Der Einfluss von Seamounts auf die klein- und mesoskalige Verteilung des Phytoplanktons im zentralen, subtropischen Nordostatlantik

Thema dieser Arbeit war die Beschreibung des Einflusses von Seamounts auf die Verteilung und Zusammensetzung von Phytoplanktonpopulationen. Dazu wurden exemplarisch zwei verschiedene Seamounts während zweier multidisziplinärer Expeditionen im subtropischen Nordostatlantik ausgewählt. Diese waren der Ampere Seamount (35°05’N 012°55‘W) und die Große Meteorbank (30°00’N 028°30‘W). I. Der Ampere Seamount wurde vom 29.04.-09.05.1996 während der Forschungsreise POS 218 mit FS „Poseidon“ besucht. Dort wurde versucht, ausgehend von einer zentralen Position, entlang radialer Schnitte über den Seamount dessen Einfluss auf die Verteilung des Phytoplanktons zu erfassen. Durch direkte Messung bzw. Beprobung der Wassersäule war eine Charakterisierung der abiotischen Umweltparameter Temperatur, Salzgehalt, potentielle Dichte, gelöster Sauerstoff, Nährsalze und Lichttiefe möglich. Weiterhin wurden der Phytoplanktonbestand und die Zusammensetzung der Phytoplanktonpopulation anhand mehrerer Untersuchungsmethoden beschrieben. Diese waren Bestimmungen von partikulärem organischem Kohlenstoff und Stickstoff, Chlorophyll a-Messungen, HPLC-Pigmentanalysen, mikroskopische Zählungen sowie die Bestimmung von gesamter und größenfraktionierter Primärproduktion. Zwei exemplarische Schnitte in Nord-Süd- bzw. West-Ost-Ausrichtung wurden ausgewählt. Die Ergebnisse zeigten deutlich einen Einfluss des Seamounts auf die abiotischen Umweltparameter. So ließ sich ein Anstieg der Isopyknen um etwa 20-30 m über dem Gipfelbereich feststellen im Vergleich zu Stationen, welche weiter entfernt vom Gipfel waren. Nährsalze waren im Allgemeinen an der Oberfläche nur in sehr geringen Konzentrationen nachzuweisen. Ein deutlicher Konzentrationsanstieg erfolgte ab einer Tiefe von etwa 75 m. Eine Ausnahme stellte die Südflanke des Seamounts dar, wo etwas höhere Nährsalzkonzentrationen schon ab Wassertiefen von etwa 30 m festgestellt wurden. Dies kann vermutlich auf die hydrografischen Bedingungen an dieser Stelle zurückgeführt werden. Erste, vorläufige Modellberechnungen lassen auf einen Einfluss eines starken Einschnitts an der sehr steilen Südflanke des Seamounts auf eine Strömung schließen, welche kälteres, nährsalzreicheres Tiefenwasser nach oben bringt. Auch bei der Verteilung der biotischen Variablen machte sich der Einfluss dieser Strömung bemerkbar. Die POC-Konzentrationen lagen im Mittel bei etwa 75.5 μg/l mit einem Tiefenmaximum bei ca. 80 m. An der Südflanke wiederum zeigte sich eine heterogene Verteilung der POC-Konzentration ohne deutlich ausgebildetes Maximum. Ein deutlich ausgebildetes Tiefenchlorophyllmaximum (TCM) wurde unterhalb der Dichtesprungschicht in Wassertiefen zwischen 50 und 100 m beobachtet, wie es allgemein für subtropische Meeresgebiete typisch ist. Auch das TCM zeichnete sich durch einen Anstieg um ca. 25 m im Gipfelbereich aus. Weiterhin war auffällig, dass das Chl a- und das Nitritmaximum in der gleichen Tiefe lagen. Dies könnte evtl. durch erhöhte Fraßaktivitäten und nachfolgende Anhäufung von Exkretionsprodukten des Zooplanktons erklärt werden, wie schon bei anderen Seamounts nachgewiesen wurde. Die Primärproduktion erreichte Werte, wie sie für diese Meeresregion schon früher bestimmt wurden. Auffällig war bei der fraktionierten Produktionsmessung die Dominanz von Pico- und Nanoplankton. Ein etwas höherer Anteil von Mikrophytoplankton an einigen Stationen könnte mit dem Auftrieb von etwas nährsalzreicherem Wasser an der Südseite des Ampere Seamounts zusammenhängen. Die Pigmentanalysen zeigten, dass die Phytoplanktonpopulation von Picoplanktongruppen bestimmt war. Diese waren in erster Linie Cyanophyceen und Prochlorophyceen, welche bis zur Tiefe des TCM vorherrschten. Unterhalb des TCM nahm der Anteil dieser beiden Gruppen ab, während Chrysophyceen, Chlorophyceen und Prymnesiophyceen zunahmen. Die Gruppen des Mikroplanktons, Dinophyceen und Bacillariophyceen, spielten nur eine untergeordnete Rolle. II. Die Große Meteorbank wurde vom 25.08.-23.09.1998 während der Forschungsreise M 42/3 mit FS „Meteor“ besucht. Auch dort wurde versucht, entlang verschiedener Schnitte über den Seamount dessen Einfluss auf die Verteilung des Phytoplanktons zu erfassen. Ausser den schon beim Ampere Seamount beschriebenen Messungen und Beprobungen zur Erfassung der abiotischen Umweltparameter und biotischen Variablen bzw. des Phytoplanktonbestands und der Zusammensetzung der Phytoplanktonpopulation wurden noch Zählungen des Picoplanktons anhand der Durchflusszytometrie sowie rasterelektronenmikroskopische Beobachtung und Auszählung der Coccolithophoridenflora (Prymnesiophyceae) durchgeführt. An der Großen Meteorbank wurden keine Bestimmungen der Primärproduktion gemacht. Zwei exemplarische Schnitte in Nord-Süd- bzw. West-Ost-Ausrichtung wurden ausgewählt. Die Ergebnisse zeigten auch bei diesem Seamount einen deutlichen Einfluss auf die abiotischen Umweltparameter. Ein Anstieg der Isopyknen um 30 m konnte über dem Bankplateau nachgewiesen werden. Als herausragendes Merkmal war hier eine ringförmige Vertiefung der durchmischten Schicht über den Flanken zu verzeichnen, was zu einer Isolierung der Wassermassen innerhalb dieser Ringstruktur führte. Dies spiegelte sich in der Verteilung der meisten untersuchten Parameter wider. So folgten ein Großteil der biogeochemischen Variablen wie die Nährsalze und der Chlorophyll a-Gehalt dem Aufwölben der Isopyknen. Die Nährsalze waren, wie schon beim Ampere Seamount, in den Oberflächenschichten fast vollständig erschöpft. Ein deutlicher Konzentrationsanstieg war erst ab Tiefen zwischen 100 und 125 m zu verzeichnen. Dies könnte zum einen durch eine stabilere Schichtung der Wassersäule und zum anderen durch die ausgeprägte Isolierung der Wassermassen über dem Plateau erklärt werden. Die mittleren Konzentrationen von partikulärem organischem Kohlenstoff (50.7 μg/l), Stickstoff (9.8 μg/l), des Phytoplanktonkohlenstoffs (0.6 μg/l) und des Chlorophyll a (0.06 μg/l) lagen an der Großen Meteorbank unterhalb der am Ampere Seamount festgestellten Werte. Dies könnte ebenfalls auf die zuvor erwähnte Schichtung und Isolierung zurückgeführt werden. Das Tiefenchlorophyllmaximum war zwischen 75 und 125 m gemessen worden. Deutlich war hier der Einfluss der hydrografischen Bedingungen über dem Bankplateau auf das Verteilungsmuster des Chlorophyll a-Gehaltes zu sehen, insbesondere die geringen Chlorophyll a-Gehalte über den Flanken. Dies kann auf die Isolierung der Wassermasse über dem Plateau zurückgeführt werden. Noch klarer als am Ampere Seamount war an der Großen Meteorbank die Dominanz von Pico- und Nanoplankton anhand der Pigmentanalysen zu erkennen. So erreichte der mittlere Anteil der Prochlorophyceen bis zu 75 % der Phytoplanktonpopulation. Diese Ergebnisse wurden durch die Untersuchungen mit Hilfe der Durchflusszytometrie bestätigt. So überwogen in den Oberflächenschichten zunächst Zellen der Gattung Synechococcus. Diese wurden mit zunehmender Tiefe durch Prochlorococcus ersetzt. Einen zahlenmäßig geringeren Anteil erreichten eukaryotische Picoplanktonzellen. In Biomasse umgerechnet überwog diese letzte Gruppe die beiden vorherigen allerdings. Dies ist auf die größeren Zellen der Picoeukaryoten zurückzuführen und konnte auch durch die höheren Zahlen der kleineren Zellen nicht kompensiert werden. An der Großen Meteorbank wurde eine erwartungsgemäß hohe Diversität von Coccolithophoriden gefunden. In den beiden untersuchten Tiefenhorizonten (100 und 200 m) zeigte sich bei 100 m die höhere Artenvielfalt und Abundanz, während bei 200 m nur noch wenige unversehrte Zellen gefunden wurden. Dies könnte mit Wegfraß durch Zooplanktonorganismen erklärt werden. Weiterhin reichte die mittlere euphotische Zone (0.1 % Lichttiefe) nur bis etwa 130 m, sodass nicht mehr genügend Licht für die Photosynthese zur Verfügung stand. Die Dominanz von Pico- und Nanoplankton ist allgemein aus oligotrophen Meeresgebieten, um welche es sich auch bei dieser Untersuchung handelte, bekannt und wird mit Anpassungen an die etwas höheren Nährsalzkonzentrationen in größeren Tiefen und die gleichzeitig verringerten Lichtintensitäten erklärt. Im Gegensatz zu einigen anderen Untersuchungen konnte an beiden Seamounts keine Erhöhung der Biomasse festgestellt werden. Auch die Primärproduktion, die nur am Ampere Seamount gemessen wurde, war nicht erhöht. Die dargestellten Ergebnisse lassen dennoch für beide untersuchten Seamounts auf ein getrenntes Ökosystem schließen. An der Großen Meteorbank wird dies insbesondere durch die Isolierung von Wassermassen und den darin enthaltenen Planktonorganismen über dem Bankplateau deutlich.

Orbit determination using GPS including perturbations due to geopotential coefficients of high degree and order and solar radiation pressure

The main target here is to determine the orbit of an artificial satellite, using signals of the GPS constellation and least squares algorithms implemented through sequential Givens rotations as a method of estimation, with the aim of improving the performance of the orbit estimation process and, at the same time, minimizing the computational procedure cost. Geopotential perturbations up to high order and direct solar radiation pressure were taken into account. It was also considered the position of the GPS antenna on the satellite body that, lately, consists of the influence of the satellite attitude motion in the orbit determination process. An application has been done, using real data from the Topex/Poseidon satellite, whose ephemeris is available at Internet. The best accuracy obtained in position was smaller than 5 meters for short period (2 hours) and smaller than 28 meters for long period (24 hours) orbit determination. In both cases, the perturbations mentioned before were taken into consideration and the analysis occurred without selective availability on the signals measurements.

Simple orbit determination using GPS based on a least-squares algorithm employing sequential givens rotations

A low-cost computer procedure to determine the orbit of an artificial satellite by using short arc data from an onboard GPS receiver is proposed. Pseudoranges are used as measurements to estimate the orbit via recursive least squares method. The algorithm applies orthogonal Givens rotations for solving recursive and sequential orbit determination problems. To assess the procedure, it was applied to the TOPEX/POSEIDON satellite for data batches of one orbital period (approximately two hours), and force modelling, due to the full JGM-2 gravity field model, was considered. When compared with the reference Precision Orbit Ephemeris (POE) of JPL/NASA, the results have indicated that precision better than 9 m is easily obtained, even when short batches of data are used. Copyright (c) 2007.

Real time orbit determination using GPS navigation solution

This work analyses a real time orbit estimator using the raw navigation solution provided by GPS receivers. The estimation algorithm considers a Kalman filter with a rather simple orbit dynamic model and random walk modeling of the receiver clock bias and drift. Using the Topex/Poseidon satellite as test bed, characteristics of model truncation, sampling rates and degradation of the GPS receiver (Selective Availability) were analysed. Copyright © 2007 by ABCM.

A caixa de Pandora: as deusas e o feminino no cinema

Pós-graduação em Artes - IA

Deusa das noites: personagens (des)veladas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Impact of biannual rossby waves on the Indian Ocean Dipole

Topex/Poseidon sea surface height anomalies during 1993-2002 are decomposed using 2-D finite impulse response filters which showed biannual Rossby waves (BRWs) in the equatorial Indian Ocean (peak at 1.5 degrees S) and in the southern tropical Indian Ocean (peak at 10.5 degrees S) during Indian Ocean Dipole (IOD) years. Anomalous downwelling BRWs in the equatorial Indian Ocean triggered by the wind stress curl-induced Ekman pumping near the eastern boundary started propagating westward from the eastern boundary in July/August 1993 and 1996, i.e., more than one year prior to the formation of the IOD events of 1994 and 1997 respectively. These strong downwelling signals reach the western equatorial Indian Ocean during the peak dipole time.

Global interannual trends and amplitude modulations of the sea surface height anomaly from the TOPEX/Jason-1 altimeters

This study uses the global Ocean Topography Experiment (TOPEX)/Jason-1 altimeters` time series to estimate the 13-yr trend in sea surface height anomaly. These trends are estimated at each grid point by two methods: one fits a straight line to the time series and the other is based on the difference between the average height between the two halves of the time series. In both cases the trend shows large regional variability, mostly where the intense western boundary currents turn. The authors hypothesize that the regional variability of the sea surface height trends leads to changes in the local geostrophic transport. This in turn affects the instability-related processes that generate mesoscale eddies and enhances the Rossby wave signals. This hypothesis is verified by estimates of the trend of the amplitude of the filtered sea surface height anomaly that contains the spectral bands associated with Rossby waves and mesoscale eddies. The authors found predominantly positive tendency in the amplitude of Rossby waves and eddies, which suggests that, on average, these events are becoming more energetic. In some regions, the variation in amplitude over 13 yr is comparable to the standard deviation of the data and is statistically significant according to both methods employed in this study. It is plausible that in this case, the energy is transferred from the mean currents to the waves and eddies through barotropic and baroclinic instability processes that are more pronounced in the western boundary current extension regions. If these heat storage patterns and trends are confirmed on longer time series, then it will be justified to argue that the warming trend of the last century provides the energy that amplifies both Rossby waves and mesoscale eddies.

Influence of salinity on the interannual heat storage trends in the Atlantic estimated from altimeters and Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic data

Changes in the oceanic heat storage (HS) can reveal important evidences of climate variability related to ocean heat fluxes. Specifically, long-term variations in HS are a powerful indicator of climate change as HS represents the balance between the net surface energy flux and the poleward heat transported by the ocean currents. HS is estimated from sea surface height anomaly measured from the altimeters TOPEX/Poseidon and Jason 1 from 1993 to 2006. To characterize and validate the altimeter-based HS in the Atlantic, we used the data from the Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic (PIRATA) array. Correlations and rms differences are used as statistical figures of merit to compare the HS estimates. The correlations range from 0.50 to 0.87 in the buoys located at the equator and at the southern part of the array. In that region the rms differences range between 0.40 and 0.51 x 10(9) Jm(-2). These results are encouraging and indicate that the altimeter has the precision necessary to capture the interannual trends in HS in the Atlantic. Albeit relatively small, salinity changes can also have an effect on the sea surface height anomaly. To account for this effect, NCEP/GODAS reanalysis data are used to estimate the haline contraction. To understand which dynamical processes are involved in the HS variability, the total signal is decomposed into nonpropagating basin-scale and seasonal (HS(l)) planetary waves, mesoscale eddies, and small-scale residual components. In general, HS(l) is the dominant signal in the tropical region. Results show a warming trend of HS(l) in the past 13 years almost all over the Atlantic basin with the most prominent slopes found at high latitudes. Positive interannual trends are found in the halosteric component at high latitudes of the South Atlantic and near the Labrador Sea. This could be an indication that the salinity anomaly increased in the upper layers during this period. The dynamics of the South Atlantic subtropical gyre could also be subject to low-frequency changes caused by a trend in the halosteric component on each side of the South Atlantic Current.

Angel Shark Project

[ES]Angel Shark Project es un subproyecto que forma parte del Programa POSEIDON, es el primer estudio dedicado a hacer una evaluación completa de esta especie aprovechando los avistamientos aportados por la participación de buzos, centros de buceo y otros observadores de vida marina. Entre sus objetivos de investigación se cuentan identificar la abundancia de la población, las áreas de distribución, de reproducción y de mayor densidad de individuos. El Tiburón Ángel o angelote (Squatina squatina) es una especie bentónica que pertenece a la familia Squatinidae. Históricamente el área de distribución natural de esta especie esta reportada en el Atlántico desde Escandinavia hasta Mauritania, con poblaciones importantes en aguas del Mediterráneo y del Mar Negro. Sin embargo, en las últimas décadas sus poblaciones se han ido reduciendo drásticamente en todas las zonas costeras mencionadas. Actualmente, las islas Canarias son la única zona geográfica en la que los angelotes son avistados con frecuencia. Aún así, es posible que también esta población local esté en peligro de desaparecer. La pesca intensiva y la pérdida de hábitat han sido las principales amenazas para esta especie. La carencia de datos no permite aun estimar el tamaño de la población, la distribución espacial o la biología de esta especie. Al igual que muchas otras especies de tiburones, los angelotes tienen una tasa de reproducción muy lenta, lo cual impide que las poblaciones puedan mantenerse sostenibles. Todo ello ha llevado a la prohibición de su pesca en la Unión Europea desde 2010 y en la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN Red List) la clasificar esta especie en peligro crítico de extinción en el 2011. Actualmente, la familia Squatinidae ha sido catalogada como la segunda familia de elasmobranquios mas amenazada mundialmente.

Distribution and Efficiency of Bacteriolysis in the Gut of Arenicola Marina and Three Additional Deposit Feeders

A simple technique was developed to measure the bacteriolytic activities of the digestive fluids of the deposit-feeding polychaete Arenicola marina. Lysis of a cultured environmental isolate, incubated with extracts of gut luminal contents, was monitored spectrophotometrically. Concurrent direct counts were used to verify cell lysis. The ability of extracts from 8 longitudinal sections of the gut to lyse the bacterium was monitored. The digestive ceca, anterior stomach, and posterior stomach regions exhibited high lytic activities, whereas bacteriolytic activities in all other regions of the gut were negligible. Similarly, extracts of surface sediments and fecal castings showed negligible lytic capabilities. The sharply limited distribution of lytic activity implicates the ceca as the source of bacteriolytic agent and suggests a true plug-flow system, with little axial mixing. Questions regarding the fate of lytic agents, which disappear abruptly posterior to the stomach, remain unanswered. Localization of lysis in the gut coupled with estimates of gut residence time permit the calculation that ingested bacteria are exposed to strong lytic activity for approximately 20 min. Incubation of in situ sediment samples with gut fluids corroborates the distributional findings of the in vitro work although the efficiency of lysis is much reduced, possibly due to exopolymer capsules and slimes of natural sedimentary bacteria. Cross-phyletic comparisons of bacteriolytic activities reveal both qualitative and quantitative differences. Much less demarcation of lytic activity is observed in the guts of a holothuroid (Caudina arenata) and a hemichordate (Stereobalanus canadensis), with a pattern more similar to that of A. marina observed in another polychaete, Amphitrite johnstoni. Quantitatively, the polychaetes showed higher levels of activity with rates in A. marina exceeding those of the hemichordate and holothuroid by more than 10-fold.

The Swiss National Registry for Primary Immunodeficiencies: report on the first 6 years' activity from 2008 to 2014

The Swiss National Registry for Primary Immunodeficiency Disorders (PID) was established in 2008, constituting a nationwide network of paediatric and adult departments involved in the care of patients with PID at university medical centres, affiliated teaching hospitals and medical institutions. The registry collects anonymized clinical and genetic information on PID patients and is set up within the framework of the European database for PID, run by the European Society of Immunodeficiency Diseases. To date, a total of 348 patients are registered in Switzerland, indicating an estimated minimal prevalence of 4·2 patients per 100 000 inhabitants. Distribution of different PID categories, age and gender are similar to the European cohort of currently 19 091 registered patients: 'predominantly antibody disorders' are the most common diseases observed (n = 217/348, 62%), followed by 'phagocytic disorders' (n = 31/348, 9%). As expected, 'predominantly antibody disorders' are more prevalent in adults than in children (78 versus 31%). Within this category, 'common variable immunodeficiency disorder' (CVID) is the most prevalent PID (n = 98/217, 45%), followed by 'other hypogammaglobulinaemias' (i.e. a group of non-classified hypogammaglobulinaemias) (n = 54/217, 25%). Among 'phagocytic disorders', 'chronic granulomatous disease' is the most prevalent PID (n = 27/31, 87%). The diagnostic delay between onset of symptoms and diagnosis is high, with a median of 6 years for CVID and more than 3 years for 'other hypogammaglobulinaemias'.