Nonmonotonic Response of Primary Production and Export to Changes in Mixed‐Layer Depth in the Southern Ocean

• Published in: Geophysical Research Letters
• Main Authors: Llort, Joan, Lévy, Marina, Sallée, Jean-Baptiste, Tagliabue, Alessandro
• Other Authors: Institute for Marine and Antarctic Studies Horbat (IMAS), University of Tasmania Hobart, Australia (UTAS), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), School of Environmental Sciences Liverpool, University of Liverpool, ANR-16-CE01-0014,SOBUMS,Comprendre la réponse du cycle du carbone dans l'océan austral au stress climatique(2016), European Project: 317699,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2012-IRSES,SOCCLI(2012)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; Southern Ocean
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02117445; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02117445/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02117445/file/845568_2_merged_1552348539_small.pdf; https://doi.org/10.1029/2018GL081788

International audience Ongoing and future changes in wind and temperature are predicted to alter upper ocean vertical mixing across the Southern Ocean. How these changes will affect primary production (PP) remains unclear as mixing influences the two controlling factors: light and iron. We used a large ensemble of 1‐D‐biogeochemical model simulations to explore the impacts of changes in mixed‐layer depths on PP in the Southern Ocean. In summer, shoaling mixed‐layer depth always reduced depth‐integrated PP, despite increasing production rates. In winter, shoaling mixed layers had a two‐staged impact: for moderate shoaling PP increased as light conditions improved, but more pronounced shoaling decreased iron supply, which reduced PP. The fraction of PP exported below 100 m also presented a nonmonotonic behavior. This suggests a potential future shift from a situation where reduced winter mixing increases PP and export, to a situation where PP and export may collapse if the ML shoals above a threshold depth.