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Behaviour of the ocean DMS(P) pools in the Sargasso Sea viewed in a coupled physical-biogeochemical ocean model

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The dimethylsulfide (DMS) production model NODEM (Northern Oceans DMS Emission Model) was coupled with the water column ocean model GOTM (General Ocean Turbulence Model) that includes a two-equation k&150;ε turbulence scheme. This coupled physical-biogeochemical ocean model represents a significant improvement over the previous uncoupled version of NODEM that was driven by a diagnostic vertical mixing scheme. Using the same set of biogeochemical parameters, the coupled model is used to simulate the annual cycles of 1992 and 1993 at Hydrostation S in the Sargasso Sea. The better reproduction of the turbulent mixing environment corrects some deficiencies in nitrogen cycling, especially in the seasonal evolution of the nutrient concentrations. Hence, the coupled model captures the late-winter chlorophyll- and DMS(P)-rich blooms. It is also more adept at reproducing the vertical distribution of chlorophyll and DMS(P) in summer. Moreover, the DMS pool becomes less dependent on parameters controlling the nitrogen cycle and relatively more sensitive to parameters related to the sulfur cycle. Finally, the coupled model reproduces some of the observed differences in DMS(P) pools between 1992 and 1993, the latter being an independent data set not used in calibrating the initial version of NODEM.

Le modèle NODEM (« Northern Oceans DMS Emission Model ») de production de dimethylsulfide (DMS) a été couplé avec le modèle 1-D d'océan GOTM (« General Ocean Turbulence Model »), qui inclue un schéma de la turbulence océanique du second ordre de type k–ε. Ce modèle couplé physique et biogéochimique constitue une amélioration significative de la précédente version non couplée de NODEM, qui s'appuyait sur un schéma diagnostique pour le mélange vertical. Reprenant les mêmes paramètres biogéochimiques, le modèle couplé a été utilizé pour simuler le cycle saisonnier des années 1992 et 1993 à la station S en mer des Sargasses. La meilleure prise en compte de l'aspect turbulent du mélange océanique corrige certains défauts dans la représentation du cycle de l'azote, en particulier l'évolution saisonnière des concentrations en nutriments. Le modèle couplé capture maintenant les floraisons phytoplanctoniques de fin d'hiver et les pics en chlorophylle et en DMS(P) qui les caractérisent. Il améliore également la représentation des distributions verticales de chlorophylle et de DMS(P) en été. De plus, le réservoir de DMS est moins dépendant des paramètres contrôlant le cycle de l'azote, et relativement plus sensible aux paramètres reliés au cycle du souffre. Finalement, le modèle couplé reproduit certaines des différences observées entre 1992 et 1993 dans les réservoirs de DMS(P), la dernière année constituant un jeu de données indépendant qui n'a pas été utilizé pour la calibration de la version initiale de NODEM.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2004

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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