ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΙΓΑΙΟΥ ΛΕΒΑΝΤΙΝΗΣ Βαρώτσου Ε., Σοφιανός Σ., Μαντζιαφού Α. Ομάδα Φυσικής Ωκεανογραφίας και Αριθμητικών Μοντέλων, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Φυσικής, Τομέας Φυσικής Περιβάλλοντος, evaro@oc.phys.uoa.gr, sofianos@oc.phys.uoa.gr, amand@oc.phys.uoa.gr Περίληψη Η περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της γενικής κυκλοφορίας της Μεσογείου. Στην παρούσα εργασία αναλύονται δεδομένα που παρήχθησαν από το επιχειρησιακό ωκεανογραφικό σύστημα ALERMO (0-36 o E και 3-4 o N) με οριζόντια ανάλυση ο /30 (~3.5Km). Στόχος της επεξεργασίας των δεδομένων είναι η ποιοτική και ποσοτική προσέγγιση δυναμικών χαρακτηριστικών [σχετικός στροβιλισμός, κινητική ενέργεια (ΚΕ) και στροβιλώδης κινητική ενέργεια (ΕΚΕ)] για το επιφανειακό στρώμα βάθους 0m της περιοχής προσομοίωσης για το χρονικό διάστημα από /3/007 έως 30/4/00. Για καλύτερη απεικόνιση των χωροχρονικών διακυμάνσεων η περιοχή χωρίστηκε σε τρεις υπολεκάνες (Αιγαίο, Λεβαντίνη, Ανατολικό Ιόνιο). Στα αποτελέσματα βρέθηκε ότι η μέση γενική κυκλοφορία εμφανίζει κυκλωνικό χαρακτήρα και στις 3 υπολεκάνες.αντίθετα, σε μέση και συνοπτική κλίμακα οι σχηματισμοί που κυριαρχούν στην περιοχή είναι αντικυκλωνικού χαρακτήρα Οι εποχικές διακυμάνσεις της ΕΚΕ και της ΚΕ των τριών λεκανών βρίσκονται σε αντίθετη φάση. Λέξεις κλειδιά: κινητική ενέργεια, στροβιλώδης κινητική ενέργεια. ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΙΓΑΙΟΥ ΛΕΒΑΝΤΙΝΗΣ Βαρώτσου Ε., Σοφιανός Σ., Μαντζιαφού Α. Ομάδα Φυσικής Ωκεανογραφίας και Αριθμητικών Μοντέλων, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Φυσικής, Τομέας Φυσικής Περιβάλλοντος, evaro@oc.phys.uoa.gr, sofianos@oc.phys.uoa.gr, amand@oc.phys.uoa.gr Abstract The Eastern Mediterranean region plays an important role in the formulation of the Mediterranean basin general circulation. In this paper, data obtained from the operational oceanographic system ALERMO (0-36 o E and 3-4 o N) with a horizontal resolution of ο / 30 (~3.5 km) are analyzed. The purpose of data processing is the qualitative and quantitative approach of dynamic characteristics of the surface layer of 0m depth in the area of simulation, for the period from /3/007 to 30/4/00. For better understanding of the spatial and temporal variability, the region is divided into three subbasins (Aegean, Levantine, Eastern Ionian Sea). The results show that the mean general circulation is cyclonic in all three basins, in contrast to the mesoscale and synoptic scale circulation which is dominated by anticyclonic features. The seasonal variability of Eddy Kinetic Energy and Kinetic Energy of the three basins exhibit significantly different behavior and are in opposite phase. Keywords: κινητική ενέργεια, στροβιλώδης κινητική ενέργεια.. Εισαγωγή Οι λεκάνες της Μεσογείου (ανατολική και δυτική) είναι λεκάνες συμπύκνωσης, δηλαδή μέσα σε έναν ολόκληρο εποχικό κύκλο χάνουν συνολικά θερμότητα και καθαρό νερό από την επιφάνειά τους. Η επιφανειακή κυκλοφορία της λεκάνης χαρακτηρίζεται από την εισροή νερού
από τον Ατλαντικό (Atlantic Water - AW) δια μέσου των Στενών του Γιβραλτάρ, το οποίο έχει χαμηλότερη αλατότητα και θερμοκρασία σε σχέση με το περιβάλλον του. Η μάζα του γλυκού αυτού νερού, κατά τη ροή του προς την ανατολή, δια μέσου των Στενών της Σικελίας εισέρχεται στη λεκάνη του Ιονίου και στη συνέχεια στη λεκάνη της Λεβαντίνης ως Modified Atlantic Water (MAW) και φθάνει ως την ανατολική της πλευρά με σημαντικά αυξημένες τιμές αλατότητας και θερμοκρασίας ακολουθώντας την κυκλωνική κυκλοφορία που επικρατεί στην Ανατολική Μεσόγειο (Robinson et al., 99). Η μεταφορά της μάζας νερού MAW γίνεται με τη βοήθεια του ρεύματος της Βόρειας Αφρικής (NAC). Στη συνέχεια μετατρέπεται σε ρεύμα της Mικράς Ασίας (Asia Minor Current, AMC) και μεταφέρει το επιφανειακά νερά της Λεβαντίνης τόσο στην έξοδο από τη λεκάνη της Λεβαντίνης όσο και στη εισροή τους στη λεκάνη του Αιγαίου. Η λεκάνη του Αιγαίου σε μεγάλη κλίμακα έχει κυκλωνική ροή, με την εισροή υδάτων από το νοτιοανατολικό Αιγαίο των επιφανειακών υδάτων της Λεβαντίνης (LSW) καθώς και την εισροή κρύων υδάτων της Μαύρης Θάλασσας (BSW) από το στενό των Δαρδανελλίων με δυτική ροή. Η μεταφορά των υδάτων στο νότιο τμήμα της λεκάνης του Αιγαίου και την έξοδο τους από αυτήν γίνεται με τη βοήθεια του παράκτιου ρεύματος της Εύβοιας καθώς και με σχηματισμούς κυκλωνικού και αντικυκλωνικού χαρακτήρα (Zervakis & Georgopoulos, 00). Η μέση κυκλοφορία της Ανατολικής Μεσογείου χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη πολυάριθμων σχηματισμών μέσης και συνοπτικής κλίμακας που οφείλονται στο συνδυασμό ατμοσφαιρικών δράσεων, θερμοαλατικών μεταβολών και έντονων τοπογραφικών διακυμάνσεων. Η μελέτη αυτών των σχηματισμών και τα δυναμικά χαρακτηριστικά της περιοχής είναι δύσκολο να αναλυθούν συνολικά για όλη τη λεκάνη, λόγω μεγάλων χωροχρονικών ελλείψεων των δεδομένων πεδίου. Η μόνη εναλλακτική λύση είναι η χρήση αριθμητικών επιχειρησιακών εργαλείων που δίνουν τη δυνατότητα της χωροχρονικής κάλυψης με ανάλυση που επιτρέπει τη μελέτη σχηματισμών μέσης και συνοπτικής κλίμακας. Η Μεσόγειος θάλασσα αποτελεί περιοχή μείζονος ενδιαφέροντος στα πλαίσια της επιχειρησιακής ωκεανογραφίας. Το σύστημα πρόγνωσης ALERMO του Πανεπιστημίου Αθηνών, από το οποίο παρήχθησαν τα δεδομένα που αναλύονται στην παρούσα εργασία, καλύπτει μεγάλο μέρος της Ανατολικής Μεσογείου (0-36 o E και 3-4 o N) και είναι ενσωματωμένο στο σύστημα παρακολούθησης Mediterranean Operational Oceanography Network (MOON) (www.moonoceanforecasting.eu.), στο οποίο γίνεται συνεχής βαθμονόμηση και επαλήθευση με αφομοίωση μετρήσεων πεδίου(data assimilation). Οι επιχειρησιακές δραστηριότητες πρόγνωσης πραγματοποιούνται σε τρία επίπεδα/κλίμακες: την κλίμακα λεκάνης, τη περιφερειακή κλίμακα (στην οποία ανήκει το σύστημα ALERMO) και την κλίμακα της υφαλοκρηπίδας, παρέχοντας εβδομαδιαίες (5 ημερών) προγνώσεις των χαρακτηριστικών της περιοχής. Αυτά τα τρία επίπεδα συνδέονται μέσω της ένθεσης(nesting) με ένα τηλεσκοπικό πρότυπο, όπου το μοντέλο της υφαλοκρηπίδας είναι ενσωματωμένο στο περιφερειακό και στη συνέχεια το περιφερειακό είναι ενσωματωμένο στο μοντέλο της Μεσογείου. Comment [Anonymous]: προγνώσει ς. Μεθοδολογία Στη συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα συστήματος που έχει ως πυρήνα το μοντέλο Aegean-Levantine Eddy Resolving Model(ALERMO). Το μοντέλο ALERMO τέθηκε σε εφαρμογή, αναπτύχθηκε και δοκιμάστηκε στα πλαίσια των δραστηριοτήτων του συστήματος πρόβλεψης της Μεσογείου (Korres & Lascaratos, 003) συμπεριλαμβανόμενης και της τελευταίας έκδοσης με την εφαρμογή νέας μεθόδου της αρχικοποίησης των μεταβολών. Το
μοντέλο ALERMO βασίζεται στο Princeton Ocean Model (POM, Blumberg & Mellor, 987), το οποίο είναι πρωταρχικών εξισώσεων τριών διαστάσεων της θαλάσσιας κυκλοφορίας. Το μοντέλο ALERMO (που χρησιμοποιείται στην παρούσα εργασία) καλύπτει τη γεωγραφική περιοχή 0 ο E- 36.4 0 E, 30.7 0 N-4. 0 N και έχει ανοικτό όριο στις 0 ο E (Εικ..). Το πλέγμα έχει οριζόντια ανάλυση 0 /30 x 0 /30 (3.5km), 493x36 σημεία και 5σ-επίπεδα στη κατακόρυφη ανάλυση με λογαριθμική κατανομή κοντά στην επιφάνεια, η οποία δίνει καλύτερα αποτελέσματα στο στρώμα ανάμιξης. Η τελευταία έκδοση του μοντέλου έχει αναβαθμιστεί σε οριζόντια ανάλυση 0 /50x 0 /50 (www.oc.phys.uoa.gr/oceanf.html) Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη γενική κυκλοφορία της περιοχής του ALERMO, καθώς και στο πως επηρεάζεται η δυναμική της περιοχής από διάφορα φαινόμενα συνοπτικής και μέσης κλίμακας. Για το σκοπό αυτό η επεξεργασία των δεδομένων έγινε με τέτοιο τρόπο ώστε να φαίνεται καθαρά ο εποχικός κύκλος της κάθε παραμέτρου και η διακύμανση τους τόσο στη συνοπτική όσο και στη μέση κλίμακα. Η χωρική κατανομή απεικονίζει τη μέση ροή των παραμέτρων και δίνει τη δυνατότητα παρατήρησης και ανάλυσης των σχηματισμών. Η χρονική περίοδος που μελετήθηκε είναι από τις Μαρτίου του 007 έως τις 30 Απριλίου του 00 (εβδομαδιαία δεδομένα), χρησιμοποιώντας, για καλύτερη απεικόνιση και κατανόηση της χωρικής και χρονικής μεταβλητότητας του επιφανειακού στρώματος βάθους 0m της περιοχής του ALERMO, την πρώτη μέρα πρόγνωσης. Για τη μελέτη των δυναμικών χαρακτηριστικών της περιοχής του ALERMO χρησιμοποιήθηκαν τα προγνωστικά αποτελέσματα της μεσημβρινής (U) και της ζωνικής (V) ταχύτητας στα 0m για τον υπολογισμό του σχετικού στροβιλισμού (RV) του σχετικού στροβιλισμού της μέσης ροής (MRV), της κινητικής ενέργειας ανά μονάδα μάζας (ΚΕ), της κινητικής ενέργειας της μέσης ροής ανά μονάδα μάζας (ΜΚΕ) και της στροβιλώδους κινητικής ενέργειας ανά μονάδα μάζας (ΕΚΕ) βάσει των παρακάτω τύπων: Comment [Anonymous]: Δεν είμαι σίγουρος εάν η σωστή μετάφραση του primitive equations είναι πρωτογενείς ή πρωταρχικές εξισώσεις. Να ελεγχθεί από τους συγγραφείς, και αν είναι ικανοποιημένοι να παραμείνει Comment [Anonymous3]: /30 ~ 3.5 km, ΌΧΙ 3500 km!!!!! V U Σχετικός στροβιλισμός: RV= X Y V U Σχετικός στροβιλισμός μέσης ροής: MRV = X Y Κινητική ενέργεια: ΚΕ = (U + V ) Κινητική ενέργεια της μέσης ροής : MKE = (U +V ) Στροβιλώδης κινητική ενέργεια: με U = U U και V = V V m m όπου U = U j m και V = m V j (με m το χρόνο ολοκλήρωσης) είναι η μέση ζωνική j= j= και μέση μεσημβρινή συνιστώσα της οριζόντιας ταχύτητας. Για λεπτομερέστερη ανάλυση των διακυμάνσεων, η περιοχή του ALERMO χωρίστηκε σε τρεις υπολεκάνες (Λεβαντίνη, Αιγαίου, Ανατολικό Ιόνιο) (Εικ..). Στις τρεις λεκάνες υπάρχει Comment [Anonymous4]: Το σύμβολο x δεν χρειάζεται για να δηλώσει πολλαπλασιασμό, εκτός αν έχουμε για εξωτερικό γινόμενο διανυσμάτων. Να αφαιρεθεί. Comment [Anonymous5]: Εδώ θα πρέπει να δηλωθεί ότι το j είναι δείκτης του χρόνου και όχι του χώρου (του καννάβου, δηλαδή ότι η μέση τιμή εξάγεται χρονικά (ή όχι;)). Επίσης, είναι κρίσιμο να δηλωθεί σε τι χρονική περίοδο ολοκλήρωσης αντιστοιχεί η μέση τιμή, γιατί ανάλογα με την περίοδο ολοκλήρωσης μπορεί να εξαχθούν πολύ διαφορετικά αποτελέσματα. Είδα βέβαια ότι το γράφετε παρακάτω, οπότε εδώ θα αρκούσε να αναφέρετε ότι το m δηλώνει το χρόνο ολοκλήρωσης 3
γεωγραφική σύνδεση, αλλά τα φαινόμενα που επηρεάζονται από τη γενική κυκλωνική κυκλοφορία της περιοχής είναι διαφορετικής έντασης και χωρικής κλίμακας. Εικ..: Η περιοχή εφαρμογής του επιχειρησιακού συστήματος πρόγνωσης ALERMO. Οι τρεις υπολεκάνες της περιοχής του ALERMO: Λεβαντίνη (κόκκινο χρώμα), Αιγαίο(πράσινο χρώμα) και Ανατολικό Ιόνιο (μπλε χρώμα). 3. Αποτελέσματα Για τη μελέτη της γενικής κυκλοφορίας της περιοχής υπολογίστηκε ο μέσος διανυσματικός όρος των επιφανειακών ταχυτήτων (0m) από όλη τη χρονική διάρκεια της προσομοίωσης του μοντέλου ALERMO. Η μέση κυκλοφορία της εξεταζόμενης περιοχής απεικονίζεται στην Εικ. 3.. Η μέση γενική κυκλοφορία στη λεκάνη του Αιγαίου και της Λεβαντίνης εμφανίζει γενικά κυκλωνικό χαρακτήρα, όμως η γενική δομή επηρεάζεται σημαντικά από την παρουσία σχηματισμών (κυρίως δινών) με διάσταση μερικών βαροκλινικών ακτίνων αποδιαμόρφωσης Rossby (Ο(0- km) για την περιοχή μελέτης). Οι μηχανισμοί δημιουργίας κυκλωνικών και αντικυκλωνικών δινών είναι πολύπλοκη διαδικασία. Η δημιουργία τους πιθανόν να οφείλεται στην επίδραση συγκεκριμένης τοπογραφίας της περιοχής, στην αστάθεια των ρευμάτων ή στην επίδραση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Η χωρική κατανομή της μέσης τιμής του σχετικού στροβιλισμού (Εικ. 3.) εμφανίζει τις μεγαλύτερες τιμές στη λεκάνη της Λεβαντίνης, λόγω της ύπαρξης σε αυτή των εντονότερων και σημαντικότερων κυκλωνικών (θετικός σχετικός στροβιλισμός) και αντικυκλωνικών (αρνητικός σχετικός στροβιλισμός) δινών, καθώς και των ισχυρότερων ρευμάτων. Η χρονική κατανομή του σχετικού στροβιλισμού (Εικ. 3.3) υποδεικνύει έντονη υπερετήσια διακύμανση και εναλλαγές θετικών και αρνητικών τιμών του στροβιλισμού. Υπάρχουν περίοδοι, όπου η χρονική κατανομή του σχετικού στροβιλισμού κυμαίνεται γύρω από τις θετικές τιμές (πρώτο μισό του 009), ενώ άλλοι που κυμαίνεται γύρω από αρνητικές τιμές (πρώτο μισό του 008). Η μέση τιμή του σχετικού στροβιλισμού της υπό μελέτης περιοχής έχει αρνητική τιμή (- 7.534 x 0-8 sec - ), το οποίο σημαίνει ότι στην περιοχή του ALERMO επικρατούν οι αντικυκλωνικοί σχηματισμοί έναντι των κυκλωνικών. Αντίθετα, η μέση τιμή του σχετικού στροβιλισμού της μέσης ροής είναι θετική, υποδεικνύοντας ότι η μέση κυκλοφορία της περιοχής είναι κυκλωνική. Παρότι η μελέτη των διακυμάνσεων αυτών ξεφεύγει από τους στόχους της Comment [Anonymous6]: Να αναφέρετε ότι πρόκειται για βαροκλινική ακτίνα Rossby, και να αναφέρετε ενδεικτικά το εύρος της στις περιοχές εφαρμογής. 4
παρούσας εργασίας, τέτοιες διακυμάνσεις μπορεί να σχετίζονται με μεγάλης κλίμακας διακυμάνσεις ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας. Εικ... : Πεδίο μέσης ροής στο επιφανειακό στρώμα των 0 m της περιοχής του ALERMO από τις /3/007 έως 30/4/00. Comment [Anonymous7]: Λείπει ένα διάνυσμα δείκτης για την εκτίμηση του μεγέθους του κάθε διανύσματος του διανυσματικού πεδίου. Εικ..: Χωρική κατανoμή σχετικού στροβιλισμού ανά μονάδα μάζας της περιοχής του ALERMO από τις /3/007 έως 30/4/00. 5
Εικ..3: Χρονική κατανομή του σχετικού στροβιλισμού (μπλε γραμμή), εποχιακός κύκλος σχετικού στροβιλισμού (κόκκινη γραμμή) ανά μονάδα μάζας και μέση τιμή του σχετικού στροβιλισμού της μέσης ροής για την περιοχή του ALERMO από τις /3/007 έως 30/4/00. Εικ..4: Χρονική κατανομή ΕΚ, ΕΚΕ, ΜΚ ανά μονάδα μάζας για την περιοχή του ALERMO για τη χρονική περίοδο /3/007 έως 30/4/00. Από τη μελέτη των χρονικών κατανομών των ενεργειακών χαρακτηριστικών της εξεταζόμενης περιοχής (ΚΕ, ΕΚΕ, ΜΚΕ, Εικ. 3.4) συμπεραίνουμε ότι η στροβιλώδης κινητική ενέργεια αποτελεί το μεγαλύτερο ποσοστο (76.64%) της συνολικής κινητικής ενέργειας της λεκάνης, έναντι της κινητικής ενέργεια της μέσης ροής (3.35% ) και αποτελεί το καθοριστικό παράγοντα του ενεργειακού ισοζυγίου. Στις κατανομές αυτές καταγράφεται η έντονη διακύμανση που επικρατεί στην περιοχή για τα τρία χρόνια μελέτης. Η έντονη αυτή διακύμανση οφείλεται Comment [Anonymous8]: Είναι λίγο ασαφές το τι παρουσιάζει το σχήμα. Είναι τα ΚΕ, ΕΚΕ και ΜΚΕ σε ένα μέσο pixel, (συνολική κινητική ενέργεια δια αριθμό κυψελών καννάβου); Αλλιώς οι τιμές είναι εξαιρετικά μικρές. 6
κατά κύριο λόγω σε συνοπτικής κλίμακας φαινόμενα. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνεται και από το ότι ο εποχικός κύκλος (δεν παρουσιάζεται σε σχήμα) της κινητικής ενέργειας είναι πολύ μικρότερος από αυτόν της γενικής διακύμανσης. Εικ..5: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής της στροβιλώδους κινητικής ενέργειας ανά μονάδα μάζας για την περιοχή του ALERMO για τη χρονική περίοδο /3/007 έως 30/4/00. Η χωρική κατανομή της στροβιλώδους κινητικής ενέργειας σε συνδυασμό με την βαθυμετρία της περιοχής (Εικ. 3.5) δείχνει ότι η λεκάνη της Λεβαντίνης εμφανίζει τις μεγαλύτερες τιμές. Η κατανομή αυτή οφείλεται στα έντονα φαινόμενα μέσης κλίμακας που επικρατούν στην περιοχή, καθώς και στην αλληλεπίδραση των σχηματισμών αυτών με τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Όπως χαρακτηριστικά φαίνεται στο σχήμα το ρεύμα της Βόρειας Αφρικής εμφανίζει έντονη διακύμανση στα όρια της ηπειρωτικής υφαλοκρηπίδας, ενώ στα όρια που ελαχιστοποιείται η ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα εμφανίζεται ο αντικυκλώνας Mersha-Matruh. Μεγάλη τιμή της στροβιλώδους κινητικής ενέργειας σχετίζεται με τη δημιουργία δινών, οι οποίες ακολουθούν την τοπογραφική ύφεση βορειοανατολικά του Mersha-Matruh και φαίνεται ότι παγιδεύονται στην κεντρική Λεβαντίνη στην περιοχή της υποθαλάσσιας κοιλάδας. Η λεκάνη του Αιγαίου εμφανίζει μικρότερη ένταση της στροβιλώδους κινητικής ενέργειας, με σημαντική αύξηση των τιμών στο βορειοανατολικό τμήμα της λεκάνης, λόγω κυρίως των φαινομένων συνοπτικής κλίμακας και της μεταβλητότητας της τοπογραφίας. Από τις χρονικές κατανομές της κινητικής ενέργειας των επιμέρους υπολεκανών (Εικ. 3.6) είναι φανερό ότι η ΚΕ στη λεκάνη της Λεβαντίνης κυμαίνεται στα υψηλότερα επίπεδα τιμών. Από την άλλη η λεκάνη του Αιγαίου εμφανίζει περιόδους έξαρσης των μέγιστων τιμών της κινητικής ενέργειας, ιδίως κατά τη θερινή περίοδο, όπου ξεπερνά ακόμα και τις τιμές της λεκάνης της Λεβαντίνης. Η έξαρση αυτή των μέγιστων τιμών στη λεκάνη του Αιγαίου δικαιολογείται από δύο ισχυρά φαινόμενα συνοπτικής κλίμακας που δρουν στην περιοχή την περίοδο αυτή. Τη μέγιστη εισροή κρύων και υφάλμυρων υδάτων από το στενό των Δαρδανελλίων (BSW) και την επίδραση των Βόρειων ανέμων στο επιφανειακό στρώμα της θάλασσας, τα οποία έχουν ως 7
αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός ισχυρού μετώπου μεταξύ των υφάλμυρών υδάτων (BSW) και των αλμυρών υδάτων που έρχονται από τη Λεκάνη της Λεβαντίνης. Το μέτωπο αυτό μπορεί να γίνεται ασταθές με τη δημιουργία μαιάνδρων και στροβίλων μεγάλης ταχύτητας (Tzali et al., 00). Το γεγονός ότι η έξαρση της κινητικής ενέργειας στο Αιγαίο οφείλεται σε φαινόμενα συνοπτικής κλίμακας επιβεβαιώνεται από την εξέταση της χρονικής κατανομής της κινητικής ενέργειας συνοπτικής κλίμακας (όπου έγινε αποκοπή συχνοτήτων που αντιστοιχούν σε περιόδους μεγαλύτερες του μήνα) και στην οποία φάνηκε ότι η λεκάνη του Αιγαίου εμφανίζει και πάλι τη μέγιστη διακύμανση (δεν εμφανίζεται σε σχήμα). Εικ..6: Χρονική κατανομής της ΚΕ ανά μονάδα μάζας,των υπολεκανών της περιοχής του ALERMO για τη χρονική /3/007 έως 30/4/00. Η μελέτη των εποχικών κύκλων της ΚΕ και ΕΚΕ στις 3 υπολεκάνες (Εικ. 3.7) έδειξε ότι αυτοί έχουν διαφορετικό εύρος και φάση. Οι εποχικοί κύκλοι ΚΕ και ΕΚΕ των λεκανών Αιγαίου- Λεβαντίνης βρίσκονται σε αντίθετη φάση. Η ΚΕ της λεκάνης της Λεβαντίνης έχει τις υψηλότερες τιμές, με το μέγιστο των τιμών να παρατηρείται κατά τη χειμερινή περίοδο, ενώ η ΚΕ του Αιγαίου παρουσιάζει το μεγαλύτερο εύρος τιμών. Όσον αφορά στη ΕΚΕ, οι δύο λεκάνες εμφανίζουν το ίδιο εύρος τιμών, με τη λεκάνη της Λεβαντίνης να κυμαίνεται στα υψηλότερα επίπεδα τιμών, λόγω των έντονων διατμήσεων των ρευμάτων και μιας σειράς αντικυκλωνικών δινών μέσης κλίμακας. Σε αντίθεση η λεκάνη του Αιγαίου, κυμαίνεται στα χαμηλότερα επίπεδα τιμών και το μέγιστο των τιμών εμφανίζεται κατά τη θερινή περίοδο, λόγω των δύο ισχυρών φαινομένων που αναφέρθηκαν παραπάνω. Η λεκάνη του Ιονίου εμφανίζει μια ενδιάμεση διακύμανση και στις δύο παραμέτρους, οι οποίες για τη λεκάνη αυτή βρίσκονται σε αντίθετη φάση. Comment [Anonymous9]: Και εδώ πάλι, σχετιζόμενο με το παραπάνω. Αυτές οι εκτιμήσεις αντιστοιχούν σε πυκνότητα κινητικής ενέργειας, και όχι στη συνολική κινητική ενέργεια Ιονίου, Αιγαίου και Λεβαντίνης. Κάπου θα πρέπει αυτό να αποσαφηνίζεται. 8
Εικ..7: Εποχιακοί κύκλοι της KE (συνεχής γραμμή) και ΕΚΕ (διακεκομμένη γραμμή) ανά μονάδα μάζας των λεκανών Αιγαίου (κόκκινο), Ανατολικού Ιονίου (μπλε) και Λεβαντίνης (πράσινη) για τη χρονική περίοδο /3/007 έως 30/4/00. 4. Συμπεράσματα Η κυκλοφορία της περιοχής της Ανατολικής Μεσογείου μελετήθηκε για τη χρονική περίοδο /3/007 έως και 30/4/00, χρησιμοποιώντας το προγνωστικό ωκεανογραφικό σύστημα του ALERMO. Στόχος της επεξεργασίας των δεδομένων ήταν να εκτιμηθεί η χωρική και χρονική μεταβλητότητα των δυναμικών χαρακτηριστικών της περιοχής για φαινόμενα μέσης και συνοπτικής κλίμακας. Για το λόγο αυτό μελετήθηκε το πεδίο μέσης ροής καθώς και οι χωροχρονικές διακυμάνσεις των παραμέτρων του σχετικού στροβιλισμού (RV), της κινητικής ενέργειας (ΚΕ) και της στροβιλώδους κινητικής ενέργειας (ΕΚΕ). Τα συμπεράσματα που προέκυψαν αναδεικνύουν την επικράτηση της κυκλωνικής κυκλοφορίας στη μέση (γενική) κυκλοφορία της περιοχή του ALERMO. Αντίθετα, σε μέση και συνοπτική κλίμακα οι σχηματισμοί που κυριαρχούν στην περιοχή είναι αντικυκλωνικού χαρακτήρα. Από τη μελέτη των ενεργειακών χαρακτηριστικών της λεκάνης προέκυψε ότι η ΕΚΕ επικρατεί στα δυναμικά χαρακτηριστικά της περιοχής, με τη δημιουργία έντονων σχηματισμών (δινών και ρευμάτων) μέσης και συνοπτικής κλίμακας, που οφείλονται στο συνδυασμό ατμοσφαιρικών δράσεων, θερμοαλατικών μεταβολών και έντονων τοπογραφικών διακυμάνσεων. Για περαιτέρω ανάλυση των δυναμικών χαρακτηριστικών η περιοχή χωρίστηκε σε τρεις υπολεκάνες Αιγαίου-Λεβαντίνης-Ανατολικού Ιονίου. Οι κατανομές της ΚΕ και της ΕΚΕ των τριών λεκανών δείχνουν ότι το οι μεγαλύτερες τιμές εμφανίζονται κατά κύριο λόγο στη λεκάνη της Λεβαντίνης, λόγω της μεγάλης έκτασης της, με μέγιστες τιμές τη χειμερινή περίοδο που πιθανόν να οφείλονται στις έντονες διατμήσεις θαλάσσιων ρευμάτων και τη δημιουργία έντονων σχηματισμών, ενώ υπάρχουν ενδείξεις ότι η μεταβλητότητα της τοπογραφίας της περιοχής παίζει επίσης σημαντικό ρόλο. Παρόλα αυτά η λεκάνη του Αιγαίου εμφανίζει έντονες εξάρσεις συνοπτικής κλίμακας στην κινητική της ενέργεια κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, που ενίοτε ξεπερνούν σε μέγεθος τις αντίστοιχες τιμές κινητικής ενέργειας της Λεβαντίνης. Αυτές οι εξάρσεις συμπίπτουν χρονικά με την ύπαρξη επεισοδίων βόρειων ανέμων στην περιοχή (Ετησίες) και με τη μέγιστη ροή εισόδου των υφάλμυρων νερών από τα Δαρδανέλλια 9
Οι εποχικοί κύκλοι της ΚΕ και της ΕΚΕ μεταξύ Αιγαίου και Λεβαντίνης βρίσκονται σε αντίθετη φάση. Η λεκάνη της Λεβαντίνης εμφανίζει μεγαλύτερες τιμές ΚΕ σε σχέση με το Αιγαίο, ενώ το Αιγαίο εμφανίζει μεγαλύτερο εύρος τιμών. Συμπερασματικά αναφέρεται ότι ο εποχικός κύκλος είναι πολύ μικρότερος από τη γενική διακύμανση των τιμών των ενεργειακών χαρακτηριστικών. Η διαφορά αυτή οφείλεται στην επίδραση φαινομένων συνοπτικής κλίμακας. 5. Βιβλιογραφικές Αναφορές Blumberg A. & Mellor, G. L., 987. A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model. In Three- Dimensional Coastal Ocean Models, N. S. Heaps (Ed.), -6, American Geophysical Union, Washington, DC. Korres, G. and Lascaratos, A., 003. An eddy resolving model of the Aegean and Levantine basinsfor the Mediterranean Forecasting System Pilot Project (MFSPP): Implementation and climatological runs, Ann. Geophys.,, 05-0. Robinson, A.R., Golnaraghi, M., Leslie, W.G., Artegiani, A., Hecht, A., Lazzoni, E., Michelato, A., Sansone, E., Theocharis, A. & Ünlüata, Ü. The eastern Mediterranean general circulation: features, structure and variability. Dynamics of Atmospheres and Oceans 5, no. 3-5 (April 99): 5-40. Tzali M., Sofianos S., Mantziafou A. & Skliris N., 00, Modelling the impact of Black Seawater inflow on the North Aegean Sea hydrodynamics, Ocean Dynamics, Vol. 60, No 3.pp.585-596. Zervakis, V. &Georgopoulos, D.,00. Hydrology and circulation in the North Aegean (eastern Mediterranean) throughout 997 and 998. Mediterranean Marine Science, 3/, 5-9. Δικτυακοί τόποι: www.oc.phys.uoa.gr/oceanf.html., www.moon-oceanforecasting.eu Comment [Anonymous0]: Να διαμορφωθεί σύμφωνα με τα πρότυπα που απαιτούνται από το Συνέδριο 0