Abstract This work explores the effect of a cyclonic mesoscale feature of the Brazil Current (BC) moving northward off SE Brazil (20° S–23° S) in the Nutrients-Phytoplankton-Zooplankton (NPZ) dynamics. We employ the contour dynamics technique in a quasi-geostrophic, inviscid, 1½-layer model set as a meridional jet flowing southward along a rigid western boundary. This hydrodynamical model is coupled to a conventional NPZ model. We evaluate two distinct scenarios: (1) Plankton in a mixed layer (ML) with time-variable depth and no entrainment and; (2) Plankton in an ML held at a fixed depth, which allows entrainment. We perform simulations with different ML depths representing summer (42 m) and winter (86 m) for the region of interest. The presence of the western boundary allows the cyclonic ring to propagate northward due to image effect. The eddy motion produces upwelling (downwelling) in the leading (trailing) edge resulting in different responses in the two scenarios examined. In the variable ML depth simulations, Z is favored relative to P because there is no injection of N. On the other hand, in the fixed ML depth simulations, P is favored relative to Z due to dilution. All simulations show P enrichment within the eddy, but winter simulations show a greater response to the physical forcing. We conclude that the cyclonic eddy shed from BC provides favorable conditions for planktonic growth. Winter-like conditions seem to be more favorable than summer-like ones and, therefore, present more intense blooms associated with the ring.

中文翻译：

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巴西电流环中涡激上升流的 NPZ 响应：一种理论方法

摘要 这项工作探讨了巴西海流 (BC) 的气旋中尺度特征在营养 - 浮游植物 - 浮游动物 (NPZ) 动力学中从巴西东南部 (20° S–23° S) 向北移动的影响。我们在准地转、无粘性、1½ 层模型中采用等高线动力学技术，该模型设置为沿刚性西部边界向南流动的经向急流。该流体动力学模型与传统的 NPZ 模型相结合。我们评估了两种不同的情况：（1）混合层（ML）中的浮游生物，具有时变深度且无夹带；(2) ML 中的浮游生物保持在固定深度，允许夹带。我们使用不同的 ML 深度进行模拟，代表感兴趣区域的夏季 (42 m) 和冬季 (86 m)。西部边界的存在允许气旋环由于图像效应而向北传播。涡流运动在前缘（后缘）产生上升流（下降流），从而在所检查的两种情况下产生不同的响应。在可变 ML 深度模拟中，Z 相对于 P 有利，因为没有注入 N。另一方面，在固定 ML 深度模拟中，由于稀释，P 相对于 Z 有利。所有模拟都显示涡流内 P 富集，但冬季模拟显示对物理强迫的响应更大。我们得出结论，BC 的气旋涡流为浮游生长提供了有利条件。类似冬天的条件似乎比类似夏天的条件更有利，因此，呈现出与环相关的更强烈的花朵。在可变 ML 深度模拟中，Z 相对于 P 有利，因为没有注入 N。另一方面，在固定 ML 深度模拟中，由于稀释，P 相对于 Z 有利。所有模拟都显示涡流内 P 富集，但冬季模拟显示对物理强迫的响应更大。我们得出结论，BC 的气旋涡流为浮游生长提供了有利条件。类似冬天的条件似乎比类似夏天的条件更有利，因此，呈现出与环相关的更强烈的花朵。在可变 ML 深度模拟中，Z 相对于 P 有利，因为没有注入 N。另一方面，在固定 ML 深度模拟中，由于稀释，P 相对于 Z 有利。所有模拟都显示涡流内 P 富集，但冬季模拟显示对物理强迫的响应更大。我们得出结论，BC 的气旋涡流为浮游生长提供了有利条件。类似冬天的条件似乎比类似夏天的条件更有利，因此，呈现出与环相关的更强烈的花朵。但冬季模拟显示对物理强迫的反应更大。我们得出结论，BC 的气旋涡流为浮游生长提供了有利条件。类似冬天的条件似乎比类似夏天的条件更有利，因此，呈现出与环相关的更强烈的花朵。但冬季模拟显示对物理强迫的反应更大。我们得出结论，BC 的气旋涡流为浮游生长提供了有利条件。类似冬天的条件似乎比类似夏天的条件更有利，因此，呈现出与环相关的更强烈的花朵。