ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΝΔΙΑΜΕΣΩΝ ΜΑΖΩΝ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΚΑΙ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΜΕΤΑ ΤΟ EASTERN MEDITERRANEAN TRANSIENT (ΕΜΤ)

Transcript

1 ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΝΔΙΑΜΕΣΩΝ ΜΑΖΩΝ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΚΑΙ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΜΕΤΑ ΤΟ EASTERN MEDITERRANEAN TRANSIENT (ΕΜΤ) Βελαώρας Δ. Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών, Περίληψη Η μεταβλητότητα στα χαρακτηριστικά των επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου Πελάγους στην μετά-εμτ περίοδο εξετάζεται μέσα από in-situ δεδομένα πλοών της Υδρογραφικής Υπηρεσίας του Πολεμικού Ναυτικού. Αμέσως μετά το τελευταίο επεισόδιο δημιουργίας πυκνών νερών στο Αιγαίο (1993), η επιφανειακή μάζα του Black Sea Water (BSW) φαίνεται να περιορίζεται στο βορειότερο τμήμα του Βόρειου Αιγαίου, ενώ υψηλής αλατότητας επιφανειακό και ενδιάμεσο νερό καταλαμβάνει το μεγαλύτερο τμήμα του Κεντρικού Αιγαίου, διεισδύοντας κάτω από το BSW ακόμη και βορειότερα της Λήμνου. Η ενισχυμένη παρουσία αυτών των υψηλής αλατότητας μαζών στις αρχές της δεκαετίας του 90 στην περιοχή, συνδέεται με την εισροή αντίστοιχων μαζών από τη Λεβαντίνη στο Αιγαίο ως αποτέλεσμα της μαζικής εκροής πυκνών νερών του Αιγαίου προς την Ανατ. Μεσόγειο κατά την περίοδο του ΕΜΤ. Η αυξημένη είσοδος μαζών υψηλής αλατότητας υπήρξε ένας από τους προδιαθεσικούς παράγοντες που οδήγησαν στην κορύφωση του ΕΜΤ. Στα επόμενα χρόνια το BSW επανεμφανίζεται στο Κεντρικό Αιγαίο, ενώ η αλατότητα των επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών σταδιακά ελαττώνεται. Λέξεις κλειδιά: Black Sea Water, πυκνά νερά. SURFACE AND INTERMEDIATE WATER MASSES VARIABILITY IN THE NORTH AND CENTRAL AEGEAN SEA AFTER THE EASTERN MEDITERRANEAN TRANSIENT (EMT) Velaoras D. Institute of Oceanography, Hellenic Center for Marine Research, Abstract In-situ data of the Hellenic Navy Hydrographic Service are used to investigate variability in the characteristics of the surface and intermediate water masses of the North and Central Aegean Sea in the post-emt period. Following the last major deep water producing episode in the Aegean Sea (1993), surface Black Sea Water (BSW) masses seem to be confined towards the northern part of the North Aegean, while highly saline surface and intermediate water masses occupy the largest part of the Central Aegean, intruding below BSW even northern than Lemnos. The enhanced presence of these highly saline water masses in the area during the early 90s is linked with the inflow of masses of Levantine origin in the Aegean Sea, following the massive outflow of dense Aegean water to the Eastern Mediterranean during the EMT. This increased inflow of saline water was one of the preconditioning factors that led to the EMT. During the following years, BSW reclaims most of the Central Aegean while salinities in the surface and intermediate masses decrease. Keywords: Black Sea Water, dense water. 1. Εισαγωγή Η περίοδος του ΕΜΤ χαρακτηρίστηκε από τη δημιουργία μεγάλης ποσότητας βαθιών νερών στο Αιγαίο Πέλαγος, που κορυφώθηκε τους χειμώνες του 1992 και Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την αλλαγή της κυρίαρχης πηγής βαθιών νερών για την Ανατολική Μεσόγειο καθώς η Αδριατική Θάλασσα (που ήταν κατά το παρελθόν η κύρια πηγή τροφοδοσίας) αντικαταστάθηκε από το Αιγαίο Πέλαγος. Ένα από τα φαινόμενα που έχουν προταθεί ως πιθανά αίτια για την δημιουργία του Eastern Mediterranean Transient (ΕΜΤ) στις αρχές της δεκαετίας του 90, είναι και η είσοδος επιφανειακών και ενδιάμεσων νερών αυξημένης αλατότητας στο χώρο του Αιγαίου Πελάγους κατά την ίδια περίοδο (Lascaratos κ.ά., 1999, Theocharis κ.ά., 1999a, Zervakis κ.ά., 2000, Josey, 2003, Velaoras και Lascaratos, 2005). Στην παρούσα εργασία θα γίνει χρήση δεδομένων από μετρήσεις της Υδρογραφικής Υπηρεσίας του Πολεμικού Ναυτικού (ΥΥ) στο χώρο του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου την περίοδο αμέσως μετά την κορύφωση του ΕΜΤ και μέχρι το 2001, με στόχο να εξεταστεί η εξέλιξη της αλατότητας στο ενδιάμεσο αλλά και στο επιφανειακό στρώμα του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου. Η παρούσα εργασία στηρίζεται σε τμήμα της εργασίας των Velaoras και Lascaratos (2010). Έχουν προστεθεί

2 δεδομένα από νεότερες βάσεις, η κατακόρυφη τομή της Εικόνας 1 και έχουν αφαιρεθεί αρκετά σχήματα. 2. Επιφανειακές και ενδιάμεσες υδάτινες μάζες στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο Πέλαγος 2.1 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ Η κυρίαρχη επιφανειακή μάζα του Βόρειου Αιγαίου είναι το νερό της Μαύρης Θάλασσας (Black Sea Water BSW). Πρόκειται για υδάτινη μάζα που εισέρχεται στο Αιγαίο από τα Στενά των Δαρδανελλίων με κύριο χαρακτηριστικό την χαμηλή αλατότητα. Η αλατότητα του BSW κατά την είσοδό του στο Αιγαίο είναι περίπου psu (Oğuz και Sur, 1989, Ünlüata κ.ά., 1990) γεγονός που προσδίδει στη μάζα αυτή πυκνότητα πολύ χαμηλότερη σε σύγκριση με τις λοιπές επιφανειακές μάζες του Αιγαίου Πελάγους. Η παρουσία του BSW στο Αιγαίο παρουσιάζει μέγιστο στα μέσα του καλοκαιριού και ελάχιστο το χειμώνα. Πέρα όμως από εποχική μεταβολή, η εισροή του BSW παρουσιάζει και υπερετήσιες διακυμάνσεις (Zervakis κ.ά., 2000, Peneva et al., 2001). Το λιγότερο πυκνό επιφανειακό στρώμα του BSW φτάνει σε βάθος περίπου 40μ (Zodiatis κ.ά., 1996) και η παρουσία του στην επιφάνεια λειτουργεί ως ένα μονωτικό στρώμα που εμποδίζει τις αλληλεπιδράσεις ατμόσφαιρας θάλασσα, δυσχεραίνοντας την δημιουργία πυκνών νερών. Μετά την είσοδό του στο Αιγαίο, το BSW ακολουθεί γενικά κυκλωνική πορεία (Lascaratos, 1992, Zodiatis, 1994, Zodiatis κ.ά., 1996, Olson κ.ά., 2007) κατά την οποία σταδιακά αναμιγνύεται με τα υψηλότερης αλατότητας επιφανειακά νερά του Αιγαίου. Αφού εισέλθει στο Αιγαίο, το BSW κατευθύνεται προς τη Λήμνο και από κει προς τις Σποράδες. Στη συνέχεια σχηματίζει ένα επιφανειακό ρεύμα κατά μήκος των δυτικών ακτών του Αιγαίου, φτάνοντας στις Κυκλάδες. Το BSW ανιχνεύεται ως επιφανειακό ελάχιστο αλατότητας μέχρι το Μυρτώο Πέλαγος. Η πορεία του BSW παρουσιάζει εποχική μεταβλητότητα λόγω της εποχικής μεταβλητότητας της εισερχόμενης ποσότητας, αλλά και του ανεμολογικού πεδίου. Κατά το καλοκαίρι οι ισχυροί βόρειοι άνεμοι (Ετησίες) που επικρατούν στην περιοχή και η μεγαλύτερη ποσότητα εισερχόμενου BSW, ωθούν μέρος του BSW νοτιοδυτικά της Λήμνου και από κει προς τις Σποράδες, ενώ το χειμώνα το μεγαλύτερο τμήμα του BSW κινείται αρχικά βορειοδυτικά της Λήμνου γεμίζοντας την περιοχή της υφαλοκρηπίδας των ακτών του Βορείου Αιγαίου, πριν συνεχίσει την δυτική του πορεία (Zodiatis, 1994, Zervakis και Georgopoulos, 2002). Ο συνδυασμός του πλουμίου των Δαρδανελλίων, της περίπλοκης τοπογραφίας και βαθυμετρίας του Βόρειου Αιγαίου και του έντονου ανεμολογικού πεδίου, βοηθά στην δημιουργία ενός περίπλοκου πεδίου στροβίλων μέσης κλίμακας κατά μήκος της πορείας του BSW, με έντονη εποχική μεταβλητότητα. Η ύπαρξη πολλών τέτοιων στροβίλων έχει διαπιστωθεί σε πλήθος εργασιών (ενδεικτικά: Sultan κ.ά., 1987, Theocharis και Georgopoulos, 1993, Zodiatis, 1994, Lykousis κ.ά., 2002, Zervakis κ.ά., 2005, Olson κ.ά., 2007). Άλλη επιφανειακή μάζα του Αιγαίου Πελάγους είναι το επιφανειακό νερό της Λεβαντίνης (Levantine Surface Water LSW). Το LSW εισέρχεται στο Αιγαίο μέσω των ανατολικών Κρητικών Στενών ακολουθώντας το ισχυρό ρεύμα που είναι γνωστό ως Asia Minor Current (AMC). Η μάζα του LSW χαρακτηρίζεται από υψηλή αλατότητα (>39.20 psu) και υψηλή θερμοκρασία. Το LSW είναι η κυρίαρχη μάζα εντός του ανώτερου θερμοκλινούς που συνδέει το Αιγαίο με τη Λεβαντίνη και παρουσιάζει εποχική μεταβλητότητα (Kontoyiannis κ.ά., 1999, Theocharis κ.ά., 1999b). Μετά την είσοδό του στο Κρητικό Πέλαγος, το LSW διακλαδίζεται σε δύο κατευθύνσεις. Ένα τμήμα οδηγείται δυτικά εντός του Κρητικού Πελάγους και ένα δεύτερο οδηγείται προς το Κεντρικό και το Βόρειο Αιγαίο Πέλαγος (Zodiatis, 1991, Theocharis κ.ά., 1993). Η είσοδος του LSW στο Βόρειο Αιγαίο φτάνει ως και το plateau της Λήμνου (πρόκειται για τη ρηχή περιοχή μεταξύ Λήμνου και Λέσβου) τροφοδοτώντας την περιοχή με υψηλής αλατότητας νερά (Theocharis και Georgopoulos, 1993, Zodiatis, 1994). Στην περιοχή συνάντησης του BSW και του LSW δημιουργείται ένα ισχυρό θερμοαλατικό μέτωπο. 2.2 ΕΝΔΙΑΜΕΣΑ ΒΑΘΗ Σε ενδιάμεσα βάθη του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου και κάτω από τα επιφανειακά BSW και LSW, κυριαρχεί η θερμή και αλμυρή μάζα νερού που εισέρχεται στο Αιγαίο από τη Λεβαντίνη μέσω των Κρητικών Στενών (Zodiatis, 1994, Zervakis κ.ά., 2000). Η μάζα αυτή περιέχει Levantine Intermediate Water (LIW) αλλά και ενδιάμεσα νερά που δημιουργούνται τοπικά στο Κρητικό Πέλαγος και στο Βόρειο Κεντρικό Αιγαίο (Georgopoulos κ.ά., 1989, Gertman κ.ά., 2006). Για το λόγο αυτόν θα αναφερόμαστε εφεξής στην ενδιάμεση αυτή μάζα ως Modified Levantine Intermediate Water (MLIW). Το MLIW είναι ψυχρότερο (και κατά συνέπεια πυκνότερο) από την ενδιάμεση μάζα που αναφέρεται τυπικά ως LIW, καθώς οι ενδιάμεσες μάζες που παράγονται τοπικά στο Αιγαίο είναι πιο ψυχρές από το LIW. Το MLIW ακολουθεί και αυτό κυκλωνική πορεία, εισερχόμενο στο Κεντρικό Αιγαίο από το ανατολικό τμήμα της λεκάνης της Χίου και από κει κινείται προς το βορά φτάνοντας μέχρι τη Λήμνο,

3 για να στραφεί στη συνέχεια προς τα δυτικά. Το MLIW ανιχνεύεται κάτω από τα BSW και LSW μέχρι το βάθος των 400μ περίπου, δηλαδή μέχρι το σημείο εκείνο που διαχωρίζει μεταξύ τους τις βαθιές λεκάνες του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου. Το MLIW μαζί με το LSW αποτελούν τις πηγές μεταφοράς νερών υψηλής αλατότητας από το Νότιο στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο. Η Εικόνα 1 παρουσιάζει ενδεικτικά κατακόρυφες τομές θερμοκρασίας (in-situ) και αλατότητας στην περιοχή του Κεντρικού Αιγαίου από τον πλου του Μαΐου 1999 της ΥΥ στην περιοχή. Διακρίνονται οι θερμές και υψηλές αλατότητας μάζες LSW και MLIW που κυριαρχούν στο ανατολικό τμήμα της περιοχής, απ όπου εισέρχονται προς το βόρειο Αιγαίο. Στο δυτικό τμήμα των μετρήσεων διακρίνονται οι χαμηλότερες τιμές στην επιφανειακή/ενδιάμεση αλατότητα, λόγω της τοπικής επίδρασης του BSW. Εικόνα 1: Κατακόρυφες τομές in-situ θερμοκρασίας και αλατότητας στο Κεντρικό Αιγαίο τον Μάιο Ένθετα παρουσιάζεται η θέση της τομής. Ο σταθμός 1 αντιστοιχεί στον πρώτο σταθμό δυτικά. 3. Αποτελέσματα 3.1 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ Οι Εικόνες 2, 3, 4, 5 και 6 που ακολουθούν παρουσιάζουν την επιφανειακή αλατότητα (2μ) στην περιοχή του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου στους πλόες Οκτωβρίου/Νοεμβρίου 1993, Ιουλίου 1994, Ιουνίου/Ιουλίου 1995, Ιουλίου 2000 και Σεπτεμβρίου 2001, αντίστοιχα. Με εξαίρεση την Εικόνα 2 που αφορά την αρχή της φθινοπωρινής περιόδου, όλες οι άλλες οριζοντιογραφίες αφορούν μετρήσεις της θερινής περιόδου. Με τον τρόπο αυτό τα στοιχεία είναι συγκρίσιμα όσον αφορά την εποχικότητα. Στις εικόνες έχει επισημανθεί ως διακεκομμένη γραμμή η ισόαλη καμπύλη των 38.5 psu, ως ένας πρακτικός δείκτης της εξάπλωσης του BSW στην περιοχή. Οι υπόλοιπες ισόαλες έχουν σχεδιαστεί με διάστημα 1 psu. Στην Εικόνα 2 του φθινοπώρου 1993 (δηλ. αμέσως μετά τον τελευταίο χειμώνα του ΕΜΤ που σημειώθηκε έντονη παραγωγή πυκνών νερών), το BSW ξεπερνά την Εύβοια φτάνοντας μέχρι τις

4 Κυκλάδες, την ίδια στιγμή που το μεγαλύτερο τμήμα του Κεντρικού Αιγαίου ανάμεσα στην Λέσβο, την Λήμνο και την Σκύρο κατακλύζεται από LSW με την αλατότητα να ξεπερνά τα 39 psu. Εικόνα 2: Επιφανειακά αλατότητα (2μ) Οκτώβριος/Νοέμβριος Το διάστημα των ισόαλων είναι 1 psu. Έχει προστεθεί ως διακεκομμένη γραμμή η ισόαλη των 38.5 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών. Η ίδια εικόνα επαναλαμβάνεται και στις Εικόνες 3 και 4 που αφορούν την θερινή περίοδο (μέγιστη παρουσία BSW). Εικόνα 3: Επιφανειακά αλατότητα (2μ) Ιούλιος Το διάστημα των ισόαλων είναι 1 psu. Έχει προστεθεί ως διακεκομμένη γραμμή η ισόαλη των 38.5 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών.

5 Εικόνα 4: Επιφανειακά αλατότητα (2μ) Ιούνιος/Ιούλιος Το διάστημα των ισόαλων είναι 1 psu. Έχει προστεθεί ως διακεκομμένη γραμμή η ισόαλη των 38.5 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών. Αντίθετα την θερινή περίοδο του 2000 και 2001 που παρουσιάζεται στις Εικόνες 5 και 6, η παρουσία του BSW στο Κεντρικό Αιγαίο είναι εντονότερη. Συγκεκριμένα, αυτά τα έτη το BSW διακρίνεται σαφώς σε περιοχές νοτίως της Λήμνου, ενώ η υψηλής αλατότητας (>39 psu) μάζες LSW είναι περιορισμένες κοντά στην Λέσβο και την Χίο. Στην Εικόνα 6 διακρίνεται ειδικότερα το BSW να κυριαρχεί στην περιοχή ανάμεσα στις βόρειες Κυκλάδες και την Ικαρία, ενώ το LSW περιορίζεται ανατολικά. Εικόνα 5: Επιφανειακά αλατότητα (2μ) Ιούλιος Το διάστημα των ισόαλων είναι 1 psu. Έχει προστεθεί ως διακεκομμένη γραμμή η ισόαλη των 38.5 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών.

6 Εικόνα 6: Επιφανειακά αλατότητα (2μ) Σεπτέμβριος Το διάστημα των ισόαλων είναι 1 psu. Έχει προστεθεί ως διακεκομμένη γραμμή η ισόαλη των 38.5 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών. Οι εικόνες 7, 8, 9 και 10 που ακολουθούν παρουσιάζουν αλατότητα σε βάθος 30μ (κοντά δηλαδή στο βαθύτερο όριο επιρροής του BSW) στην περιοχή του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου για τους πλόες Ιουλίου 1994, Ιουνίου/Ιουλίου 1995, Ιουλίου 2000 και Σεπτεμβρίου 2001, αντίστοιχα με τις Εικόνες 3, 4, 5 και 6. Οι μετρήσεις αφορούν θερινή περίοδο και κατά συνέπεια τα αποτελέσματα είναι συγκρίσιμα όσον αφορά την εποχικότητα. Στις εικόνες έχει επισημανθεί ως έντονη γραμμή η ισόαλη καμπύλη των 39.1 psu, ως ένας πρακτικός δείκτης της εξάπλωσης του LSW στην περιοχή. Οι υπόλοιπες ισόαλες έχουν σχεδιαστεί με διάστημα 1 psu. Η επίδραση του BSW σε αυτό το βάθος είναι αρκετά μειωμένη. Μικροί πυρήνες BSW μπορούν να παρατηρηθούν σε μεμονωμένα σημεία της περιοχής, όπως ανάμεσα στις Σποράδες και τον Άθω (Εικόνες 7, 8), στο νοτιοανατολικό άκρο της Εύβοιας (Εικόνα 7) ή κοντά στη Λήμνο (Εικόνα 9). Η παρουσία αυτών των πυρήνων αναδεικνύει την ύπαρξη αντικυκλωνικών στροβίλων στα ίδια σημεία. Εικόνα 7: Αλατότητα σε βάθος 30μ Ιούλιος Το διάστημα των ισόαλων είναι 0.25 psu. Έχει προστεθεί ως έντονη γραμμή η ισόαλη των 39.1 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών.

7 Στις ίδιες εικόνες διακρίνονται οι υψηλής αλατότητας (>39.1 psu) μάζες του LSW να κυριαρχούν κυρίως στο ανατολικό κομμάτι της λεκάνης του Βόρειου Κεντρικού Αιγαίου. Το LSW τη θερινή περίοδο του 1994 και 1995 (Εικόνες 7 και 8) αφού εισέρθει στο Κεντρικό Αιγαίο και κατακλύσει την περιοχή ανάμεσα στη Σκύρο και τη Χίο αλλά και το plateau της Λέσβου (με την αλατότητα να ξεπερνά τα psu), φαίνεται να εισέρχεται ακόμη πιο βόρεια ξεπερνώντας ακόμα και το γεωγ. πλάτος της Λήμνου. Αντίθετα, το καλοκαίρι του 2000 (Εικόνα 9) η μάζα του LSW περιορίζεται στο κεντρικό Αιγαίο, νότια της Σκύρου και της Χίου και ανατολικά κοντά στη Λέσβο, με αλατότητα που δεν ξεπερνά τα 39.1 psu. Έναν χρόνο αργότερα το 2001 (Εικόνα 10) το LSW περιορίζεται στο ανατολικό τμήμα του Κεντρικού Αιγαίου, εκτός από έναν πυρήνα βορειοανατολικά της Σκύρου. Το 2001 οι αλατότητα του LSW είναι υψηλότερη απ αυτή του 2000, αλλά σε κάθε περίπτωση μικρότερη των psu που παρατηρήθηκαν το 1994 και Εικόνα 8: Αλατότητα σε βάθος 30μ Ιούνιος/Ιούλιος Το διάστημα των ισόαλων είναι 0.25 psu. Έχει προστεθεί ως έντονη γραμμή η ισόαλη των 39.1 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών. Εικόνα 9: Αλατότητα σε βάθος 30μ Ιούλιος Το διάστημα των ισόαλων είναι 0.25 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών.

8 Εικόνα 10: Αλατότητα σε βάθος 30μ Σεπτέμβριος Το διάστημα των ισόαλων είναι 0.25 psu. Έχει προστεθεί ως έντονη γραμμή η ισόαλη των 39.1 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών. 3.2 ΕΝΔΙΑΜΕΣΑ ΒΑΘΗ Η άνοδος της αλατότητας του ενδιάμεσου στρώματος στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο την περίοδο του ΕΜΤ έχει διαπιστωθεί με υπολογισμούς ιστορικών στοιχείων από βάσεις ωκεανογραφικών δεδομένων. Στην Εικόνα 11 που ακολουθεί παρουσιάζεται η χρονοσειρά μέσων ολοκληρωμένων τιμών αλατότητας στο στρώμα m στο βόρειο και κεντρικό Αιγαίο. Η χρονοσειρά έχει προκύψει από τα στοιχεία που περιέχονται στη βάση δεδομένων MEDATLAS 2002, αλλά και από πρόσθετα στοιχεία που προέρχονται από το αρχείο δεδομένων της ΥΥ. Στην Εικόνα 11 διακρίνεται η φανερή άνοδος της αλατότητας του ενδιάμεσου στρώματος στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο την χρονική περίοδο από τα τέλη της δεκαετίας του 80, που κορυφώνεται στις αρχές της δεκαετίας του 90, δηλαδή κατά την περίοδο κορύφωσης του ΕΜΤ. Η άνοδος στην αλατότητα φτάνει περίπου τα 0.2 psu, ενώ αμέσως μετά την κορύφωση του ΕΜΤ οι αλατότητες του ενδιάμεσου στρώματος παρουσιάζουν σαφή τάση μείωσης, επιστρέφοντας σε προ ΕΜΤ τιμές. Εικόνα 11: Χρονοσειρά μέσων ολοκληρωμένων τιμών αλατότητας στο ενδιάμεσο στρώμα m στο Βόρειο Κεντρικό Αιγαίο (βόρεια του γ. πλάτους 38 0 Β) Προσθέτως, οι Velaoras και Lascaratos (2005) παρουσιάζοντας την οριζόντια κατανομή της αλατότητας πάνω στην ισόπυκνη σ θ kgr/m 3 (που επαρκώς χαρακτηρίζει το MLIW στην περιοχή) από πλόες του 1994 και 1997 της ΥΥ, έδειξαν ότι η είσοδος υψηλής αλατότητας ενδιάμεσων μαζών στο Βόρειο Αιγαίο φτάνει το 1994 βορειότερα της Λήμνου, ενώ το 1997 περιορίζεται στο Κεντρικό Αιγαίο (μέχρι περίπου το γεωγ. πλάτος της Σκύρου και Λέσβου). Η Εικόνα 12 παρουσιάζει τις προαναφερθείσες κατανομές της αλατότητας.

9 Εικόνα 12: Αλατότητα πάνω στην ισόπυκνη σθ kgr/m 3 Ιούλιο 1994 και Μάιο Το διάστημα των ισόαλων είναι 0.1 psu. Έχει τονιστεί η ισόαλη των 39 psu. Οι σταυροί δηλώνουν τις θέσεις των σταθμών. Με αφορμή του ίδιους πλόες και επιλέγοντας όσους σταθμούς βρίσκονται αποκλειστικά στην περιοχή του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου (επιλέχθηκαν 69 σταθμοί από τον πλου του 1994 και 49 από αυτόν του 1997), παρήχθησαν αντίστοιχα διαγράμματα Θ-S. Τα διαγράμματα παρουσιάζονται αντίστοιχα στις Εικόνες 13 και 14. Απεικονίζεται μόνο τα βαθύτερο τμήμα των μετρήσεων, ώστε να γίνει πιο ευδιάκριτος ο πυρήνας του MLIW. Στην Εικόνα 13 (1994) ο ενδιάμεση μάζα του MLIW ανιχνεύεται ως τοπικό μέγιστο θερμοκρασίας ή/και αλατότητας με χαρακτηριστικά πυρήνα (ανάμεσα στα 100 και 280μ) 14<θ< C και αλατότητα περίπου 39 psu, που του αποδίδουν πυκνότητα σ θ >29.20 kgr/m 3. Την ίδια στιγμή η αλατότητα του LSW ξεπερνά τα 39.2 psu, ενώ σε μικρότερο βάθος (δεν φαίνεται στο σχήμα) προσεγγίζει τα 39.5 psu. Στην Εικόνα 14 (1997) ο πυρήνας του MLIW βρίσκεται σε ίδια βάθη όπως και το 1994, με χαρακτηριστικά θ~ C και χαμηλότερη αλατότητα ~38.85 psu. Η χαμηλότερη σε σύγκριση με το 1994 αλατότητα οδηγεί σε μικρότερη πυκνότητα (σ θ <29.20 kgr/m 3 ). Αυτή τη φορά η αλατότητα του LSW δεν ξεπερνά τα 39.2 psu σε όλη τη στήλη. Από τη σύγκριση των δύο διαγραμμάτων προκύπτει ότι τόσο η αλατότητα του MLIW όσο και του LSW στο χώρο του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου έχουν μειωθεί ανάμεσα στο 1994 και 1997, γεγονός που συμφωνεί με τη γενικότερη μείωση της αλατότητας στο χώρο του Βόρειου και Κεντρικού Αιγαίου μετά από τελευταία μεγάλα επεισόδια δημιουργίας πυκνών νερών (1993), όπως μπορεί να φανεί και στην Εικόνα 11. Τόσο στην Εικόνα 13 όσο και στην Εικόνα 14, οι καταλήξεις των διαγραμμάτων θ-s αντιστοιχούν σε μάζες με πυκνότητες σ θ >29.50 kgr/m 3 που αντιπροσωπεύουν τα βαθιά νερά (Deep Water DW) των διαφόρων λεκανών της περιοχής, όπως αυτά σωρεύτηκαν κατά την περίοδο παραγωγής πυκνών νερών του ΕΜΤ. Ας σημειωθεί εδώ ότι οι καταλήξεις των διαγραμμάτων παρουσιάζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά, καθώς αντιπροσωπεύουν τα διαφορετικά χαρακτηριστικά των βαθιών νερών κάθε λεκάνης ξεχωριστά.

10 Εικόνα 13: Διάγραμμα θ-s στην περιοχή του Βόρειου Κεντρικού Αιγαίου τον Ιούλιο Το διάγραμμα δεν απεικονίζει τις επιφανειακές τιμές. Εικόνα 14: Διάγραμμα θ-s στην περιοχή του Βόρειου Κεντρικού Αιγαίου τον Μάιο Το διάγραμμα δεν απεικονίζει τις επιφανειακές τιμές. 4. Συζήτηση Συμπεράσματα Η παρουσία του BSW στο Βόρειο Αιγαίο παίζει σημαντικό ρόλο στη δυνατότητα δημιουργίας πυκνών νερών, καθώς το χαμηλής αλατότητας και πυκνότητας επιφανειακό BSW λειτουργεί ως μονωτικό στρώμα που μπορεί να απωλέσει σημαντικά ποσά θερμότητας προς την ατμόσφαιρα χωρίς ποτέ να γίνει αρκετά πυκνό ώστε να βυθιστεί σε μεγάλα βάθη. Κατά συνέπεια οι υπερετήσιες μεταβολές στην ποσότητα του εισερχόμενου BSW στο Βόρειο Αιγαίο αναμένεται να επηρεάζουν την δυνατότητα παραγωγής πυκνών νερών της περιοχής. Η παρουσία του BSW συνδέεται επίσης και με την παρουσία της άλλης επιφανειακής μάζας της περιοχής, του LSW. Περιοχές με μικρή παρουσία του χαμηλής αλατότητας BSW κατακλύζονται από το υψηλής αλατότητας LSW. Η ίδια η κατανομή της επιφανειακής αλατότητας εκτός από να επηρεάζει τη δυνατότητα δημιουργίας πυκνών νερών όπως προαναφέρθηκε, καθορίζει σε σημαντικό βαθμό τα χαρακτηριστικά των πυκνών νερών που θα παραχθούν. Για παράδειγμα, πυκνά νερά που θα δημιουργηθούν στην υφαλοκρηπίδα των ακτών του Βορείου Αιγαίου (όπου επιφανειακά κυριαρχεί το BSW) θα έχουν σαφώς μικρότερη αλατότητα από πυκνά νερά που θα παραχθούν στις περιοχές της υφαλοκρηπίδας της Λέσβου και του Κεντρικού Αιγαίου, όπου η κυρίαρχη επιφανειακή μάζα είναι το υψηλής αλατότητας LSW. Πράγματι, τα βαθιά νερά που παρήχθησαν στην περιοχή του Κεντρικού Αιγαίου (λεκάνη Σκύρου Χίου) κατά την περίοδο του ΕΜΤ, εμφανίζουν τις υψηλότερες τιμές αλατότητας (και πυκνότητας) σε σχέση με τα βαθιά των υπόλοιπων περιοχών του Αιγαίου (Zervakis κ.ά., 2000, Velaoras και Lascaratos, 2005). Το γεγονός

11 αυτό συνδέεται με την κατανομή των BSW, LSW και MLIW πάνω από τις αντίστοιχες περιοχές σχηματισμού. Από τα δεδομένα που παρουσιάστηκαν προκύπτει ότι η κατανομή του BSW στο Κεντρικό Αιγαίο εμφανίζει σαφή υπερετήσια μεταβολή στην μετά-εμτ περίοδο. Αμέσως μετά από το τελευταίο μεγάλο επεισόδιο παραγωγής πυκνών νερών το 1993, το BSW εμφανίζει μειωμένη παρουσία στο Κεντρικό Αιγαίο (Εικόνες 2-4), ενώ ταυτόχρονα μάζες LSW φαίνεται να κατακλύζουν την περιοχή (Εικόνες 7, 8). Αντίθετα, καθώς απομακρυνόμαστε χρονικά από την περίοδο δημιουργίας πυκνών νερών του ΕΜΤ, το BSW κάνει ξανά την εμφάνιση του στο Κεντρικό Αιγαίο (Εικόνες 5, 6) ενώ παράλληλα το LSW υποχωρεί στο νοτιοανατολικό τμήμα της περιοχής (Εικόνες 9, 10). Επιπλέον, τα διαγράμματα θ-s (Εικόνες 13, 14) δείχνουν ότι η αλατότητα του LSW έχει μειωθεί στην ίδια περίοδο. Ομοίως, και οι ενδιάμεσες μάζες παρουσιάζουν υπερετήσια μεταβολή. Οι τιμές της αλατότητας στο ενδιάμεσο στρώμα αυξάνονται κατά 0.2 psu κορυφούμενες την περίοδο του ΕΜΤ (Εικόνα 11), ενώ φαίνεται να υποχωρούν αμέσως μετά. Η μείωση αυτή διακρίνεται και στα διαγράμματα θ-s που παρουσιάστηκαν (Εικόνες 13, 14). Συνδέεται λοιπόν αυτή η αυξημένη αλατότητα των επιφανειακών και ενδιάμεσων στρωμάτων στο Αιγαίο με το ΕΜΤ; Η απάντηση είναι θετική. Κατά την περίοδο η παρατηρηθείσα σημαντική μείωση των βροχοπτώσεων πάνω από το Αιγαίο (Tselepidaki κ.ά., 1992, Theocharis κ.ά., 1999a) σαφώς είχε αυξητική επίδραση πάνω στις επιφανειακές αλατότητες στην περιοχή. Ένας όμως επίσης σημαντικός παράγοντας αύξησης της αλατότητας των επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών κατά την περίοδο σχηματισμού βαθιών νερών του ΕΜΤ, εκτιμάται ότι ήταν η εισροή επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών υψηλής αλατότητας στο Αιγαίο μέσω των Κρητικών Στενών στις αρχές της δεκαετίας του 90 (Theocharis κ.ά., 1999a, Malanotte-Rizzoli κ.ά., 1999). Αυτό σχετίζεται τόσο με την γενικότερη κυκλοφορία στην Ανατ. Μεσόγειο, αλλά κυρίως με το ότι πυκνά νερά που δημιουργήθηκαν κατά την περίοδο στο Αιγαίο Πέλαγος εξέρρευσαν προς την Ανατ. Μεσόγειο γεγονός που (μέσω μηχανισμού ανάδρασης) προκάλεσε περαιτέρω είσοδο υψηλής αλατότητας μαζών από τη Λεβαντίνη στο Αιγαίο, ενισχύοντας έτσι παραγωγή πυκνών νερών. Στην μετά-εμτ περίοδο, η έξοδος πυκνών νερών από το Αιγαίο σταδιακά εξασθένησε (Theocharis κ.ά., 2002, Manca κ.ά., 2003, Roether κ.ά., 2007) και κατά συνέπεια μειώθηκε η είσοδος υψηλής αλατότητας μαζών στο Πέλαγος, με αποτέλεσμα την παρατηρηθείσα στα στοιχεία που παρουσιάστηκαν μείωση της αλατότητας των επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών. Συμπερασματικά λοιπόν, η συνήθης δημιουργία πυκνών νερών στο χώρο του Αιγαίου Πελάγους τη χειμερινή περίοδο, δεν παράγει νερά αρκετά πυκνά ώστε αυτά να τροφοδοτήσουν τα βαθιά στρώματα της λεκάνης (Gertman κ.ά., 2006, Zervakis κ.ά., 2009). Αντίθετα, η εισροή υψηλής αλατότητας επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών από τη Λεβαντίνη στο Αιγαίο, λειτουργεί ως παράγοντας προδιάθεσης που κατά τη διάρκεια έντονων ψυχρών χειμερινών επεισοδίων διευκολύνει την δημιουργία μεγάλης ποσότητας βαθιών νερών με κύριο χαρακτηριστικό την υψηλή αλατότητα. Αυτό συνέβη κατά την περίοδο των αρχών της δεκαετίας του 90 και οδήγησε στην μαζική εκροή μεγάλων ποσοτήτων πυκνού νερού προέλευσης Αιγαίου από τα Κρητικά Στενά προς την Ανατ. Μεσόγειο, δημιουργώντας το ΕΜΤ. Τα επόμενα έτη, καθώς η εκροή μειώθηκε δραστικά, μικρότερες ποσότητες υψηλής αλατότητας νερού εισήλθαν στο Αιγαίο μειώνοντας έτσι τόσο την αλατότητα όσο και την έκταση εξάπλωσης των LSW και MLIW στο Αιγαίο Πέλαγος. Βιβλιογραφία: Georgopoulos, D., Theocharis, A., Zodiatis, G., Intermediate water formation in the Cretan Sea (South Aegean Sea). Oceanologica Acta (12), 4, Gertman, I., Pinardi, N., Popov, Y., Hecht, A., Aegean Sea Water Masses during the Early Stages of the Eastern Mediterranean Climatic Transient ( ). Journal of Physical Oceanography 36, Josey S., Changes in the heat and freshwater forcing of the Eastern Mediterranean and their influence on deep water formation. Journal of Geophysical Research 108, (C7), Kontoyiannis, H., Theocharis, A., Balopoulos, E., Kioroglou, S., Papadopoulos, V., Collins, M., Velegrakis, A., Iona, A., Water fluxes through the Cretan Arc Straits, Eastern Mediterranean Sea: March 1994 to June Progress in Oceanography 44, Lascaratos, A., Hydrology of the Aegean Sea. In: H. Charnock (Editor), Winds and Currents of the Mediterranean Basin. Harvard University Report in Meteorology and Oceanography, 41, Lascaratos, A., Roether, W., Nittis, K., Klein, B., Recent changes in deep water formation and spreading in the Eastern Mediterranean Sea: a review. Progress in Oceanography 44, (1-3), 5-36.

12 Lykousis, V., Chronis, G., Tselepides, A., Price, N.B., Theocharis, A., Siokou Frangou, I., Van Wambeke, F., Danovaro, R., Stavrakakis, S., Duineveld, G., Georgopoulos, D., Ignatiades, L., Souvermetzoglou, A., Voutsinou Taliadouri, F., Major outputs of the recent multidisciplinary biogeochemical researches undertaken in the Aegean Sea. Journal of Marine Systems 33 34, Malanotte-Rizzoli, P., Manca, B.B., Ribera d Alcala, M., Thoecharis, A., Brenner, S., Budillon, G., and Ozsoy, E., The Eastern Mediterranean in the 80s and in the 90s: the big transition in the intermediate and deep circulations, Dynamics of Atmospheres and Oceans, 29, Manca, B., Budillon, G., Scarazzato, P., Ursella, L., Evolution of dynamics in the eastern Mediterranean affecting water mass structures and properties in the Ionian and Adriatic Seas. Journal of Geophysical Research 108, (C9), Oğuz, T., Sur, H.I., A two-layer model of water exchange through the Dardanelles Strait. Oceanologica Acta 12, (1), Olson, D., Kourafalou, V., Johns, W., Samuels, G., Veneziani, M., Aegean Surface Circulation from a Satellite Tracked Drifter Array. Journal of Physical Oceanography 37, Peneva, E., Stanev, E., Belokopytov, V., Le Traon, P.-Y., Water transport in the Bosphorus Straits estimated from hydrometeorological and altimeter data: seasonal to decadal variability, J. Mar. Syst., 31, Roether, W., Klein B., Manca, B., Theocharis, A., Kioroglou S., Transient Eastern Mediterranean deep waters in response to the massive dense-water output of the Aegean Sea in the 1990s. Progress in Oceanography 74, Sultan, S., James, A., Collins, M., Water masses in the northwestern Aegean, Eastern Mediterranean Sea (Autumn, Winter 1978). Thalassographica 10/1, Theocharis, A., Georgopoulos, D., Dense water formation over the Samothraki and Limnos Plateaux in the north Aegean Sea (Eastern Mediterranean Sea). Continental Shelf Research 13, (8/9), Theocharis, A., Georgopoulos, D., Lascaratos, A., Nittis, K., Water masses and circulation in the central region of the Eastern Mediterranean: Eastern Ionian, South Aegean, and Northwest Levantine, Deep Sea Research II 40, (6), Theocharis, A., Nittis, K., Kontoyiannis, Papageorgiou, E., Balopoulos, S., 1999a. Climatic changes in the Aegean Sea influence the Eastern Mediterranean thermohaline circulation ( ). Geophysical Research Letters 26, 11, Theocharis, A., Balopoulos, E., Kioroglou, S., Kontoyiannis, H., Iona, A., 1999b. A synthesis of the circulation and hydrography of the South Aegean Sea and the Straits of the Cretan Arc (March 1994 January 1995). Progress in Oceanography 44, Theocharis, A., Klein, B., Nittis, K., Roether, W., Evolution and status of the eastern Meditarranean Transient ( ). Journal of Marine Systems 33-34, Ünlüata, U., Oğuz, T., Latif, M.A., Ozsoy, E., On the physical oceanography of the Turkish Straits. In: L. J. Pratt (Editor), The Physical Oceanography of Sea Straits, Kluwer Academic Publishers, Velaoras, D., Lascaratos, A., Deep water mass characteristics and interannual variability in the North and Central Aegean Sea. Journal of Marine Systems, 53, Velaoras, D., Lascaratos, A., North Central Aegean Sea surface and intermediate water masses and their role in triggering the Eastern Mediterranean Transient. Journal of Marine Systems, 83, Zervakis, V., Georgopoulos, D., Drakopoulos, P., The role of the North Aegean in triggering the recent Eastern Mediterranean climatic changes. Journal of Geophysical Research 105, (C11), Zervakis V. and D. Georgopoulos, Hydrology and circulation in the North Aegean (eastern Mediterranean) through 1997 and 1998, Mediterranean Marine Science, 3, Zervakis, V., Theocharis, A., Georgopoulos, D., Circulation and hydrography of the open seas. In: E. Papathanasiou, A. Zenetos (Editors), State of the Hellenic Marine Enviroment, HCMR pub., Zervakis, V., Krasakopoulou, E., Tragou, E., Kontoyiannis, H., Kioroglou, S., Interannual variability of the deep layers in the North Aegean. Proceedings 9th Hellenic Symposium on Oceanography & Fisheries, Vol. I, Zodiatis, G., Water masses and deep convection in the Cretan Sea during late winter Annales Geophysicae 9, Zodiatis, G., Advection of the Black Sea water in the North Aegean Sea. The global Atmosphere and Ocean system 2, Zodiatis, G., Alexandri, S., Pavlakis, P., Jonsson, L., Kallos, G., Demetropoulos, A., Georgiou, G., Tendative study of flow patterns in the North Aegean Sea using NOAA-AVHRR images and 2D model Simulation. Annales Geophysicae 14,