ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΝΑΝΕΩΣΗΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΑΪΚΟΥ: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ INTERPOL. Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου 2

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΝΑΝΕΩΣΗΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΑΪΚΟΥ: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ INTERPOL. Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου 2"

Παναγιώτης Κολιάτσος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 1 ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΝΑΝΕΩΣΗΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΑΪΚΟΥ: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ INTERPOL Β. Ζερβάκης 1, Ε. Τράγου 1, Α. Καραγεώργης 2, Χ. Κοντογιάννης 2 και Β. Λυκούσης 2 1 Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου 2 Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, Ελ.Κε.Θ.Ε. Τις τελευταίες δεκαετίες, ο Θερμαϊκός κόλπος μελετήθηκε στα πλαίσια αρκετών ευρωπαϊκών και ελληνικών ερευνητικών προγραμμάτων και μελετών. Στα πλαίσια ενός από τα προγράμματα που έληξαν πρόσφατα, του INTERPOL, μελετήθηκε ο ρόλος της ανθρωπογενούς και της φυσικής επαναιώρησης ιζήματος στο θαλάσσιο οικοσύστημα του κόλπου. Οι έρευνες στα πλαίσια του προγράμματος κατέδειξαν διάφορους σχετικούς μηχανισμούς στο Θερμαϊκό, όπως τα εσωτερικά κύματα το καλοκαίρι και η ανεμογενής κυκλοφορία το χειμώνα, η κυματογενής επαναιώρηση στα ρηχά νερά και η μεταφορά από το παράκτιο ρεύμα, και η δημιουργία πυκνών νερών στον όρμο της Θεσσαλονίκης και η ανταλλαγή με το Θερμαϊκό σε περιόδους έντονων ανταλλαγών θερμότητας αέρα-θάλασσας. Η παρούσα εργασία αποτελεί μια αναδρομή στα αποτελέσματα παλαιότερων προγραμμάτων, και παρουσίαση των νέων ευρημάτων του προγράμματος INTERPOL. CIRCULATION AND MECHANISMS OF RENEWAL OF THERMAIKOS GULF: RESULTS OF THE INTERPOL PROJECT V. Zervakis 1, E. Tragou 1, A. Karageorgis 2, H. Kontoyiannis 2 and V. Lykousis 2 1 Department of Marine Sciences, University of the Aegean 2 Institute of Oceanography, H.C.M.R. In the recent decades, Thermaikos Gulf has been studied quite comprehensively in the framework of several European and national research projects and studies. The subject of one of the projects that ended recently, INTERPOL, was the role of anthropogenic and natural resuspension in the marine ecosystem of the Gulf. Through the project, several such mechanisms in the Gulf were revealed, as internal waves in summer, wind-forced currents in winter, wave-induced resuspension and transport in shallow waters, and the formation of dense waters in the Thessaloniki bay, and the exchange with Thermaikos, during periods of intense air-sea interaction. This work constitutes a review of earlier results, and a presentation of the new findings of the project INTERPOL. Keywords: κυκλοφορία, ρεύματα, πυκνά νερά, Θερμαϊκός.

Στα πλαίσια ενός από τα προγράμματα που έληξαν πρόσφατα, του INTERPOL, μελετήθηκε ο ρόλος της ανθρωπογενούς και της φυσικής επαναιώρησης ιζήματος στο θαλάσσιο οικοσύστημα του κόλπου.

2 2 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας Εισαγωγη Ο Θερμαϊκός κόλπος αποτελεί μια από τις παράκτιες περιοχές με τη μεγαλύτερη ανθρώπινη δραστηριότητα στην Ελλάδα. Λόγω αυτής του της ιδιότητας, και της ιδιαίτερης γεωγραφικής του μορφολογίας (εκτεταμένη υφαλοκρηπίδα, εισροή γλυκού νερού από ποταμούς, σύνδεση με τον όρμο της Θεσσαλονίκης, έκθεση σε ισχυρούς Βόρειους ανέμους) έχει αποτελέσει το αντικείμενο αρκετών ευρωπαϊκών και ελληνικών προγραμμάτων τις τελευταίες δεκαετίες. Ως αποτέλεσμα, έχουν δημοσιευτεί αρκετές μελέτες της θαλάσσιας κυκλοφορίας του Θερμαϊκού καθώς και της δυναμικής του απόκρισης σε μεταβολές του ανέμου και της ατμοσφαιρικής πίεσης (Poulos et al., 2000; Hyder et al, 2002a, 2002b; Kontoyiannis et al., 2003). Ο Θερμαϊκός, λόγω μικρού βάθους και σχετικά περιορισμένης κυκλοφορίας, παρουσιάζει μεγαλύτερη δυσκολία στην ανανέωση των υδάτων του σε σχέση με άλλους συγκρίσιμους κόλπους, όπως π.χ. ο Σαρωνικός, οπότε οι διεργασίες που συνεργούν στην ανανέωση αυτή παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον όχι μόνο για επιστήμονες αλλά και για διαχειριστές παρακτίων συστημάτων. Στα πλαίσια του προγράμματος INTERPOL, έμφαση δόθηκε μεν στις διεργασίες επαναιώρησης ιζήματος, αλλά η ανάλυση των μετρήσεων κατέδειξε και μια σειρά διεργασιών που συντείνουν στην ανανέωση των υδάτων του κόλπου (Tragou et al., 2005; Zervakis et al., 2005; Estournel et al., 2005). Μεθοδολογια Στα πλαίσια του προγράμματος INTERPOL, διεξήχθησαν τρεις ωκεανογραφικοί πλόες στο Θερμαϊκό, το Σεπτέμβριο και Οκτώβριο 2001 και το Φεβρουάριο Οι χρόνοι επιλέχθηκαν έτσι ώστε να αντιπροσωπεύουν μια περίοδο υψηλής στρωμάτωσης, ανέμων χαμηλής έντασης και απουσίας ανθρωπογενούς επαναιώρησης ιζημάτων (Σεπτέμβριος 2001), μια περίοδο Σχήμα 1. Υδρογραφικό πλέγμα προγράμματος INTERPOL. Απεικονίζονται: σταθμοί CTD ( ), σταθμοί ADCP ( ), σταθμοί μέτρησης μικροδομών ( ). Η θέση των αγκυροβολίων συμβολίζεται με ένα μεγάλο Χ.

Βόρειους ανέμους) έχει αποτελέσει το αντικείμενο αρκετών ευρωπαϊκών και ελληνικών προγραμμάτων τις τελευταίες δεκαετίες.

3 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 3 Σχήμα 2. Κυκλοφορία στα 15 m (όπως προκύπτει από τις μετρήσεις ADCP), σε σύγκριση με ισοκαμπύλες ανωμαλίας γεωδυναμικού ύψους μεταξύ 5 και 50 dbar (από μετρήσεις CTD) τον Σεπτέμβριο του όπως την προηγούμενη αλλά με έντονη αλιευτική δραστηριότητα από ανεμότρατες (Οκτώβριος 2001), και μια χειμερινή περίοδο έντονων καταιγίδων (Φεβρουάριος 2002). Το πλέγμα των σταθμών φαίνεται στο σχήμα 1. Στα πλαίσια των ερευνητικών πλόων, ελήφθησαν δεδομένα θερμοκρασίας, αλατότητας, θολερότητας και φθορισμού χλωροφύλλης-α με πλατφόρμα CTD τύπου SBE 9/11+, ταχύτητας του ρεύματος με ADCP RDI 150 khz, και κατακόρυφης τυρβώδους ανάμειξης (στους δύο πρώτους πλόες) με ένα ελεύθερα βυθιζόμενο μετρητή μικροδομών TURBOMAP-II της Alec Electronics. Από τα υδρογραφικά δεδομένα διαχωρίσθηκαν τα δύο κύρια στρώματα του Θερμαϊκού την περίοδο στρωμάτωσης, και υπολογίσθηκε η σχετική τους κίνηση μέσω του υπολογισμού της βαροκλινικής ταχύτητας της ισοβαρούς των 5 ως προς αυτήν των 50 dbar. Παράλληλα με τις υδρογραφικές εργασίες στα πλαίσια των πλόων ποντίσθηκε μια ομάδα αγκυροβολίων στη θέση Β και Α, σε βάθος 63 m (σχήμα 1). Η ομάδα αποτελείτο από ένα Πλωτό Ωκεανογραφικό Μετρητικό Σταθμό ΠΩΜΣ τύπου Seawatch του συστήματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ του Ελ.Κε.Θ.Ε., ένα αγκυροβόλιο με δύο ρευματογράφους σε αποστάσεις 5 και 7 μέτρων από το βυθό, και ένα αγκυροβόλιο με μια μικρή ιζηματοπαγίδα. Τα όργανα παρέμειναν ποντισμένα από το Σεπτέμβριο του 2001 έως τον Ιανουάριο του 2003, παρέχοντας αρκετά εκτεταμμένες (αν και με χάσματα) χρονοσειρές, που επιτρέπουν την ανάλυση της επο-

όπως την προηγούμενη αλλά με έντονη αλιευτική δραστηριότητα από ανεμότρατες (Οκτώβριος 2001), και μια χειμερινή περίοδο έντονων καταιγίδων (Φεβρουάριος 2002).

4 4 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας Σχήμα 3. Κατανομή της συγκέντρωσης αιωρούμενης σωματιδιακής ύλης πάνω από τον πυθμένα, τον Φεβρουάριο του χιακής μεταβλητότητας των μετεωρολογικών και υδρογραφικών συνθηκών. Αποτελεσματα Τα υδρογραφικά δεδομένα έδειξαν ότι την περίοδο της στρωμάτωσης κυριαρχούν βαροκλινικά ρεύματα (Σχήμα 2). Επίσης, την ίδια εποχή, η άμεση επήρρεια του ανέμου είναι μόνο στο επιφανειακό στρώμα (Tragou et al., 2005). Συγκεκριμένα, παρατηρούνται έντονα ρεύματα ημερήσιας περιόδου ως απόκριση στην εναλλαγή θαλάσσιας και απογείου αύρας (Hyder et al., 2002b). Στο βαθύτερο στρώμα τα ρεύματα εμφανίζουν συνάφεια με τον άνεμο σε συχνότητες χαρακτηριστικές των εσωτερικών κυμάτων, τα οποία αποτελούν και τις πλέον ενεργητικές κινήσεις εκείνη την περίοδο (Tragou et al, 2005). Αυτό το γεγονός σχετίζεται με παλαιότερα ευρήματα έντονων ρευμάτων σε συσχέτιση μεταβολών του βάθους του πυκνοκλινούς (Hyder, 2002a). Αντίθετα, τη χειμερινή περίοδο και όσο δεν υπάρχει στρωμάτωση, τα ρεύματα κοντά στο πυθμένα έχουν χαρακτήρα άμεσα ανεμογενή, και είναι σημαντικά πιο έντονα απ ό,τι το καλοκαίρι (Tragou et al., 2005). Παρ όλη την υψηλότερη ταχύτητα των ρευμάτων κοντά στον πυθμένα, αυτή δε δημιουργεί αρκετά υψηλές τάσεις ώστε να προκαλέσει επαναιώρηση συνεκτικού ιζήματος (Tragou et al., 2005; Zervakis et al., 2005). Ένας ιδιαίτερα αποδοτικός μηχανισμός στην ανανέωση των υδάτων του Θερμαϊκού αλλά ιδιαίτερα του όρμου της Θεσσαλονίκης, είναι η δημιουργία πυκνών νερών στον τελευταίο σε περιόδους πολύ έντονης απώλειας θερμότητας από τη θάλασσα στην ατμόσφαιρα. Ένα τέτοιο επεισόδιο συνέβη το χειμώνα του , όπου μια σχετικά μακρά περίοδος έντονου Βοριά (Βαρδάρη) συνοδεύτηκε από

Επίσης, την ίδια εποχή, η άμεση επήρρεια του ανέμου είναι μόνο στο επιφανειακό στρώμα (Tragou et al., 2005).

5 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 5 την καταγραφή από τα αγκυροβόλια σταθερών ρευμάτων νοτίων κατευθύνσεων πολύ ψυχρού νερού κοντά στον πυθμένα. Το ρεύμα αυτό διήρκεσε από τις 7 Δεκεμβρίου 2001 έως τις 11 Φεβρουαρίου 2002, και είχε σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός πυθμενικού στρώματος ψυχρού και ιδιαίτερα θολού νερού, προέλευσης από τον όρμο της Θεσσαλονίκης, στα μεγάλα βάθη του Θερμαϊκού κόλπου (Σχήμα 3). Παρόμοιο φαινόμενο αναφέρεται από τους Hyder et al., 2002a. Ανάλυση των δεδομένων του δεύτερου χειμώνα ( ) έδειξε ότι η υψηλή βροχόπτωση του προηγούμενου φθινοπώρου αύξησε τη στρωμάτωση με αποτέλεσμα να δυσχεραίνεται η πλήρης ανάμειξη και δημιουργία πυκνών νερών, με αποτέλεσμα την δυσκολότερη ανανέωση των νερών του κόλπου σε περιόδους αυξημένης βροχόπτωσης. Βιβλιογραφια ESTOURNEL, C., ZERVAKIS, V., MARSA- LEIX, P., PAPADOPOULOS, A., AUCLAIR, F., PERIVOLIOTIS, L. and TRAGOU, E., Dense water formation and cascading in the Gulf of Thermaikos (North Aegean) : implications on sediment transport. Continental Shelf Research, in press. HYDER, P., SIMPSON, J.H., CHRISTOPOU- LOS, S. and KRESTENITIS, Y., 2002a: The seasonal cycles of stratification and circulation in the Thermaikos Gulf Region Of Freshwater Influence (ROFI), north-west Aegean. Continental Shelf Research, 22, (17) : HYDER, P., SIMPSON, J.H.and CHRISTO- POULOS, S., 2002b. Sea-breeze forced diurnal surface currents in the Thermaikos Gulf, North-west Aegean. Continental Shelf Research, 22, (4) : KONTOYIANNIS, H., KOURAFALOU, V.H. and PAPADOPOULOS, V., Seasonal characteristics of the hydrology and circulation in the northwest Aegean Sea (eastern Mediterranean): observations and modelling. Journal of Geophysical Research,108, (C9) : 3302, doi: /2001jc POULOS, S.E., CHRONIS, G.TH., COLLINS, M.B. AND LYKOUSIS, V., 2000.Thermaikos Gulf Coastal System, NW Aegean Sea: an overview of water sediment fluxes in relation to air land ocean interactions and human activities. Journal of Marine Systems, 25: TRAGOU, E., ZERVAKIS, V., PAPAGEOR- GIOU, E., STAVRAKAKIS, S. and LYK- OUSIS, V., Monitoring the physical forcing of resuspension events in the Thermaikos Gulf NW Aegean during Continental Shelf Research, in press. ZERVAKIS, V., KARAGEORGIS, A.P., KON- TOYIANNIS, H., PAPADOPOULOS, V. and LYKOUSIS, V., Hydrology, circulation and distribution of particulate matter in Thermaikos Gulf (NWAegean Sea), during September 2001 October 2001 and February Continental Shelf Research, in press.

της Θεσσαλονίκης, στα μεγάλα βάθη του Θερμαϊκού κόλπου (Σχήμα 3). Παρόμοιο φαινόμενο αναφέρεται από τους Hyder et al., 2002a.

Σχετικά έγγραφα

ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΒΟΛΗΣ ΤΩΝ ΠΟΤΑΜΩΝ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΟΥ ΚΟΛΠΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 67 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΒΟΛΗΣ ΤΩΝ ΠΟΤΑΜΩΝ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΟΥ ΚΟΛΠΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Γιάννης N. Κρεστενίτης, Γιάννης Ανδρουλιδάκης & Κατερίνα