Under-ice blooms of phytoplankton in the Chukchi Sea have been observed, with strong implications for our understanding of the production regimes in the Arctic Ocean. Using a combination of satellite remote sensing of phytoplankton biomass, in situ observations under sea ice from an autonomous underwater vehicle (AUV), and in vivo photophysiology, we examined the composition, magnitude and origin of a bloom detected beneath the sea ice Northwest of Svalbard (Southern Yermak Plateau) in May 2010. In situ concentration of up to 20 mg chlorophyll a [Chl a] m−3, were dominated by the northern planktonic spring species of diatoms, Thalassiosira nordenskioeldii, T. antarctica var. borealis, Chaetoceros socialisspecies complex and Fragilariopsis oceanica. These species were also found south of the marginal ice zone (MIZ). Cells in the water column under the sea ice were typically high-light acclimated, with a mean light saturation index (Ek) of 138 μmol photons m−2 s−1 and a ratio between photoprotective carotenoids (PPC) and Chl a (w:w) of 0.2. Remotely sensed data of [Chl a] showed a 32,000 km2 bloom developing south of the MIZ. In effect, our data suggest that the observed under-ice bloom was in fact a bloom developed in open waters south of the ice edge, and that a combination of northward-flowing water masses and southward drifting sea ice effectively positioned the bloom under the sea ice. This have implications for our general understanding of under-ice blooms, suggesting that their origin and connection with open water may be different in different regions of the Arctic.

中文翻译：

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使用多个观测平台研究北冰洋冰下春季水华的平流起源

已经观察到楚科奇海浮游植物的冰下大量繁殖，这对我们了解北冰洋的生产机制具有重要意义。结合浮游植物生物量的卫星遥感、自主水下航行器 (AUV) 海冰下的原位观测和体内光生理学，我们研究了在斯瓦尔巴群岛西北部海冰下检测到的水华的组成、规模和起源(Southern Yermak Plateau) 于 2010 年 5 月。原位浓度高达 20 mg 叶绿素 a [Chl a] m-3，主要由北部浮游春季硅藻物种 Thalassiosira nordenskioeldii、T. antarctica var. 北欧、Chaetoceros socialisspecies complex 和 Fragilariopsis Oceanica。这些物种也在边缘冰区 (MIZ) 以南发现。海冰下水柱中的细胞通常是高光驯化的，平均光饱和指数 (Ek) 为 138 μmol 光子 m−2 s−1 以及光保护类胡萝卜素 (PPC) 和 Chla (w: w) 0.2。[Chl a] 的遥感数据显示，在 MIZ 以南发生了 32,000 平方公里的水华。实际上，我们的数据表明，观察到的冰下水华实际上是在冰缘以南的开阔水域中形成的水​​华，向北流动的水团和向南漂流的海冰的结合有效地将水华定位在海下冰。这对我们对冰下水华的一般理解有影响，表明它们的起源和与开放水域的联系在北极的不同地区可能有所不同。平均光饱和指数 (Ek) 为 138 μmol 光子 m−2 s−1，光保护类胡萝卜素 (PPC) 和 Chla (w:w) 之间的比率为 0.2。[Chl a] 的遥感数据显示，在 MIZ 以南发生了 32,000 平方公里的水华。实际上，我们的数据表明，观察到的冰下水华实际上是在冰缘以南的开阔水域中形成的水​​华，向北流动的水团和向南漂流的海冰的结合有效地将水华定位在海下冰。这对我们对冰下水华的一般理解有影响，表明它们的起源和与开放水域的联系在北极的不同地区可能有所不同。平均光饱和指数 (Ek) 为 138 μmol 光子 m−2 s−1，光保护类胡萝卜素 (PPC) 和 Chla (w:w) 之间的比率为 0.2。[Chl a] 的遥感数据显示，在 MIZ 以南发生了 32,000 平方公里的水华。实际上，我们的数据表明，观察到的冰下水华实际上是在冰缘以南的开阔水域中形成的水​​华，向北流动的水团和向南漂流的海冰的结合有效地将水华定位在海下冰。这对我们对冰下水华的一般理解有影响，表明它们的起源和与开放水域的联系在北极的不同地区可能有所不同。000 平方公里的水华在 MIZ 以南发展。实际上，我们的数据表明，观察到的冰下水华实际上是在冰缘以南的开阔水域中形成的水​​华，向北流动的水团和向南漂流的海冰的结合有效地将水华定位在海下冰。这对我们对冰下水华的一般理解有影响，表明它们的起源和与开放水域的联系在北极的不同地区可能有所不同。000 平方公里的水华在 MIZ 以南发展。实际上，我们的数据表明，观察到的冰下水华实际上是在冰缘以南的开阔水域中形成的水​​华，向北流动的水团和向南漂流的海冰的结合有效地将水华定位在海下冰。这对我们对冰下水华的一般理解有影响，表明它们的起源和与开放水域的联系在北极的不同地区可能有所不同。