Aplicación de un modelo físico-biológico para las trayectorias de parcelas de agua asociadas a florecimientos algales en la Bahía de Todos Santos | Application of a physical-biological model for water parcels pathways associated with algal blooms in Todos Santos Bay.

En este trabajo se estudia numéricamente la circulación oceánica Lagrangiana y la dinámica biológica en la Bahía de Todos Santos durante la primavera de 2007. Este periodo es particularmente interesante debido a un florecimiento intenso de algas tóxicas que se presentó en abril de 2007 asociado a las surgencias impulsadas por el viento en la región. Se llevaron a cabo simulaciones con un modelo numérico de alta resolución (3 km para el modelo regional y 300 m para el modelo de la Bahía de Todos Santos) para estudiar las características dinámicas a lo largo de la costa del sur de California, la costa del norte de Baja California y en el interior de la Bahía de Todos Santos. Estas simulaciones se usaron en un análisis Lagrangiano tridimensional que proporciona información sobre el origen y la distribución de las aguas presentes en la Bahía durante el florecimiento tóxico. Después de la selección de trayectorias con patrones que siguen una trayectoria común y con una concentración significativa de partículas, se implementó un modelo biológico para estudiar la influencia de las condiciones ambientales presentes durante la advección. Este modelo es una versión del modelo de Nitratos-Fitoplancton-Zooplancton-Detritos. Este modelo se modificó para que el crecimiento del fitoplancton fuera dependiente de la temperatura y además se añadió un fotoperiodo de 12 hrs. Se identificaron dos patrones con una concentración significativa de partículas, el primero de partículas que provienen de regiones al norte de la Bahía de Todos Santos y el segundo de regiones al oeste de la plataforma continental. El modelo biológico acoplado a las partículas del norte se asemeja cualitativamente con las características generales del florecimiento ocurrido en la primavera del 2007 en la Bahía de Todos Santos. El modelo logra capturar la respuesta biológica a las concentraciones de nutrientes, luz y temperatura, y reproduce la variabilidad asociada con las estructuras a escala fina en la que los transportes físicos están estrechamente vinculados a las funciones biológicas.

Lagrangian ocean circulation and biological dynamics were studied numerically in Todos Santos Bay during the spring of 2007. This period is particularly interesting because of an intense toxic algal bloom that occurred in April 2007 in this area, which was associated with the wind-driven upwelling in the region. High resolution (3 km for the regional model and 300 m for the model of Todos Santos Bay), numerical model simulations were carried out to study dynamical features along of the coast of Southern California, the coast of the northern Baja California, and the interior of the Todos Santos Bay. These simulations were used in a three-dimensional Lagrangian analysis which provided information about the origin and distribution of the waters present in the Bay during the occurrence of the toxic bloom. After the selection of trajectories of particles having patterns in which follow a common path and a significant concentration of particles, a biological model was implemented to study the influence of the environmental conditions that occurred during the advection. This model is a version of a Nitrate-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus, lower trophic model. The model was also modified to include phytoplankton growth as a function of the environmental temperature and a 12-hour photo-period. Two patterns with a significant concentration of particles were identified, the first pattern consists of particles coming from regions north of the Todos Santos Bay, and the second pattern consists of particles coming from regions west of the continental shelf. The biological model coupled to the northerly particles is in qualitative agreement with the general characteristics of the bloom that occurred in the spring of 2007 in Todos Santos Bay. The model captures the biological response to nutrient concentrations, light, and temperature, and also it reproduces the variability associated with finer-scale structures in which physical transports are closely linked to biological features.