مدل سازی هیپوکسی ساحلی: شبیه سازی های عددی الگوها، کنترل ها و اثرات پویایی های اکسیژن محلول ۲۰۱۷
Modeling Coastal Hypoxia: Numerical Simulations of Patterns, Controls and Effects of Dissolved Oxygen Dynamics 2017

این کتاب تصویری اجمالی از تحلیل های مدل سازی نماینده ای از هیپوکسی ساحلی و اثرات آن ارائه می دهد. هیپوکسی به شرایطی در ستون آب اشاره دارد که در آن اکسیژن محلول به سطوحی پایین تر از آنچه که می تواند از بیشتر حیات دریایی متازوآن (به عنوان مثال، 2 mg O2 l-1) پشتیبانی کند، سقوط می کند. تعداد مناطق هیپوکسی از دهه 1960 با نرخی تصاعدی رو به افزایش بوده است. در حال حاضر بیش از 600 منطقه هیپوکسی مستند شده در آب های خور و ساحلی سراسر جهان وجود دارد. هیپوکسی به عنوان محصولی هم افزا از بسیاری از عوامل فیزیکی و بیولوژیکی ایجاد می شود که بر تعادل اکسیژن محلول در آب دریا تاثیر می گذارند، از جمله دما، تشعشع خورشیدی، باد، تخلیه آب شیرین، تامین مواد مغذی، و تولید و تجزیه مواد آلی. در کنار مطالعات مشاهداتی و تجربی سنتی تر، از تعدادی از رویکردهای مدل سازی به طور فزاینده ای در تحقیقات هیپوکسی استفاده شده است. مدل سازی به دلیل تغییرات سریع در گردش و الگوهای لایه بندی ساحلی که بر هیپوکسی تاثیر می گذارند، گستردگی فضایی زیادی که هیپوکسی در آن ایجاد می شود، و محدودیت های موجود در توانایی های ما برای اندازه گیری مستقیم هیپوکسی در مقیاس های بزرگ مکانی و زمانی، ضروری است. این کتاب شامل 15 فصل است که به طور کلی حول سه موضوع اصلی سازماندهی شده اند: (1) مدل سازی کنترل های فیزیکی بر هیپوکسی، (2) مدل سازی کنترل ها و بازخوردهای بیوژئوشیمیایی، و (3) مدل سازی اثرات اکولوژیکی هیپوکسی. فصل پایانی یک فصل ترکیبی است که از فصل های قبلی تعمیم هایی استخراج می کند، نقاط قوت و ضعف وضعیت فعلی مدل سازی پیشرفته را برجسته می کند، و توصیه هایی در مورد مسیرهای آینده ارائه می دهد.

This book provides a snapshot of representative modeling analyses of coastal hypoxia and its effects. Hypoxia refers to conditions in the water column where dissolved oxygen falls below levels that can support most metazoan marine life (i.e., 2 mg O2 l-1). The number of hypoxic zones has been increasing at an exponential rate since the 1960s; there are currently more than 600 documented hypoxic zones in the estuarine and coastal waters worldwide. Hypoxia develops as a synergistic product of many physical and biological factors that affect the balance of dissolved oxygen in seawater, including temperature, solar radiation, wind, freshwater discharge, nutrient supply, and the production and decay of organic matter. A number of modeling approaches have been increasingly used in hypoxia research, along with the more traditional observational and experimental studies. Modeling is necessary because of rapidly changing coastal circulation and stratification patterns that affect hypoxia, the large spatial extent over which hypoxia develops, and limitations on our capabilities to directly measure hypoxia over large spatial and temporal scales. This book consists of 15 chapters that are broadly organized around three main topics: (1) Modeling of the physical controls on hypoxia, (2) Modeling of biogeochemical controls and feedbacks, and, (3) Modeling of the ecological effects of hypoxia. The final chapter is a synthesis chapter that draws generalities from the earlier chapters, highlights strengths and weaknesses of the current state-of-the-art modeling, and offers recommendations on future directions.