Mesoscale eddies may enhance nutrient injection into the photic zone and ultimately the magnitude and composition of particle export to depth. Using satellite altimetry, we identified 38 cyclonic eddies that passed in close proximity to the Hawaii Ocean Time-series (HOT) Station ALOHA, located in the North Pacific Subtropical Gyre, from 1993 to 2018. Particulate carbon (C), nitrogen (N), and biogenic silica (Si) export rates, measured using free floating sediment traps deployed at 150 m as part of HOT, were then associated with either the eddy core or edge based on distance to the eddy center and time of eddy evolution. Elemental fluxes varied significantly within and among individual eddies depending on season and eddy age. Spatially, biogenic Si fluxes were enhanced relative to particulate C and N fluxes at both the cores and edges, with temporally highest particulate C, N and biogenic Si fluxes occurring during the mature stage (3–8 weeks). On average, biogenic Si fluxes were 200 ± 80% (30–270% increase) higher relative to non-eddy and during non-bloom periods, with modest enhanced particulate C (10–30% increase) and N (10–20% increase) fluxes. In contrast, during the bloom season (July and August), elemental fluxes were all reduced by 20% relative to non-eddy references, suggesting that cyclonic eddies depress export during the bloom period. Our results indicate that cyclonic eddies not only increase, but differentially impact the sinking export of critical biological elements, thereby contributing to long term ecological changes in foodwebs that rely on silica as well as carbon for growth.

中文翻译：

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气旋涡旋调节北太平洋亚热带环流中颗粒碳、氮和生物硅​​出口的时间和空间解耦

中尺度涡流可能会增强营养物质注入光区，并最终增强粒子输出到深处的大小和组成。使用卫星测高仪，我们确定了 1993 年至 2018 年间经过位于北太平洋亚热带环流的夏威夷海洋时间序列 (HOT) 站 ALOHA 附近的 38 个气旋涡流。 颗粒碳 (C)、氮 (N)和生物硅 (Si) 出口率，使用部署在 150 m 作为 HOT 的一部分的自由漂浮沉积物陷阱测量，然后根据到涡流中心的距离和涡流演化时间与涡核或边缘相关联。根据季节和涡流年龄的不同，各个涡流内部和之间的元素通量变化很大。在空间上，相对于核心和边缘的颗粒 C 和 N 通量，生物 Si 通量增强，在成熟阶段（3-8 周）出现时间上最高的颗粒 C、N 和生物硅通量。平均而言，相对于非涡流和非开花期，生物硅通量高 200 ± 80%（增加 30-270%），颗粒 C（增加 10-30%）和 N（增加 10-20%）适度增加增加）通量。相比之下，在盛开季节（7 月和 8 月），相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在盛开期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。N 和生物硅通量发生在成熟阶段（3-8 周）。平均而言，相对于非涡流和非开花期，生物硅通量高 200 ± 80%（增加 30-270%），颗粒 C（增加 10-30%）和 N（增加 10-20%）适度增加增加）通量。相比之下，在盛开季节（7 月和 8 月），相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在盛开期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。N 和生物硅通量发生在成熟阶段（3-8 周）。平均而言，相对于非涡流和非开花期，生物硅通量高 200 ± 80%（增加 30-270%），颗粒 C（增加 10-30%）和 N（增加 10-20%）适度增加增加）通量。相比之下，在盛开季节（7 月和 8 月），相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在盛开期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。相对于非涡流和非开花期，生物 Si 通量高 200 ± 80%（增加 30-270%），颗粒 C（增加 10-30%）和 N（增加 10-20%）通量适度增强. 相比之下，在盛开季节（7 月和 8 月），相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在盛开期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。相对于非涡流和非开花期，生物 Si 通量高 200 ± 80%（增加 30-270%），颗粒 C（增加 10-30%）和 N（增加 10-20%）通量适度增强. 相比之下，在盛开季节（7 月和 8 月），相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在盛开期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在绽放期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。相对于非涡流参考，元素通量都减少了 20%，这表明气旋涡流在绽放期间抑制了出口。我们的结果表明，气旋涡流不仅增加，而且对关键生物元素的下沉输出产生不同的影响，从而导致依赖二氧化硅和碳生长的食物网的长期生态变化。