Prediction of the Development of Red Tide by the Spectral Analysis : A New Approach.

渥美湾において珪藻 Eucampia zodiacus のブルームの始まりから終わりにかけて連続した観測を行った。表層から連続的に得られた水温、塩分および蛍光度のデータセットに対してスペクトル解析を行った。それぞれのパラメータのスペクトル密度のピークの不一致から、植物プランクトンのパッチは水塊の分布に対してかなり独立に振舞っていることがわかった。赤潮はしばしば湾全体に広がる。したがって、渥美湾のように小規模な湾においては、植物プランクトンの増殖と渦の物理的消散がバランスする、いわゆる植物プランクトンパッチの「臨界サイズ」の観点からは赤潮の発達過程を議論することは困難である。しかしながら、植物プランクトンパッチサイズの成長と衰退は蛍光度のパワースペクトルの密度のピークのズレで追うことができた。パラメータ間のコヒーレンスは気象の変化とそれに続くブルームの変遷を直接反映していた。スペクトル解析は富栄養化した湾における赤潮の発達を明確に予測するためのルーチン作業として採用できよう。

Sequential observations were carried out in Atsumi Bay during the period from the beginning to the end of a bloom of the diatom Eucampia zodiacus. Spectral analysis was applied to the data sets of temperature, salinity and fluorescence, which were continuously monitored in the surface layer. From the unconcurrence of the peaks in the power spectral density of respective parameters, it appears that the behavior of phytoplankton patches was rather independent of the distribution of water masses. The red tide often extends to the whole area of the bay. Therefore, in a small-scale bay like Atsumi Bay, it would be difficult to discuss the developmental processes of red tide in the viewpoint of the so-called "critical size" at which the reproduction of phytoplankton and the physical dissipation of the eddies balance. However, the growth and deterioration of the phytoplankton patch in size were traced by the shift of density peaks in the power spectrum of fluorescence, The coherences among the parameters directly reflected the change in weather and the subsequent transition of the bloom. Spectral analysis could be employed for routine operation to clearly predict the development of red tides in a eutrophic bay.