Modeling the impact of climate variability on anchovy overwintering migration in the black sea

Abstract

Karadeniz hamsisi (Engraulis encrasicolus ponticus) sonbaharda kuzeydeki yumurtlama alanlarından Karadeniz'in güneydoğu kıyılarındaki kışlama alanlarına doğru geniş çaplı (~1000 km.) bir kışlama göçü gerçekleştirir. Hamsi Anadolu kıyılarına vardığı zaman Türkiye balıkçılığı için önemli bir kaynak teşkil eder. Karadeniz hamsisi, çevresel koşullara bağlı olarak ani stok çökmelerine neden olan dalgalanmaları oldukça sık yaşar. Bu nedenle, başarılı bir göç için gereken mekanizmaların anlaşılması ve elverişli göç yollarının aydınlatılması önem arz etmektedir. Hamsi kışlama göçünü incelemek amacıyla 2D (iki boyutlu) Lagrangian parçacık izleme modeline bütünleşik balık davranış modeli kullanılmıştır. Parçacıklar AVISO deniz yüzey yüksekliği anomalisi veri seti kullanılarak hesaplanan jeostrofik yüzey akıntı sahasına bırakılmıştır. Simülasyonlar oldukça farklı fiziksel koşulların hakim olduğu 2001-2003 yılları arasında gerçekleştirilmiştir. Sonuçlarda adveksiyon taşınımının göç yolları üzerindeki etkili olduğu ortaya çıkarken, sıcaklığın göç davranışına kılavuz olarak dahil edildigi simülasyonların yüksek göç başarısı açısından daha önemli bir yere sahip olduğu görülmektedir. Simülasyonlar sonucunda, kış soğumasının başlama zamanı ve soğumanın süresi ile, kıta sahanlığından taşınım ve girdap oluşumu ve sürekliliğindeki değişkenlik mekanizmaları ile kontrol edilen yüksek derece degişkenlik gösteren göç yolları ortaya çıkarmıştır.

Black Sea anchovy (Engraulis encrasicolus ponticus) undertake extensive (~1000km long) overwintering migration in autumn from northern spawning grounds to the overwintering areas located at the south-eastern coasts of the Black Sea. When arriving at the Anatolian coast, they support important fisheries in Turkey. Black Sea anchovy is known to experience stock variability quite frequently including stock collapses, which are believed to be closely linked with environmental conditions. Therefore, it is of importance to understand the mechanisms that set the scene for a successful migration and explore routes feasible for migration. To investigate anchovy overwintering migration, a fish behavior model embedded into a 2D Lagrangian particle tracking model is used. Particles are released into the surface circulation field calculated from AVISO sea level anomaly data. Model simulations are performed during years of very different physical conditions from 2001 to 2003. The results show that while advection by currents influences transport pathways, temperature used as a guide for migration is of more importance for high migration success. Simulations reveal highly variable migration pathways driven by the onset and course of winter cooling processes, cross-shelf transport, and variability in eddy formation and persistence.