ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΤΗΤΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΣΤΙΣ ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΘΑΛΑΣΣΕΣ ΑΠΟ ΧΡΟΝΟΣΕΙΡΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΟΣΕΙΔΩΝ: ΠΡΟΚΑΤΑΡΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Βελαώρας Δ., Κάσσης Δ., Περιβολιώτης Λ., Παγώνης Π., Χονδρονάσιος Α., Νίττης Κ. Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών, dvelaoras@hcmr.gr Περίληψη Χρονοσειρές θερμοκρασίας και αλατότητας σε τρεις θέσεις πλωτών μετρητικών σταθμών του συστήματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ εξετάζονται με σκοπό τη μελέτη εποχικής και και υπερετήσιας μεταβλητότητας χαρακτηριστικών της γενικής κυκλοφορίας. Επιλέχθηκαν οι σταθμοί του Άθω, του Κρητικού Πελάγους και της Πύλου, καθώς αυτοί παρέχουν δεδομένα σε διάφορα βάθη, ενώ παράλληλα σηματοδοτούν τρεις κύριες λεκάνες: του βορείου Αιγαίου, του Κρητικού Πελάγους και του Νότιου Ιονίου Πελάγους, αντίστοιχα. Η μελέτη των T, S αποκαλύπτει σημαντικές εποχικές μεταβολές και αποτυπώνει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε λεκάνης. Επιβεβαιώνεται η δυσκολία δημιουργίας πυκνών νερών στο Βόρειο Αιγαίο λόγω της παρουσίας του επιφανειακού Black Sea Water (BSW), ενώ από τα δεδομένα του Κρητικού Πελάγους αναδεικνύεται η ανανέωση του ενδιάμεσου στρώματος τη χειμερινή περίοδο. Στα ενδιάμεσα νερά του Κρητικού Πελάγους και του Νότιου Ιονίου παρατηρήθηκε σημαντική άνοδος της θερμοκρασίας και της αλατότητας από τα μέσα του 2008 και τα μέσα του 2009 αντίστοιχα. Το φαινόμενο αυτό είναι πιθανό να οφείλεται σε γενικότερη μεταβολή των χαρακτηριστικών του ενδιάμεσου στρώματος στην Ανατ. Μεσόγειο, χωρίς να αποκλείεται και η αλληλεπίδραση ανάμεσα στις δύο υπό εξέταση λεκάνες. Λέξεις κλειδιά: Επιχειρησιακή Ωκεανογραφία, Ανατολική Μεσόγειος, δημιουργία ενδιάμεσων θαλάσσιων μαζών. TEMPERATURE AND SALINITY VARIABILITY IN THE GREEK SEAS BASED ON POSEIDON STATIONS TIMESERIES: PRELIMINARY RESULTS Velaoras D., Kassis D., Perivoliotis L., Pagonis P., Hondronasios A., Nittis K. Institute of Oceanography, Hellenic Center for Marine Research, dvelaoras@hcmr.gr Abstract Temperature and salinity timeseries provided by three POSEIDON buoys are being examined in order to study the seasonal and interannual variability of general circulation characteristics. The sites of Athos, Cretan Sea and Pylos have been chosen, as these buoys provide measurements at various depths, while they represent 3 major basins: North Aegean Sea, Cretan Sea and South Ionian Sea, respectively. The study of the T and S characteristics reveals important seasonal changes and depicts the particular characteristics of each basin. Dense water production in the North Aegean is found to be hindered by the presence of the surface Black Sea Water (BSW) mass. On the other hand, intermediate water mass in the Cretan Sea seem to be renewed during the winter season. A significant temperature and salinity rise has been monitored in both the Cretan and South Ionian Seas from the middle of 2008 and 2009 onwards, respectively. This may be possibly attributed to changes in the intermediate water masses of the Eastern Mediterranean, without ruling out the possibility of interaction between the two basins. Keywords: Operational Oceanography, Eastern Mediterranean, intermediate water mass formation.
1. Εισαγωγή - Δεδομένα Το σύστημα ΠΟΣΕΙΔΩΝ-ΙΙ (2005-2008) αναβάθμισε σημαντικά τις δυνατότητες καταγραφής και πρόγνωσης του αρχικού συστήματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ, το οποίο λειτουργεί επιχειρησιακά στις Ελληνικές Θάλασσες από το 2000 (www.poseidon.hcmr.gr). Οι αναβαθμίσεις περιέλαβαν την ανάπτυξη δύο επιπλέον πολυπαραμετρικών πλωτών μετρητικών σταθμών στο Κρητικό Πέλαγος (Ε1Μ3Α) και στο Νοτιοανατολικό Ιόνιο (Πύλος). Στην παρούσα εργασία θα παρουσιαστούν προκαταρκτικά αποτελέσματα από τις μετρήσεις θερμοκρασίας και αλατότητας στους σταθμούς του Κρητικού Πελάγους και της Πύλου, μαζί και με αντίστοιχα αποτελέσματα από το σταθμό του Άθω. Οι θέσεις των σταθμών φαίνονται στην Εικόνα 1. Εικόνα 1: Θέσεις σταθμών Άθω, Κρητικού Πελάγους (Ε1Μ3Α) και Πύλου. Οι θέσεις των επιλεγμένων σταθμών αντιπροσωπεύουν τρεις θαλάσσιες λεκάνες με διαφορετικά χαρακτηριστικά, αλλά και σαφή αλληλεπίδραση. Οι συγκεκριμένοι σταθμοί στις τρεις αυτές θέσεις μετρούν πλήθος ατμοσφαιρικών καθώς και ωκεανογραφικών παραμέτρων σε διάφορα βάθη. Στην παρούσα εργασία θα εξεταστούν οι χρονοσειρές της in-situ θερμοκρασίας και αλατότητας. Στον Πίνακα 1 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα βάθη καταγραφής και ο τύπος αισθητήρα της θερμοκρασίας και αλατότητας για κάθε θέση. Θέση Βάθη μέτρησης (m) για T και S Τύπος αισθητήρα Άθως Επιφάνεια, 20, 50, 75, 100 Aanderaa 3919A (επιφάνεια)/ Seabird 37 IM C-T (20-100m) Κρητικό Πέλαγος (Ε1Μ3Α) Επιφάνεια, 20, 50, 75, 100, 250, 400, 600, 1000 Seabird SIP (επιφάνεια)/seabird 16plus-IMP C-T (20-100μ)/Seabird 37 IM C-T (250-1000m) Πύλος Επιφάνεια, 20, 50, 75, 100, 250, 400, 500 Aanderaa 3919A ή Seabird SIP (επιφάνεια)/ Seabird 37 IM C-T (20-500m) Πίνακας 1: Βάθη καταγραφής Τ και S και τύποι αισθητήρων στους σταθμούς Άθω, Κρητικού Πελάγους και Πύλου. Προβλήματα βλαβών των αισθητήρων δημιουργούν ασυνέχειες στις μετρήσεις. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν τμήματα των χρονοσειρών που δεν παρουσιάζουν σημαντικά κενά. Αυτά είναι:
Θέση Περίοδος Άθως Ιανουάριος 2008 Οκτώβριος 2010 Κρητικό Πέλαγος (Ε1Μ3Α) Μάιος 2007 Ιανουάριος 2009 Πύλος Ιανουάριος 2008 Ιανουάριος 2011 Πίνακας 2: Χρονική περίοδος καταγραφής Τ και S στους σταθμούς Άθω, Κρητικού Πελάγους και Πύλου. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι χρονοσειρές της επιφανειακής αλατότητας δεν παρουσιάζονται στα διαγράμματα που ακολουθούν, καθώς οι αισθητήρες της επιφανειακής αλατότητας αντιμετωπίζουν προβλήματα βιοαπόθεσης (biofouling) γεγονός που μειώνει την αξιοπιστία των μετρήσεων. Οι πυκνότητες σθ που παρουσιάζονται, παρήχθησαν για όλες τις περιπτώσεις που υπήρξαν ζεύγη T και S, σύμφωνα με την ΕΟS-80. Τιμές χωρίς φυσικό περιεχόμενο, spikes και προδήλως λανθασμένες εγγραφές αισθητήρων αφαιρέθηκαν. Τέλος, οι χρονοσειρές (μετρήσεις ανά 3ωρο, συνολικά 8 ανά ημέρα) έχουν επεξεργαστεί με low-pass φίλτρο τύπου Butterworth με στόχο την απομάκρυνση του υψίσυχνου σήματος (<5 ημερών) 2. Παρατηρήσεις Τ, S και σ θ 2.1. ΑΘΩΣ Παρουσιάζονται δεδομένα από μετρήσεις της περιόδου Ιανουαρίου 2008 Οκτωβρίου 2010. Οι παρατηρήσεις αφορούν τα βάθη των 1, 20, 50, 75 και 100m για την in-situ θερμοκρασία και 20, 50, 75, 100m για την αλατότητα. Η πυκνότητα σ θ έχει παραχθεί για όσες χρονικές τιμές και βάθη υπήρχαν αντίστοιχα ζεύγη T και S. Οι Εικόνες 2, 3 και 4 που ακολουθούν παρουσιάζουν τις χρονοσειρές της θερμοκρασίας, της αλατότητας και της πυκνότητας σ θ. Εικόνα 2. Χρονοσειρά in-situ θερμοκρασίας σε βάθη 1, 20, 50, 75 και 100m από τον σταθμό του Άθω κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Οκτωβρίου 2010.
Εικόνα 3. Χρονοσειρά αλατότητας σε βάθη 20, 50, 75 και 100m από τον σταθμό του Άθω κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Οκτωβρίου 2010. Εικόνα 4. Χρονοσειρά πυκνότητας σθ σε βάθη 20, 50, 75 και 100m από τον σταθμό του Άθω κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Οκτωβρίου 2010. Στις εικόνες διακρίνεται έντονη εποχική μεταβλητότητα. Η ανάπτυξη του θερμοκλινούς λόγω επιφανειακής θέρμανσης ξεκινά περίπου το Μάιο και κορυφώνεται τη θερινή περίοδο, ενώ η ψύξη της υδάτινης στήλης ξεκινά στις αρχές του φθινοπώρου και σταδιακά η στήλη αποκτά ομογενή πυκνότητα. Η ομογενοποίηση φαίνεται να είναι πλήρης για τα πρώτα 100m περίπου, από τον μήνα Ιανουάριο ως και τα τέλη της άνοιξης. Αν και δεν διατίθενται στοιχεία για βάθη μεγαλύτερα των 100m, από την χρονοσειρά της πυκνότητας μπορεί να υποτεθεί ότι κατά την υπό εξέταση περίοδο και στην περιοχή του σταθμού η χειμερινή ομογενοποίηση σε μεγάλο βαθμό δεν ξεπερνά το βάθος των 100m. Αυτό γιατί οι επιφανειακές πυκνότητες κατά την περίοδο της κορύφωσης της ομογενοποίησης εμφανίζονται χαμηλότερες ή ίσες της σθ 29 kgr/m 3, αρκετά δηλαδή μικρότερες από τις γνωστές από τη βιβλιογραφία τιμές πυκνότητας του ενδιάμεσου στρώματος στη περιοχή. Κατά συνέπεια κατά την υπό εξέταση περίοδο, δεν παρατηρήθηκε δημιουργία πυκνών νερών στην περιοχή του μετρητικού σταθμού του Άθω. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι τη χειμερινή περίοδο, οι τιμές της θερμοκρασίας σε βάθη 1 και 20m είναι σαφώς χαμηλότερες σε σχέση με τα υποκείμενα στρώματα, χωρίς όμως αυτό να οδηγεί σε αστάθεια, λόγω της ιδιαίτερα χαμηλής αλατότητας του επιφανειακού στρώματος στην περιοχή. Η χαμηλή αυτή αλατότητα οφείλεται στην παρουσία νερού της Μαύρης Θάλασσας (Black
Sea Water BSW) που φτάνει στην περιοχή από τα Δαρδανέλλια (Zodiatis, 1994). Η παρουσία του BSW δρα με τον τρόπο αυτό ανασταλτικά για την παραγωγή πυκνών νερών στην περιοχή, καθώς το επιφανειακό χαμηλής αλατότητας στρώμα που το BSW δημιουργεί, μπορεί να χάσει αρκετή πλευστότητα χωρίς όμως να γίνει αρκετά πυκνό ώστε να δημιουργήσει βαθιά νερά (Zervakis κ.ά., 2000). Το βάθος μέχρι του οποίου παρατηρείται η επίδραση του BSW δεν ξεπερνά τα 50m, γεγονός γνωστό στη βιβλιογραφία (Zodiatis κ.ά., 1996). Η αλατότητα του επιφανειακού στρώματος (20m) παίρνει την ελάχιστη τιμή της (35.2 36.7 psu περίπου) τη θερινή περίοδο, γεγονός που συνδέεται με την μέγιστη εισροή BSW στο Βόρειο Αιγαίο η οποία κορυφώνεται την ίδια περίοδο (Zodiatis, 1994). Το τοπικό αυτό ελάχιστο παρουσιάζεται μειωμένο τη θερινή περίοδο του 2010. Αυτό οφείλεται είτε σε υπερετήσια μεταβολή της ποσότητας (ή της αλατότητας) του εισερχόμενου BSW (Zervakis κ.ά., 2000), είτε σε τοπική μεταβολή της κυκλοφορίας στη περιοχή του μετρητικού σταθμού. Αν και το βάθος των 100m δεν βρίσκεται στον πυρήνα του ενδιάμεσου στρώματος στο Βόρειο Αιγαίο, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι είναι το ανώτερο κατώφλι αυτού του στρώματος (Velaoras και Lascaratos, 2010) και κατά συνέπεια μπορούν οι μεταβολές στα χαρακτηριστικά του να σχετιστούν με μεταβολές στα χαρακτηριστικά του ενδιάμεσου στρώματος. Έτσι, η άνοδος της θερμοκρασίας των ενδιάμεσων νερών που παρατηρείται περίπου από τα τέλη της άνοιξης μέχρι τις αρχές του χειμώνα, συνοδεύεται από αντίστοιχη άνοδο της αλατότητας η οποία ξεκινά από το τέλος του χειμώνα και κορυφώνεται στα τέλη του φθινοπώρου. Παράλληλα, τη θερινή περίοδο που η αλατότητα στα ενδιάμεσα νερά αυξάνει, η αλατότητα στην επιφάνεια μειώνεται σημαντικά όπως φαίνεται από την Εικόνα 3. Η αποσύμπλεξη αυτή των επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών σχετίζεται με την παύση της χειμερινής ομογενοποίησης. Στην περίοδο αυτή το ενδιάμεσο στρώμα τροφοδοτείται με ποσότητες ενδιάμεσων νερών Λεβαντινής προέλευσης (Levantine Intermediate Water LIW) που εισέρχονται στην περιοχή του Βορείου Αιγαίο από το Νότιο Αιγαίο που επικοινωνεί με τη Λεβαντίνη με τα Ανατολικά Κρητικά Στενά (Zodiatis, 1994, Zervakis κ.ά., 2000, Velaoras και Lascaratos, 2005). Εικόνα 5. Κατακόρυφη κατανομή πυκνότητας σθ (kgr/m 3 ) σε βάθη από 20 ως και 100m από τον σταθμό του Άθω κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Οκτωβρίου 2010. Η αλατότητα στα 100m ξεπερνά τη θερινή περίοδο τα 39.2 psu, ενώ οι ελάχιστες τιμές το χειμώνα κάτω από συνθήκες ομογενοποίησης κυμαίνονται στα 38.8 psu περίπου. Αντίστοιχες ακρότατες τιμές της θερμοκρασίας είναι: Μέγιστη τιμή >17 0 C και ελάχιστη 14 14.6 0 C. Η μέγιστη πυκνότητα στα 100m εμφανίζεται στο τέλος της άνοιξης αρχές καλοκαιριού και φτάνει σθ 29.20 kgr/m 3 το 2008 και 2009. Το μέγιστο της πυκνότητας καθορίζεται πρωτίστως από τη (χαμηλή) θερμοκρασία και σε δεύτερο βαθμό από την (ανερχόμενη) αλατότητα. Έτσι, το 2010 η αυξημένη κατά περίπου 0.5-1 0 C θερμοκρασία σε σχέση με την αντίστοιχη περίοδο του 2008 και 2009, οδηγεί σε πυκνότητα σθ που δεν υπερβαίνει τα 29 kgr/m 3. Η κατακόρυφη κατανομή της πυκνότητας στα 20 100m στην υπό εξέταση περίοδο φαίνεται στην Εικόνα 5. Διακρίνεται η μείωση της πυκνότητας κατά το 2010.
2.2. ΚΡΗΤΙΚΟ ΠΕΛΑΓΟΣ Στη συνέχεια θα παρουσιασθούν αντίστοιχα δεδομένα από το μετρητικό σταθμό του Κρητικού Πελάγους για την περιόδο Μαΐου 2007 Ιανουαρίου 2010, τα οποία συμπίπτουν με μικρό τμήμα της χρονοσειράς του Άθω. Οι παρατηρήσεις αφορούν τα βάθη των 1, 20, 50, 75, 100, 250, 400, 600 και 1000m για την in-situ θερμοκρασία και 20, 50, 75, 100, 250, 400, 600 και 1000m για την αλατότητα. Η πυκνότητα σ θ έχει παραχθεί για όσες χρονικές τιμές και βάθη υπήρχαν αντίστοιχα ζεύγη T και S. Οι Εικόνες 6, 7 και 8 που ακολουθούν παρουσιάζουν τις χρονοσειρές της θερμοκρασίας, της αλατότητας και της πυκνότητας σ θ. Εικόνα 6. Χρονοσειρά in-situ θερμοκρασίας σε βάθη 1, 20, 50, 75, 100, 250, 400, 600 και 1000m από τον σταθμό του Κρητικού Πελάγους κατά την περίοδο Μαΐου 2007 Ιανουαρίου 2009. Εικόνα 7. Κατακόρυφη κατανομή αλατότητας (psu) σε βάθη από 20 ως και 800m από τον σταθμό του Κρητικού Πελάγους κατά την περίοδο Μαΐου 2007 Ιανουαρίου 2009.
Εικόνα 8. Χρονοσειρά πυκνότητας σθ σε βάθη 20, 50, 75, 100, 250, 400, 600 και 1000m από τον πλωτήρα του Κρητικού Πελάγους κατά την περίοδο Μαΐου 2007 Ιανουαρίου 2009. Στις εικόνες διακρίνεται έντονη εποχική μεταβλητότητα. Η ανάπτυξη του εποχικού θερμοκλινούς ξεκινά περίπου το Απρίλιο και κορυφώνεται στο τέλος της θερινής περιόδου. Η καταστροφή του θερμοκλινούς και η ψύξη της υδάτινης στήλης ξεκινά στα μέσα φθινοπώρου. Σταδιακά η στήλη ομογενοποιείται. Η ομογενοποίηση κορυφώνεται τον μήνα Μάρτιο και είναι πλήρης τουλάχιστον για τα πρώτα 250m, χωρίς όμως να αγγίζει το βάθος τον 400m. Κατά συνέπεια, βεβαιώνεται ότι την χειμερινή περίοδο του 2008, υπήρξε δημιουργία ενδιάμεσων νερών στο Κρητικό Πέλαγος. Η δημιουργία ενδιάμεσων νερών στο Κρητικό Πέλαγος έχει καταγραφεί βιβλιογραφικά στο παρελθόν (π.χ. Georgopoulos κ.ά., 1989, Roether κ.ά., 1998). Κατά την περίοδο της κορύφωσης της ομογενοποίησης η πυκνότητα από την επιφάνεια ως και τα 250m έχει τιμή 29.08>σθ>29.12 kgr/m 3, ενώ οι τιμές in-situ Τ και S είναι 14.9<T<15.1 0 C και 39<S<39.06 psu αντίστοιχα. Οι τιμές αυτές σύμφωνα και με τη βιβλιογραφία (Astraldi κ.ά., 1999, Theocharis et al, 1998), χαρακτηρίζουν τη μάζα που δημιουργείται ως Ενδιάμεσο Νερό του Κρητικού (Cretan Intermediate Water - CIW). Στην χρονοσειρά της κατακόρυφης δομής της αλατότητας (Εικόνα 7) διακρίνεται: α) Επιφανειακή/υποεπιφανειακή μάζα με χαρακτηριστικό τη χαμηλή αλατότητα. Οι τιμές της αλατότητας της μάζας αυτής (περίπου 38.5<S<38.9 psu) δείχνουν ότι πρόκειται για μάζα προέλευσης Ατλαντικού (Modified Atlantic Water MAW) που εισέρχεται στην περιοχή του Κρητικού Πελάγους από τα Δυτικά Κρητικά Στενά (Theocharis κ.ά., 1993, Theocharis κ.ά., 1999). Ο πυρήνας του MAW βρίσκεται σε βάθος μικρότερο των 100m, β) Επιφανειακή/υποεπιφανειακή μάζα με χαρακτηριστικό τη υψηλή αλατότητα. Πρόκειται για μάζα επιφανειακού νερού της Λεβαντίνης (Levantine Surface Water LSW) που εισέρχεται στο Κρητικό Πέλαγος από τα Ανατολικά Κρητικά Στενά, με κύριο χαρακτηριστικό την υψηλή αλατότητα, η τιμή της οποίας ξεπερνά τα 39.20 psu τη θερινή περίοδο. Στην εικόνα παρατηρείται εναλλαγή MAW και LSW στο επιφανειακό/υποεπιφανειακό στρώμα, γεγονός που συνδέεται με την κυκλοφορία της περιοχής. Η ανίχνευση των δύο αυτών μαζών είναι ευκολότερη τη θερινή περίοδο, καθώς η στήλη ομογενοποιείται το χειμώνα. Στην Εικόνα 7, παρατηρείται αύξηση της αλατότητας κυρίως στα 400m από τα μέσα της άνοιξης του 2008. Αν συγκριθούν οι τιμές αλατότητας και θερμοκρασίας στα 400m ανάμεσα στους μήνες Οκτώβριο 2007 και Οκτώβριο 2008, παρατηρείται αύξηση κατά 0.06 psu στην αλατότητα και 0.1-0.2 0 C στη θερμοκρασία. Αθροιστικά οι μεταβολές των T και S προκαλούν μικρή αύξηση της πυκνότητας του ενδιάμεσου στρώματος κατά περίπου 0.02 kgr/m 3. Εκτιμάται ότι η ενδιάμεση αυτή υψηλής αλατότητας μάζα σχετίζεται με ποσότητα LIW αντίστοιχων χαρακτηριστικών που εισήλθε στο Κρητικό Πέλαγος από τα ανατολικά Κρητικά στενά.
Τέλος, η χρονοσειρά των παραμέτρων στα 1000m βάθος δείχνει μια αναμενόμενη σταθερότητα με τιμές δυναμικής Θ, S και σθ περίπου 14.15 0 C, 38.95 psu και 29.21 kgr/m 3 αντίστοιχα. Με βάση τα χαρακτηριστικά της (Vervatis κ.ά., 2011) η μάζα αυτή είναι Transitional Mediterranean Water TMW. 2.3. ΝΟΤΙΟ ΙΟΝΙΟ ΠΕΛΑΓΟΣ Χρησιμοποιήθηκαν χρονοσειρές της τριετίας 2008-2010 από τον σταθμό της Πύλου για in-situ θερμοκρασία και αλατότητα στα βάθη των 1, 20, 50, 75, 100, 250, 400 και 500m. Η πυκνότητα σ θ έχει παραχθεί για όσες χρονικές τιμές και βάθη υπήρχαν αντίστοιχα ζεύγη T και S. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στις Εικόνες 9, 10 και 11. Η θερμοκρασία στα ανώτερα στρώματα παρουσιάζει έντονη εποχική και υπερετήσια μεταβλητότητα. Στην εποχική κλίμακα φαίνεται καθαρά η καταστροφή του θερμοκλινούς το οποίο σχηματίζεται στα επιφανειακά νερά στα μέσα της καλοκαιρινής περιόδου και καταστρέφεται στα μέσα του φθινοπώρου λόγω της μειωμένης ηλιακής ακτινοβολίας, τη σταδιακή ψύξη των επιφανειακών νερών και την αυξάνουσα επιφανειακή τύρβη η οποία διαδίδεται και στα υποκείμενα στρώματα. Η ομογενοποίηση του επιφανειακού στρώματος φτάνει στα 100m χωρίς να επηρεάζει τα 250m. Εικόνα 9. Χρονοσειρά θερμοκρασίας σε βάθη 1, 20, 50, 75, 100, 250, 400 και 500m από τον σταθμό της Πύλου κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Ιανουαρίου 2010
Εικόνα 10. Κατακόρυφη κατανομή αλατότητας (psu) σε βάθη από 20 ως και 500m από τον πλωτήρα της Πύλου κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Ιανουαρίου 2011. Εικόνα 11. Χρονοσειρά πυκνότητας σθ σε βάθη 20, 50, 75, 100, 250, 400 και 500m από τον σταθμό της Πύλου κατά την περίοδο Ιανουαρίου 2008 Ιανουαρίου 2010. Παρότι οι εξεταζόμενες χρονοσειρές αναφέρονται στη περιορισμένη διάρκεια των τριών ετών μπορεί να ανιχνευθεί μια σημαντική υπερετήσια μεταβολή. Η μεταβολή αυτή είναι περισσότερο σημαντική στα ενδιάμεσα βάθη όπου ένα ισχυρό σήμα CIW ή LIW εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της Άνοιξης του 2009 και γίνεται επικρατές σε όλο το 2010 (Εικόνα 10). Το στρώμα αυτό καλύπτει τα βάθη από 100 έως 500 περίπου μέτρα και παρουσιάζει σημαντικά αυξημένες τιμές αλατότητας και θερμοκρασίας. Σε βάθος 250m η αύξηση της θερμοκρασίας και της αλατότητας είναι πιο έντονη και φτάνει σε μεταβολή >0.75 0 C, 0.2 psu αντίστοιχα. Η άνοδος της θερμοκρασίας αντισταθμίζει την αύξηση της αλατότητας με συνέπεια η πυκνότητα του στρώματος να ελαττώνεται. Η θερμή και αλμυρή αυτή μάζα είναι πιθανό είτε να προήλθε από το Κρητικό Πέλαγος (αυξημένη παραγωγή CIW) και να έφτασε στη περιοχή μέσω των Στενών των Αντικυθήρων, είτε να προέρχεται από άνοδο της αλατότητας του κυρίως LIW που δημιουργείται στη Λεβαντίνη. Σήματα αυξημένης αλατότητας που εμφανίζονται στην περιοχή του νότιου Ιονίου αναμένεται να επηρεάσουν την ταυτότητα και τις διαδικασίες δημιουργίας των υδάτων που παράγονται στην Αδριατική (Theocharis, κ.ά, 2002). Η χαμηλή αλατότητα των υποεπιφανειακών υδάτων κατά τη διάρκεια του δεύτερου μισού του 2008, που σχετίζεται με την παρουσία Ατλαντικού νερού MAW, αδυνατίζει και τελικά εξαφανίζεται μέσα στο 2009 καθώς οι μεγαλύτερες αλατότητες επικρατούν ως αποτέλεσμα της έντονης μίξης με τα υποκείμενα στρώματα, ενώ επανεμφανίζεται προς το τέλος του ίδιου έτους. 3. Συμπεράσματα Η προκαταρτική μελέτη χρονοσειρών των T και S τριών μετρητικών σταθμών του συστήματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ αναδεικνύει με σαφήνεια τα χαρακτηριστικά των επιφανειακών και ενδιάμεσων μαζών στις υπό εξέταση περιοχές. Στην περιοχή του σταθμού του Βόρειου Αιγαίου, το επιφανειακό BSW δεν επιτρέπει στην χειμερινή ομογενοποίηση να ξεπεράσει τα 100m βάθος κατά τη χρονική διάρκεια των μετρήσεων. Αν και το επιφανειακό στρώμα ψύχεται αρκετά (12-13 0 C θερμοκρασία στην επιφάνεια) δεν γίνεται αρκετά πυκνό (σθ 29 kgr/m 3 ) λόγω της χαμηλής επιφανειακής αλατότητας. Η πυκνότητα στην κορυφή του ενδιάμεσου στρώματος στο Βόρειο Αιγαίο είναι πολύ υψηλή (σθ 29.2 kgr/m 3 ) το
καλοκαίρι σε αντίθεση με τις χαμηλότερες τιμές του χειμώνα (σθ 29 kgr/m 3 ), γεγονός που σύμφωνα με τα δεδομένα των μετρητικών σταθμών αποκλείει τη δημιουργία της μάζας αυτής σε περιοχές κυριαρχίας του BSW. Στο Κρητικό Πέλαγος, φαίνεται ότι η δημιουργία ενδιάμεσων μαζών με χαρακτηριστικά CIW είναι αρκετά συνήθης. Κατά την εποχή των μετρήσεων, η υδάτινη στήλη στο Κρητικό ομογενοποιήθηκε την χειμερινή περίοδο μέχρι τα 250μ. Στο Νότιο Ιόνιο δεν παρατηρήθηκε δημιουργία πυκνών νερών. Η παρατηρηθείσα άνοδος της θερμοκρασίας και αλατότητας του ενδιάμεσου στρώματος στο Κρητικό Πέλαγος μετά τα μέσα του 2008, δεν μπορεί εύκολα να σχετιστεί με την παρατηρηθείσα άνοδο της θερμοκρασίας και αλατότητας του ενδιάμεσου στρώματος στο Νότιο Ιόνιο Πέλαγος, καθώς η δεύτερη είναι σημαντικά ισχυρότερη και έπεται χρονικά κατά ένα και πλέον εξάμηνο. Οι χρονοσειρές όμως δεν επιτρέπουν να γνωρίζουμε ποια είναι η εξέλιξη αυτού του φαινόμενου στο Κρητικό μετά τον Ιανουάριο 2009, ενώ θα πρέπει να σημειωθεί ότι η αλατότητα του ενδιάμεσου στρώματος του Κρητικού εμφανίζεται σταθερά υψηλότερη απ αυτή του αντίστοιχου στρώματος του Ιονίου. Είναι λοιπόν πιθανό, η αύξηση της αλατότητας και της θερμοκρασίας στο ενδιάμεσο στρώμα του Νότιου Ιονίου να οφείλεται σε άφιξη ενδιάμεσου νερού προέλευσης Κρητικού στην περιοχή ή/και σε αύξηση της αλατότητας του LIW στην Ανατ. Μεσόγειο. Για την απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα θα απαιτηθεί περισσότερη έρευνα που θα προκύψει από εκτενέστερες χρονοσειρές των μετρητικών σταθμών του προγράμματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ. Η προσφορά τέτοιων πολυπαραμετρικών συστημάτων στον εντοπισμό και μελέτη μεγάλης κλίμακας υπερετήσιων αλλαγών κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική. Βιβλιογραφία Astraldi, M., Balopoulos, S., Candela, J., Font, J., Gacic, M., Gasparini, G., Manca, B., Theocharis, A., Tintore, J., 1999. The role of straits and channels in understanding the characteristics of Mediterranean circulation. Progress in Oceanography, 44, 65-108. Georgopoulos, D., Theocharis, A., Zodiatis, G., 1989. Intermediate water formation in the Cretan Sea (South Aegean Sea). Oceanologica Acta, 12, 4, 353-359. Petihakis, G., Nittis, K., Ballas, D., Kassis, D., Pagonis, P., Perivoliotis, L. and P. Drakopoulos, 2009: The POSEIDON reference time-series stations of the Eastern Mediterranean Sea, in Proceedings of the "OceanObs09: Sustained Ocean Observations and Information for Society" Conference (Annex), Venice, Italy, 21-25 September 2009, Hall, J., Harrison D.E. and Stammer, D., Eds., ESA Publication WPP-306, 2010 Roether, W., Klein, B., Beitzel, V., Manca, B., 1998. Property distributions and transient-tracer ages in Levantine Intermediate Water in the Eastern Mediterranean. Journal of Marine Systems, 18, 71-87. Theocharis, A., Georgopoulos, D., Lascaratos, A., Nittis, K., 1993. Water masses and circulation in the central region of the Eastern Mediterranean: Eastern Ionian, South Aegean, and Northwest Levantine, 1986-1987. Deep Sea Research II, 40, 6, 1121-1142. Theocharis, A., Papageorgiou, E., Kontoyiannis, H., Nittis, K., Balopoulos, E., 1998. The evolution of the Aegean water s influence in the deep thermohaline circulation of the Eastern Mediterranean (1986 1995). Rapp. Comm. Int. Mer Medit., 35, 200-201. Theocharis, A., Balopoulos, E., Kioroglou, S., Kontoyiannis, H., Iona, A., 1999. 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, 469-509. Theocharis A., Klein B., Nittis, K., Roether W., 2002. Evolution and status of the Eastern Mediterranean Transient (1997 1999) Journal of Marine Systems 33 34 (2002) 91 116 Velaoras, D., Lascaratos, A., 2005. Deep water mass characteristics and interannual variability in the North and Central Aegean Sea. Journal of Marine Systems, 53, 59-85. Velaoras, D., Lascaratos, A., 2010. North-Central Aegean Sea surface and intermediate water masses and their role in triggering the Eastern Mediterranean Transient. Journal of Marine Systems, 83, 58-66. Vervatis V., Sofianos S., Theocharis A., 2011. Distribution of the thermohaline characteristics in the Aegean Sea related to water mass formation processes (2005 2006 winter surveys). Journal of Geophysical Research, Vol. 116, C09034.
Zervakis, V., Georgopoulos, D., Drakopoulos, P., 2000. The role of the North Aegean in triggering the recent Eastern Mediterranean climatic changes. Journal of Geophysical Research 105, (C11), 26103-26116. Zodiatis, G., 1994. Advection of the Black Sea water in the North Aegean Sea. The global Atmosphere and Ocean system 2, 41-61. Zodiatis, G., Alexandri, S., Pavlakis, P., Jonsson, L., Kallos, G., Demetropoulos, A., Georgiou, G., 1996. Tendative study of flow patterns in the North Aegean Sea using NOAA-AVHRR images and 2D model Simulation. Annales Geophysicae 14, 1221-1231.