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Spatiotemporal Development and Dissipation of Hypoxia Induced by Variable Wind‐Driven Shelf Circulation off the Pearl River Estuary: Observational and Modeling Studies
Journal of Geophysical Research: Oceans ( IF 3.3 ) Pub Date : 2021-01-10 , DOI: 10.1029/2020jc016700
Dou LI 1 , Jianping GAN 1 , Chiwing HUI 1 , Liuqian YU 1 , Zhiqiang LIU 1, 2 , Zhongming LU 1 , Shuh‐ji KAO 3 , Minhan DAI 3
Affiliation  

Observations reveal the high spatiotemporal variability of the hypoxia in the western and eastern coastal transition zones (WCTZ and ECTZ) off the Pearl River Estuary (PRE). We utilized data from cruise observations, buoy mooring, and a three‐dimensional model based on ROMS to investigate the hypoxia variability response to the typical synoptic variation of the summer monsoon, i.e., from prevailing upwelling‐favorable wind (UFW), the ensuing episodic upwelling relaxation (URW), downwelling (DFW), to downwelling relaxation wind (DRW). During the UFW, we found that the northeastward shelf current converges with nutrient‐rich river plume, forms strong stratification, and provides hubs for depositing detritus for hypoxia to develop in the CTZ. The ensuing URW and DFW forcing alters the transport to advect the plume and detritus westward, weakens vertical mixing, and enhances hypoxia in the WCTZ. Correspondingly, opposite conditions occur in the ECTZ as the plume veers westward during the URW and DFW. Contrarily, the weakening westward transport during the DRW forcing restores the biophysical conditions to their states when there is an UFW event. We found that varying wind‐driven circulation interacts with the plume to jointly regulate the transport of nutrient and detritus, water vertical mixing, and residence time, and, thus, the hypoxia variability in the CTZ. The variability of hypoxia in the CTZ is less controlled by the river discharges once biogeochemical conditions become saturated. Our study illustrates the biophysical control of hypoxia variability that is frequently observed in estuaries and coastal oceans.

中文翻译:

珠江口外风架变化引起的低氧时空发展和耗散:观测与模拟研究

观测表明,珠江口(PRE)附近的西部和东部沿海过渡带(WCTZ和ECTZ)的低氧时空变异性很高。我们利用来自巡航观测,浮标系泊和基于ROMS的三维模型的数据,研究了夏季季风典型天气变化的低氧变化响应,即来自盛行的上升-有利风(UFW)上升流松弛(URW),下降流(DFW)到下降流松弛风(DRW)。在超滤过程中,我们发现东北陆架流与营养丰富的河羽汇合,形成强烈的分层,并为CTZ中的缺氧沉积碎屑提供了枢纽。随后的URW和DFW强迫改变了运输方式,向西平移羽流和碎屑,减弱垂直混合,并增强WCTZ中的缺氧。相应地,随着URW和DFW羽流向西移动,ECTZ中出现了相反的情况。相反,在发生UFW事件时,DRW强迫作用下向西输送的减弱使生物物理条件恢复到其状态。我们发现,不同的风循环与羽流相互作用,共同调节养分和碎屑的运输,水的垂直混合以及停留时间,从而调节CTZ中的低氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域的缺氧变化就很少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。在URW和DFW期间,随着羽流向西移动,ECTZ出现了相反的情况。相反,在发生UFW事件时,DRW强迫作用下向西输送的减弱使生物物理条件恢复到其状态。我们发现,不同的风循环与羽流相互作用,共同调节养分和碎屑的运输,水的垂直混合以及停留时间,从而调节CTZ中的低氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域的缺氧变化就很少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。在URW和DFW期间,随着羽流向西移动,ECTZ出现了相反的情况。相反,在发生UFW事件时,DRW强迫作用下向西输送的减弱使生物物理条件恢复到其状态。我们发现,不同的风循环与羽流相互作用,共同调节养分和碎屑的运输,水的垂直混合以及停留时间,从而调节CTZ中的低氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域缺氧的变化就较少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。在发生UFW事件时,DRW强迫过程中向西输送的减弱使生物物理条件恢复到其状态。我们发现,不同的风循环与羽流相互作用,共同调节养分和碎屑的运输,水的垂直混合以及停留时间,从而调节CTZ中的低氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域的缺氧变化就很少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。在发生UFW事件时,DRW强迫过程中向西输送的减弱使生物物理条件恢复到其状态。我们发现,不同的风循环与羽流相互作用,共同调节养分和碎屑的运输,水的垂直混合以及停留时间,从而调节CTZ中的低氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域的缺氧变化就很少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。水垂直混合,停留时间,以及CTZ中的缺氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域缺氧的变化就较少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。水垂直混合,停留时间,以及CTZ中的缺氧变异性。一旦生物地球化学条件达到饱和,长江流域的缺氧变化就很少受到河流流量的控制。我们的研究说明了在河口和沿海海洋中经常观察到的缺氧变异性的生物物理控制。
更新日期:2021-02-07
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