشته : جغرافیا

تعداد صفحات مقاله اصلی:61  صفحه (pdf)

تعداد صفحات ترجمه: 49 صفحه (word)

سال انتشار:2017

مجله

Journal of Geophysical Research: Oceans

Abstract

The Ross Sea, a highly productive region of the Southern Ocean, is expected to experience warming during the next century along with reduced summer sea ice concentrations and shallower mixed layers. This study investigates how these climatic changes may alter phytoplankton assemblage composition, primary productivity and export. Glider measurements are used to force a one-dimensional biogeochemical model, which includes diatoms and both solitary and colonial forms of Phaeocystis antarctica. Model performance is evaluated with glider observations, and experiments are conducted using projections of physical drivers for mid- and late-21st century. These scenarios reveal a 5% increase in primary productivity by mid- century and 14% by late-century and proportional increase in carbon export, which remains approximately 18% of primary production. In addition, scenario results indicate diatom biomass increases while P. antarctica biomass decreases in the first half of the 21st century. In the second half of the century, diatom biomass remains relatively constant and P. antarctica biomass increases. Additional scenarios examining the independent contributions of expected future changes (temperature, mixed layer depth, irradiance, and surface iron inputs from melting ice) demonstrate that earlier availability of low light due to reduction of sea ice early in the growing season is the primary driver of productivity increases over the next century; shallower mixed layer depths additionally contribute to changes of assemblage composition and export. This study further demonstrates how glider data can be effectively used to facilitate model development and simulation, and inform interpretation of biogeochemical observations in the context of climate change.

اثر تغییرات آب و هوایی بر روی ترکیب، بهره وری و استخراج فیتوپلانکتون های دریای راس جنوبی

نکات کلیدی:

سناریوی مدلهای آب و هوایی برای اواسط و اواخر قرن 21 نشان دهنده افزایش بهره وری اولیه و شار استخراج کربن می باشدعمق کم لایه های مختلط باعث افزایش دیاتومها و کاهش جلبک های فایوکیستیس (Phaeocystis antarctica) تا اواسط قرن 21 می شوددسترسی اولیه به نور با سطح پایین به دلیل ذوب شدن یخ دریا باعث افزایش بیشتر جلبک های فایوکیستیس نسبت به دیاتومها در اواخر قرن 21 می گردد

چکیده

انتظار می رود که در طی قرن آتی، دریای راس که یکی از مناطق مولد اقیانوس جنوبی می باشد، پدیده گرمایش کره زمین را تجربه نموده و غلظت یخهای آن در تابستان و لایه های کم عمق مختلط آن کاهش پیدا کند. این مطالعه بررسی می کند که چگونه این تغییرات آب و هوایی می تواند ترکیب، بهره وری اولیه و استخراج مجموعه فیتوپلانکتون ها را تغییر دهد. از اندازه گیری توسط گلایدر (هواپیمی بدون موتور) برای ایجاد یک مدل بیولوژیکی یک بعدی که شامل دیاتومها و هر دو فرم انفرادی و دسته جمعی جلبک های فایوکیستیس باشد، استفاده شده است. عملکرد مدل توسط مشاهدات گلایدر ارزیابی شد، و آزمایشات با استفاده از برآورد محرک های فیزیکی برای اواسط و اواخر قرن 21 به انجام رسید. این سناریوها افزایش 5 درصدی را تا اواسط قرن و افزایش 14 درصدی را تا اواخر قرن در بهره وری اولیه و افزایش متناسب با آن در کربن حاصل را نشان می دهند که در حدود 18 درصد از تولید اولیه باقی می ماند. علاوه بر این، نتایج حاصل از این سناریو نشاندهنده افزایش زیست توده دیاتومها و کاهش زیست توده جلبکهای فایوکیستیس در نیمه اول قرن 21 می باشد. در نیمه دوم این قرن، زیست توده دیاتومها نسبتا ثابت باقی ماده و جمعیت زیست توده جلبکهای فایوکیستیس افزایش پیدا می کند. دیگر سناریوها که به بررسی نقش مستقل تغییرات مورد انتظار آتی (دما، عمق لایه مختلط، تابش و ورودی آهن سطحی ناشی از یخ ذوب شده) می پردازند، نشان می دهد که دسترسی اولیه به نور با سطح پایین به دلیل کاهش یخ های دریا در اوایل فصل رشد، نخستین عامل افزایش بهره وری در طول قرن آتی می باشد؛ عمق کم لایه مختلط هم یک عامل اضافی است که به تغییر ترکیب و استخراج این مجموعه کمک می کند. این مطالعه همچنین نشان می دهد که چگونه داده های حاصل از گلایدر می تواند به طور موثری برای تسهیل توسعه و شبیه سازی مدل و اطلاع از تفسیر مشاهدات بیولوژیکی در زمینه تغییرات آب و هوایی استفاده شود.

فهرست مطالب

چکیده. 2

مقدمه. 3 روش ها 9 1. روش مدلسازی.. 9 1. 1. ساختار مدل مدوسا 10 1. 2. اصلاحات مدوسا 11 1. 3. چارچوب مدل فیزیکی یک بعدی.. 14 2. محرک های مدل.. 15 2. 1. محرک های فیزیکی برای اجرای شاهد فعلی.. 16 2. 2. محرک های فیزیکی برای شرایط آب و هوا در آینده. 18 2. 3. شرایط مرزی و اولیه بیوژئوشیمی.. 20 3. ارزیابی تخصصی.. 22 4. سناریوهای آینده. 24 نتایج.. 25 1. اجرای شاهد. 25 1. 1. ارزیابی کلروفیل و POC. 25 1. 2. ارزیابی ترکیب، بهره وری و استخراج مجموعه فیتوپلانگتونها 28 2. سناریوهای آب و هوای آینده. 32 2. 1. زیست توده پلانکتونها و ترکیب مجموعه. 32 2. 2. بهره وری و استخراج.. 34 2. 3. حساسیت نتایج سناریوها به پارامترها و شرایط مرزی رویکرد MEDUSA-RS. 35 بحث.. 36 1. پیامدهای تغییرات بوجود آمده در دریای راس در آینده. 36 2. مکانیزم تغییرات آتی دریای راس... 41 3. عدم قطعیت در تغییرات آتی دریای راس... 44 نتیجه گیری.. 47

تحقیق در مورد نگاهی به کف اقیانوس 15 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

نگاهی از نزدیک به کف اقیانوس

با وجود اینکه بیشتردنیای ما زیراقیانوس قرار دارد، تا چند سال پیش اطلاعات انسان درمورد کف اقیانوسها کمترازآگاهی او از کرۀ ماه بود. تصویری که انسان درمورد ناحیه وسیع زیردریا درذهن داشت، بیشتر تصورات غلطی براساس اسطوره ها، اطلاعات نادرست و به طورکلی عقاید بی اساس بود.

تا این اواخر، مردم معتقد بودند که کف اقیانوس کم و بیش مسطّح است، امّا به زودی پس ازجنگ جهانی اوّل، اختراعی به نام عمق یاب صوتی مناطق کشف نشده ی اعماق اقیانوس را درمعرض اکتشافات و نقشه برداریهای منظم و سازمان بندی شده قرار داد. عمق یاب صوتی وسیله ای است که صدایی مانند صدای« بیپ» ایجاد می کند و آن را به داخل آب می- فرستد و زمانی را که طول می کشد تا انعکاس آن به سطح آب بازگردد، اندازه می گیرد. بنابراین، تکنیسینها می توانند با اندازه گرفتن مدّت زمان دریافت انعکاس ازکف اقیانوس، به عمق آن پی ببرند.

کارمهم و قابل توجه عمق یاب صوتی، ارائه تصویرروشنی ازکف دریا به انسانها بود. تصویری که با آنچه ما تا به حال می اندیشیده ایم بسیارتفاوت دارد. این وسیله کشف کرده است که درمناطق تاریک بسیارعمیق، رشته کوههای عظیم و گودالهای ژرف، اتشفشانهای بلند و صخره های به هم پیچیده وجود دارد.

ما اکنون می دا نیم که کف اقیانوس به سه منطقه ی اصلی تقسیم شده است. منطقه ی اوّل پوسته‌ی قاره‌ای است: ناحیه ی مرزی کم عمقی در میان قاره ها و دریا که پراززندگی است. منطقه‌ی دوّم سرازیری قارّه ای است: جایی که خشکی به انتها می‌رسد و کف دریا ناگهان شیبی حدود سه کیلومتریا بیشتر پیدا می کند.

که سوی عمق واقعی اقیانوس فرو می رود سرانجام، کف اعماق اقیانوس قراردارد پوسته -های قارّه ای، بیشترسواحل کره ی زمین را دربرمی گیرند؛ به آرامی ازساحل دور می شوند و شیب پیدا می کنند و تا عمق حدود 150 متری پیش می روند. آنها زمانی خشکی بوده، امّا با بالا آمدن آب دریاها درهنگام ذوب شدن آخرین قطعات یخ، دردریا فرو رفته اند. کشف دندانهای فیل درکیلومترها دورازساحل، نشان می دهد که این موجودات 20000 سال پیش درجایی که اکنون دردریا قراردارد می زیسته اند. درخارجی ترین لبه ی پوسته های قارّه ای، کف اقیانوس ناگهان مانند ریل قطار شهربازی کودکان شیب تندی پیدا می کند و حدود سه تا پنج کیلومتری پیش می رود. این شیبها برجسته ترین طرح کلّ کره ی زمین است. جایی که کوهها به ساحل فشارمی‌آورند و هیچ پوسته ای وجود ندارد- مانند ساحل شیلی- شیب عمودی حدود 8 کیلومتراز سطح تا عمق آب ارتفاع پیدا می کند.

دردامنه ی شیبهای قارّ ای، کف اعماق اقیانوس آغازمی شود. این ناحیه بزرگترین ناحیه اقیانوس را تشکیل می دهد، زیرا پنج هفتم کلّ سطح دریاها را تشکیل می دهد که نیمی ازکلّ سطح کره ی زمین است. دراین ناحیه ی عظیم است که دانشمندان، با استفاده ازوسایل پیشرفته ای که برای تحقیقات اعماق اقیانوسها طرّاحی شده است، درچند ساله ی اخیرکشفیات شگفت آور بسیاری در مورد سطح کره ی زمین انجام داده اند.

اوّلین کشف وقتی صورت گرفت که اقیانوس شناسان دریافتند که بسیاری ازقله ها، کوههای مخروطی، سلسله جبالها، و صخره هایی که ازعمق اقیانوسها پدیدارشدند. طی قرنها بدون تغییرباقی مانده اند درکف اقیانوس آرام صخرههای وجود دارد که ارتفاع آن 800 الی 1600 متر طول آن نزدیک به 500 کیلومتراست.

این صخره آنچنان تیزودندانه داراست که گویی همین دیروزازبستردریا بیرون آمده، درصورتی که قدمتی یک میلیون ساله دارد علّت اینکه این صخره چنین جوان به نظرمی رسد (ازلحاظ اصطلاح ژئولوژیکی) این است که نیروهایی که درروی خشکی موجب فرسایش کوهها می شوند، در عمق اقیانوس وجود ندارند. زیر آب نه بادی است، نه یخ بندانی و نه بارانی که عمل فرسایش را انجام دهد.

جنبه های بسیاردیگرعمق اقیانوس نیزاخیراً کشف شده است. که سواحل غوطه ورقابل ملاحظه ای وجود دارند و به نظرمی رسد زمانی بخشی ازتوده های خشکی قارّه ای بوده اند امّا به گونه‌ای جدا شده اند.

مشهورترین نمونه ی آن، ساحل« گالیسی» ( یک برآمدگی نوک پهن در750 متری آبهای ساحل اسپانیا ) است. وجود این برآمدگی درآن محل این اندیشه را تقویت کرد که دانشمندان سرانجام خشکی افسانه ای گمشده ی « آتلانتیس » را یافته اند طبق افسانه ها، آتلانتیس که زمانی محل سکونت تمدّنی ثروتمند بود، پس ازیک زمین لرزه ی مصیبت بار، دراقیانوس فرو رفت. به هرحال نمونه هایی ازخاک ساحل گالیسی، مورد مطالعه قرارگرفته و هیچ نشانه ای ازوجود جانوران هوازی درزمانهای قبل درآن یافت نشده است.

چون امکان کشف قارهّ های گمشده هرگز وجود ندارد دانشمندان توجّه خود را روی قارّه های واقعی متمرکز ساخته اند تا بفهمند که چه تغییراتی کرده اند. درسال 1359 درنمونه هایی که ازکف اقیانوس دورازساحل امریکای جنوبی گرفته شد، لایه ای ازخاکسترسفید آتشفشانی مشاهده گردید که حاوی موادّ گرانیتی( سنگ خارا ) بود.

تحقیق در مورد نگاهی به کف اقیانوس 15 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

نگاهی از نزدیک به کف اقیانوس

با وجود اینکه بیشتردنیای ما زیراقیانوس قرار دارد، تا چند سال پیش اطلاعات انسان درمورد کف اقیانوسها کمترازآگاهی او از کرۀ ماه بود. تصویری که انسان درمورد ناحیه وسیع زیردریا درذهن داشت، بیشتر تصورات غلطی براساس اسطوره ها، اطلاعات نادرست و به طورکلی عقاید بی اساس بود.

تا این اواخر، مردم معتقد بودند که کف اقیانوس کم و بیش مسطّح است، امّا به زودی پس ازجنگ جهانی اوّل، اختراعی به نام عمق یاب صوتی مناطق کشف نشده ی اعماق اقیانوس را درمعرض اکتشافات و نقشه برداریهای منظم و سازمان بندی شده قرار داد. عمق یاب صوتی وسیله ای است که صدایی مانند صدای« بیپ» ایجاد می کند و آن را به داخل آب می- فرستد و زمانی را که طول می کشد تا انعکاس آن به سطح آب بازگردد، اندازه می گیرد. بنابراین، تکنیسینها می توانند با اندازه گرفتن مدّت زمان دریافت انعکاس ازکف اقیانوس، به عمق آن پی ببرند.

کارمهم و قابل توجه عمق یاب صوتی، ارائه تصویرروشنی ازکف دریا به انسانها بود. تصویری که با آنچه ما تا به حال می اندیشیده ایم بسیارتفاوت دارد. این وسیله کشف کرده است که درمناطق تاریک بسیارعمیق، رشته کوههای عظیم و گودالهای ژرف، اتشفشانهای بلند و صخره های به هم پیچیده وجود دارد.

ما اکنون می دا نیم که کف اقیانوس به سه منطقه ی اصلی تقسیم شده است. منطقه ی اوّل پوسته‌ی قاره‌ای است: ناحیه ی مرزی کم عمقی در میان قاره ها و دریا که پراززندگی است. منطقه‌ی دوّم سرازیری قارّه ای است: جایی که خشکی به انتها می‌رسد و کف دریا ناگهان شیبی حدود سه کیلومتریا بیشتر پیدا می کند.

که سوی عمق واقعی اقیانوس فرو می رود سرانجام، کف اعماق اقیانوس قراردارد پوسته -های قارّه ای، بیشترسواحل کره ی زمین را دربرمی گیرند؛ به آرامی ازساحل دور می شوند و شیب پیدا می کنند و تا عمق حدود 150 متری پیش می روند. آنها زمانی خشکی بوده، امّا با بالا آمدن آب دریاها درهنگام ذوب شدن آخرین قطعات یخ، دردریا فرو رفته اند. کشف دندانهای فیل درکیلومترها دورازساحل، نشان می دهد که این موجودات 20000 سال پیش درجایی که اکنون دردریا قراردارد می زیسته اند. درخارجی ترین لبه ی پوسته های قارّه ای، کف اقیانوس ناگهان مانند ریل قطار شهربازی کودکان شیب تندی پیدا می کند و حدود سه تا پنج کیلومتری پیش می رود. این شیبها برجسته ترین طرح کلّ کره ی زمین است. جایی که کوهها به ساحل فشارمی‌آورند و هیچ پوسته ای وجود ندارد- مانند ساحل شیلی- شیب عمودی حدود 8 کیلومتراز سطح تا عمق آب ارتفاع پیدا می کند.

دردامنه ی شیبهای قارّ ای، کف اعماق اقیانوس آغازمی شود. این ناحیه بزرگترین ناحیه اقیانوس را تشکیل می دهد، زیرا پنج هفتم کلّ سطح دریاها را تشکیل می دهد که نیمی ازکلّ سطح کره ی زمین است. دراین ناحیه ی عظیم است که دانشمندان، با استفاده ازوسایل پیشرفته ای که برای تحقیقات اعماق اقیانوسها طرّاحی شده است، درچند ساله ی اخیرکشفیات شگفت آور بسیاری در مورد سطح کره ی زمین انجام داده اند.

اوّلین کشف وقتی صورت گرفت که اقیانوس شناسان دریافتند که بسیاری ازقله ها، کوههای مخروطی، سلسله جبالها، و صخره هایی که ازعمق اقیانوسها پدیدارشدند. طی قرنها بدون تغییرباقی مانده اند درکف اقیانوس آرام صخرههای وجود دارد که ارتفاع آن 800 الی 1600 متر طول آن نزدیک به 500 کیلومتراست.

این صخره آنچنان تیزودندانه داراست که گویی همین دیروزازبستردریا بیرون آمده، درصورتی که قدمتی یک میلیون ساله دارد علّت اینکه این صخره چنین جوان به نظرمی رسد (ازلحاظ اصطلاح ژئولوژیکی) این است که نیروهایی که درروی خشکی موجب فرسایش کوهها می شوند، در عمق اقیانوس وجود ندارند. زیر آب نه بادی است، نه یخ بندانی و نه بارانی که عمل فرسایش را انجام دهد.

جنبه های بسیاردیگرعمق اقیانوس نیزاخیراً کشف شده است. که سواحل غوطه ورقابل ملاحظه ای وجود دارند و به نظرمی رسد زمانی بخشی ازتوده های خشکی قارّه ای بوده اند امّا به گونه‌ای جدا شده اند.

مشهورترین نمونه ی آن، ساحل« گالیسی» ( یک برآمدگی نوک پهن در750 متری آبهای ساحل اسپانیا ) است. وجود این برآمدگی درآن محل این اندیشه را تقویت کرد که دانشمندان سرانجام خشکی افسانه ای گمشده ی « آتلانتیس » را یافته اند طبق افسانه ها، آتلانتیس که زمانی محل سکونت تمدّنی ثروتمند بود، پس ازیک زمین لرزه ی مصیبت بار، دراقیانوس فرو رفت. به هرحال نمونه هایی ازخاک ساحل گالیسی، مورد مطالعه قرارگرفته و هیچ نشانه ای ازوجود جانوران هوازی درزمانهای قبل درآن یافت نشده است.

چون امکان کشف قارهّ های گمشده هرگز وجود ندارد دانشمندان توجّه خود را روی قارّه های واقعی متمرکز ساخته اند تا بفهمند که چه تغییراتی کرده اند. درسال 1359 درنمونه هایی که ازکف اقیانوس دورازساحل امریکای جنوبی گرفته شد، لایه ای ازخاکسترسفید آتشفشانی مشاهده گردید که حاوی موادّ گرانیتی( سنگ خارا ) بود.