A coupled modelling attempt of hydrodynamics and ecosystem of northern levantine basin

Abstract

Bu çalışmada Kuzey Levant Havzası akıntılarının hidrodinamik ve ekosistemözelliklerinin simülasyonu için bir üç boyutlu okyanus modeli (ROMS)kullanılmıştır. Model, daha düşük çözünürlüklü bir Akdeniz eko-hidrodinamikmodelinden elde edilen verilerin gerçekçi şekilde güncellenmesiyleyüzey ve yan sınırlardan beslendi. Yakın zamanda iklime duyarlılığınıaraştırmak için geçmişteki ve gelecekteki 5 yıllık zaman aralıkları içinsenaryo çalışmaları yapıldı. Model parametrelerine ve seçeneklerine dayalıduyarlılık senaryoları da uygulandı. Sonuçlarda, havzayı etkisi altına alanKüçük Asya Akıntısı'nın baseni kıyı ve açık deniz şeklinde iki ana bölgeyeböldüğü ortaya konuldu. Ekosistem dinamikleri için tatmin edici sonuçlarelde edilmesine rağmen, yüzey klorofil konsantrasyonları aşırı tahminedildi. Değişkenlerin yüzey dağılımları uydu resimleriyle karşılaştırıldığındagenel bir uyum gözlenmiştir. 30-40 yıl sonrası için gerçekleştirileniklim değişikliği senaryosu, yüzey sıcaklığının ve tuzluluğunun günlükortalama değerlerinde sırasıyla 0.33/textdegree/ C ve 0.035 psu artışhesaplanmıştır. Bunun yanında, yüzey klorofil ortalamalarında da /%8'likbir artıştahmini yapılmıştır. Ayrıca, fitoplankton verimliliğinin en fazla olduğudönemlerde de zamansal kayma olduğu belirlendi. Model parametreleri veseçeneklerinin duyarlılıklarını belirlemek amacıyla gerçekleştirilen testleryüzey akılarının ve karışımın daha iyi ayarlanması gerektiğiniortaya koymuştur. Duyarlılık testleri, ek olarak, yüzey sıcaklık ve tuzlulukdeğerlerinin gerektiği gibi ayarlanmamış atmosferik ışıma dolayısıylaaşırı tahminedildiğini göstermiştir. Genel olarak sonuçların tatmin edici olduğusöylenebilmekle beraber, Levant Ara Suyu oluşumugibi süreçlerin daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyduğu belirtilemelidir.

A three-dimensional ocean model, ROMS, has been utilized to simulate the hydrodynamicsand the ecosystem dynamics of the Northern Levantine Basin circulation. The model is one-way nested inside a coarser resolution Mediterranean Sea eco-hydrodynamics model, forcedwith realistically updated surface and lateral fluxes of momentum, mass, heat and nutrients.Scenario runs representing present and future time-slices of 5 years each have been used toinvestigate sensitivity to climate in the near future. Other sensitivity tests depending on modelparameters and options have been performed. It is revealed that the Asia Minor Current, dom-inating the basin circulation, divides the basin into the two basic regions of coastal and opensea characteristics. Although satisfactory results are reached for the general behaviour of theecosystem, the model tends to overestimate the surface chlorophyll concentration. Sea sur-face patterns of variables predicted by the model are compared with satellite data indicategeneral agreement in the seasonal patterns. Based on the selected climate change scenariofor 30-40 year difference of the time slices, rises of 0.33? C and 0.035 respectively in surfacetemperature and salinity are estimated in daily average properties. As a result, surface chloro-phyll concentrations are increased by 8%. Moreover, significant changes in the periodicityof seasonal phytoplankton blooms are found. Results of the parameter and option sensitivityivtests have revealed the need for better representation of surface fluxes and a careful tuningof the mixing achieved by the model, especially at the surface levels. Sensitivity runs alsoshowed that the temperature and salinity at the surface were overestimated because of theneed for better representation of the penetration of radiation in the surface waters. The resultsare promising, whereas there is need for further investigation of basic processes such as theLevantine Intermediate Water (LIW) formation.