Persistent chlorophyll maxima in the Eastern Tropical North Pacific

Abstract

Abstract. This study aims to describe the response of two persistent chlorophyll-a maxima to physical processes affecting the thermocline/nitracline position in the Eastern Tropical North Pacific (ETNP). We focused on Long Rossby Waves given their relevance to the ETNP circulation and its potential as a mechanism introducing nutrients into the euphotic zone. We found the shallower chlorophyll-a maximum in oxygenated waters became more intense when denser waters (more nutrients) moved toward the surface. It suggests that isopycnals and nitracline displacements modify the nutrient supply in the euphotic zone, which produces changes in phytoplankton growth. The suboxic and deeper chlorophyll-a maximum showed a strong association with the 26 kg m-3 isopycnal being only mechanically displaced, and its chlorophyll-a content does not seem to covary with irradiance or nutrients. The different responses of the chlorophyll-a maxima could be explained if different phytoplankton groups are associated with them. Long Rossby Waves can affect the position of the thermocline/nitracline and isopycnals in an annual cycle, but it seems to be a “background” signal modulated by higher frequency processes such as mesoscale eddies and other Rossby waves. The co-occurrence of processes can control the nitracline depth, and hence the input of nutrients into the euphotic zone that can cause sporadic enhancements of the chlorophyll-a concentration of one maximum.

Resumen. El objetivo de este estudio es describir la respuesta de dos máximos persistentes de clorofila a los procesos físicos que afectan a la posición de la termoclina/nitraclina en el Pacífico tropical oriental septentrional (ETNP). Nos centramos en las ondas de Rossby largas, dada su relevancia para la circulación del ETNP y su potencial como mecanismo de introducción de nutrientes en la zona eufótica. Descubrimos que el máximo de clorofila a menos profundo en aguas oxigenadas se intensificaba cuando las aguas más densas (con más nutrientes) se desplazaban hacia la superficie. Esto sugiere que los desplazamientos de las isopicnales y la nitraclina modifican el suministro de nutrientes en la zona eufótica, lo que produce cambios en el crecimiento del fitoplancton. El máximo de clorofila a subóxico y más profundo mostró una fuerte asociación con la isopicnal de 26 kg m-3, que solo se desplaza mecánicamente, y su contenido de clorofila a no parece covariante con la irradiancia o los nutrientes. Las diferentes respuestas de los máximos de clorofila a podrían explicarse si se asociaran con ellos diferentes grupos de fitoplancton. Las ondas de Rossby largas pueden afectar a la posición de la termoclina/nitraclina y las isopicnales en un ciclo anual, pero parece ser una señal de «fondo» modulada por procesos de mayor frecuencia, como los remolinos de mesoescala y otras ondas de Rossby. La coexistencia de procesos puede controlar la profundidad de la nitraclina y, por lo tanto, la entrada de nutrientes en la zona eufótica, lo que puede provocar aumentos esporádicos de la concentración de clorofila a de un máximo.