Intensification and deepening of the Arabian Sea oxygen minimum zone in response to increase in Indian monsoon wind intensity
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The decline in oxygen supply to the ocean associated with global warming is expected to expand oxygen minimum zones (OMZs). This global trend can be attenuated or amplified by regional processes. In the Arabian Sea, the world's thickest OMZ is highly vulnerable to changes in the Indian monsoon wind. Evidence from paleo-records and future climate projections indicates strong variations of the Indian monsoon wind intensity over climatic timescales. Yet, the response of the OMZ to these wind changes remains poorly understood and its amplitude and timescale unexplored. Here, we investigate the impacts of perturbations in Indian monsoon wind intensity (from −50 to +50 %) on the size and intensity of the Arabian Sea OMZ, and examine the biogeochemical and ecological implications of these changes. To this end, we conducted a series of eddy-resolving simulations of the Arabian Sea using the Regional Ocean Modeling System (ROMS) coupled to a nitrogen-based nutrient–phytoplankton–zooplankton–detritus (NPZD) ecosystem model that includes a representation of the O2 cycle. We show that the Arabian Sea productivity increases and its OMZ expands and deepens in response to monsoon wind intensification. These responses are dominated by the perturbation of the summer monsoon wind, whereas the changes in the winter monsoon wind play a secondary role. While the productivity responds quickly and nearly linearly to wind increase (i.e., on a timescale of years), the OMZ response is much slower (i.e., a timescale of decades). Our analysis reveals that the OMZ expansion at depth is driven by increased oxygen biological consumption, whereas its surface weakening is induced by increased ventilation. The enhanced ventilation favors episodic intrusions of oxic waters in the lower epipelagic zone (100–200 m) of the western and central Arabian Sea, leading to intermittent expansions of marine habitats and a more frequent alternation of hypoxic and oxic conditions there. The increased productivity and deepening of the OMZ also lead to a strong intensification of denitrification at depth, resulting in a substantial amplification of fixed nitrogen depletion in the Arabian Sea. We conclude that changes in the Indian monsoon can affect, on longer timescales, the large-scale biogeochemical cycles of nitrogen and carbon, with a positive feedback on climate change in the case of stronger winds. Additional potential changes in large-scale ocean ventilation and stratification may affect the sensitivity of the Arabian Sea OMZ to monsoon intensification.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».