Báo cáo

Theo dõi Chu kỳ theo mùa của thực vật phù du sử dụng dữ liệu vệ tinh trên toàn cầu

28/07/2021 GeoLink Thu Giang 0 Nhận xét

(English below)

Tiêu đề: Chu kỳ theo mùa của thực vật phù du được biểu thị bằng phương trình sin sử dụng khí hậu hàng ngày từ nồng độ Chlorophyll-a được lấy từ vệ tinh (1997–2019) trên toàn cầu
Các tác giả:
Zexi Mao, Zhihua Mao, Cédric Jamet, Marc Linderman, Yuntao Wang và Xiaoyan Chen


Tóm tắt: 
Mức độ bao phủ toàn cầu của nồng độ Chlorophyll-a (Chl-a) liên tục có sẵn từ các cảm biến vệ tinh màu đại dương kể từ tháng 9 năm 1997 và dữ liệu Chl-a (1997–2019) được sử dụng để tạo ra bộ dữ liệu khí hậu bằng cách lấy trung bình các giá trị Chl-a tại cùng địa điểm và cùng ngày trong năm. Khí hậu được xây dựng có thể làm giảm đáng kể sự biến động của dữ liệu vệ tinh và thể hiện rõ ràng các chu kỳ theo mùa, chứng tỏ rằng sự phát triển và phân rã của thực vật phù du tái diễn với các chu kỳ mùa tương tự năm này qua năm khác.

Khi các hình dạng của chuỗi thời gian của khí hậu thể hiện sự thay đổi định kỳ mạnh mẽ, chúng tôi tự hỏi liệu tính theo mùa của Chl-a có thể được biểu thị bằng một phương trình toán học hay không. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng các hàm hình sin phù hợp để mô tả các biến đổi theo chu kỳ của dữ liệu trong chuỗi thời gian và các mô hình khí hậu hàng ngày có thể được khớp bằng các phương trình sin với các tham số trung bình, biên độ, pha và tần số. Ba loại phương trình sin được sử dụng để so sánh Chl-a khí hậu với sự khác biệt tương đối trung bình (MRD) lần lượt là 7,1%, 4,5% và 3,3%. Phương trình sin với bốn hình sin có thể điều chỉnh hình dạng của các giá trị phù hợp để phù hợp với các kiểu khí hậu khác nhau với các giá trị MRD nhỏ (dưới 5%) trong khoảng 90% đại dương toàn cầu.

Các giá trị phù hợp có thể phản ánh mô hình tổng thể về chu kỳ theo mùa của Chl-a, có thể được coi là một chuỗi thời gian của đường cơ sở sinh khối để mô tả trạng thái của các biến thể theo mùa của thực vật phù du. Hình ảnh biên độ, mô hình không gian của các biến đổi theo mùa của thực vật phù du, có thể được sử dụng để xác định các mặt trước của vùng chuyển tiếp diệp lục. Thời gian nở hoa của thực vật phù du được xác định bằng đỉnh lớn nhất của các giá trị phù hợp và được sử dụng để phân loại các đại dương thành các mùa nở hoa khác nhau, cho thấy rằng sự nở hoa xảy ra trong cả bốn mùa với các đặc điểm của khu vực.

Trong các đại dương toàn cầu trong phạm vi vĩ độ (48 ° N – 48 ° S), hoa nở chiếm khoảng một nửa đại dương (50,6%) trong mùa đông khắc nghiệt (tháng 12 - tháng 2) ở bán cầu bắc và hơn một nửa (58,0%) trong mùa đông nước Úc (Tháng 6 - Tháng 8) ở Nam bán cầu. Do đó, phương trình sin có thể được sử dụng để phù hợp với khí hậu Chl-a hàng ngày và các giá trị phù hợp có thể phản ánh các chu kỳ theo mùa của thực vật phù du, có thể được sử dụng để điều tra các đặc điểm hình thái cơ bản

Link download:

https://drive.google.com/file/d/1McTyZTN2Ld0KElsHsXIIGJ0YM75-skMw/view?usp=sharing

----

The title: Seasonal Cycles of Phytoplankton Expressed by Sine Equations Using the Daily Climatology from Satellite-Retrieved Chlorophyll-a Concentration (1997–2019) Over Global Ocean
Authors: 
Zexi Mao, Zhihua Mao, Cédric Jamet, Marc Linderman, Yuntao Wang and Xiaoyan Chen


Abstract
The global coverage of Chlorophyll-a concentration (Chl-a) has been continuously available from ocean color satellite sensors since September 1997 and the Chl-a data (1997–2019) were used to produce a climatological dataset by averaging Chl-a values at same locations and same day of year. The constructed climatology can remarkably reduce the variability of satellite data and clearly exhibit the seasonal cycles, demonstrating that the growth and decay of phytoplankton recurs with similarly seasonal cycles year after year.

As the shapes of time series of the climatology exhibit strong periodical change, we wonder whether the seasonality of Chl-a can be expressed by a mathematic equation. Our results show that sinusoid functions are suitable to describe cyclical variations of data in time series and patterns of the daily climatology can be matched by sine equations with parameters of mean, amplitude, phase, and frequency. Three types of sine equations were used to match the climatological Chl-a with Mean Relative Differences (MRD) of 7.1%, 4.5%, and 3.3%, respectively. The sine equation with four sinusoids can modulate the shapes of the fitted values to match various patterns of climatology with small MRD values (less than 5%) in about 90% of global oceans.

The fitted values can reflect an overall pattern of seasonal cycles of Chl-a which can be taken as a time series of biomass baseline for describing the state of seasonal variations of phytoplankton. The amplitude images, the spatial patterns of seasonal variations of phytoplankton, can be used to identify the transition zone chlorophyll fronts. The timing of phytoplankton blooms is identified by the biggest peak of the fitted values and used to classify oceans as different bloom seasons, indicating that blooms occur in all four seasons with regional features.

In global oceans within latitude domains (48°N–48°S), blooms occupy approximately half of the ocean (50.6%) during boreal winter (December–February) in the northern hemisphere and more than half (58.0%) during austral winter (June–August) in the southern hemisphere. Therefore, the sine equation can be used to match the daily Chl-a climatology and the fitted values can reflect the seasonal cycles of phytoplankton, which can be used to investigate the underlying phenological characteristics

Geolink tổng hợp từ MPDI

popup

Số lượng:

Tổng tiền: