Rossby waves impact on persistent oxic and suboxic 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 that affect the po- sition of the thermocline/nitracline in the Eastern Tropical North Pacific (ETNP). We focused on Long Rossby Waves (LRWs) due to their relevance to the ETNP circulation and their potential role in introducing nutrients into the euphotic zone. We found that the shallower chlorophyll-a maximum in oxygenated waters became more intense when denser waters (containing more nu- trients) moved toward the surface. This suggests that changes in isopycnals and nitracline displacements modify nutrient supply in the euphotic zone, leading to changes in phytoplankton growth. The suboxic and deeper chlorophyll-a maximum showed a strong association with the 26 kg m-3 isopycnal, which was only mechanically displaced, and its chlorophyll-a content did not seem to covary with irradiance or nutrients. The decor- related responses of the chlorophyll-a maxima could be ex- plained if different phytoplankton groups are associated with them. LRWs can affect the position of the thermocline/nitracline and isopycnals in an annual cycle, but it seems to be a “back- ground” 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 thus the input of nutrients into the euphotic zone, leading to sporadic enhance- ments in chlorophyll-a concentration in one maximum.

Resumen. Este estudio tiene como objetivo describir la respuesta de dos máximos persistentes de clorofila-a a procesos físicos que afectan la posición de la termoclina/nitraclina en el Pacífico Norte Tropical Oriental (ETNP). Nos centramos en las ondas largas de Rossby (LRW) debido a su relevancia para la circulación del ETNP y su papel potencial en la introducción de nutrientes en la zona eufótica. Descubrimos que el máximo de clorofila a menos profundo en aguas oxigenadas se volvió más intenso cuando aguas más densas (que contienen más nutrientes) se movieron hacia la superficie. Esto sugiere que los cambios en los desplazamientos de isopicnas y nitraclinas modifican el suministro de nutrientes en la zona eufótica, lo que lleva a cambios en el crecimiento del fitoplancton. El máximo de clorofila a subóxico y más profundo mostró una fuerte asociación con el isopicnal de 26 kg m-3, que solo fue desplazado mecánicamente, y su contenido de clorofila a no pareció covariar con la irradiancia o los nutrientes. Las respuestas relacionadas con la decoración de los máximos de clorofila a podrían explicarse si se asocian diferentes grupos de fitoplancton con ellos. Los LRW pueden afectar la posición de la termoclina/nitraclina y las isopicnas en un ciclo anual, pero parece ser una señal de “fondo” modulada por procesos de mayor frecuencia, como 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 a la zona eufótica, lo que lleva a aumentos esporádicos en la concentración de clorofila-a en un máximo.