Physical characteristics of the Black Sea inferred from argo profiling data

Abstract

2002 ile 2006 yılları arasında Karadeniz'e yedi adet Argo tipi şamandıra bırakılmıştır. 2009 yılına kadar aktif olan bu şamandıralar yedi yıllık bir veri serisini oluşturmaktadır. Bu çalışmada Argo veri serisi işlenmiş ve Karadeniz'in yüzey tabakası, karışmış tabakası ve soğuk orta tabakası (CIL) incelenmiştir. Bu şamandıralardan alınan sıcaklık verileri Karadeniz'in yüzeyinde dönemsel bir değişim döngüsü göstermiştir, tuzluluk verileriyse şamandıraların konumuna bağlı bir değişim göstermiştir.Soğuk orta tabakanın (CIL) incelenmesiyle, CIL kalınlığında, CIL'in ulaştığı derinliklerde ve CIL tabakasının fiziksel özelliklerinde periyodik değişimler gözlenmiştir. Ortalama CIL kalınlığı 44 metre olarak bulunmuştur. CIL'in alt sınırının antisiklonik bölgelerde 160 metrelere kadar indiği gözlenmiştir.Yüzeydeki karışmış tabakanın özelliklerini doğru inceleyebilmek için öncelikle karışmış tabaka derinliğinin hesaplanması için en uygun yöntem incelenmiştir. Kış ayları için tuzluluk verisinde bir katsayı eşiği en iyi sonucu verirken, diğer aylarda yoğunluk verisinde bir katsayı eşiği en iyi sonucu vermiştir. Yüzeydeki karışmış tabaka kışın 70 metrelere ulaşırken, yaz aylarında 20 metrelerde bulunmuştur ve genel olarak siklonik bölgelerde sığ seviyelerde kalmıştır. 100m ve 200 metrelerdeki su özellikleri de incelenmiş ve bariz sıcaklık ve tuzluluk farklılıkları gözlenmiştir. Bu noktalardaki şamandıra konumlarının uydudan alınan deniz seviyesi yükseklikleriyle kıyaslanması siklonik ve antisiklonik bölgelerin saptanmasını sağlamıştır. Bu veri setiyle beraber Karadeniz'de ilk defa bu kadar kapsamlı veriler elde edilmiştir. Bu veriler bize daha önce saptanmamış olan fiziksel özellikleri inceleme şansı vermiştir.Anahtar Kelimeler: ARGO, Şamandıra, AVISO, Soğuk Orta Tabaka, Karışmış tabaka, Karadeniz

Seven argo floats have been deployed between 2002 and 2006. These floats wereactive until 2009, thus constituting a data set of seven years time series. In this study mixedlayer, Cold Intermediate Layer and the surface layer properties of the Black Sea as inferredfrom the Argo float data have been studied. Temperature data from these ? oats showdistinct interannual variability in the surface layer of the Black Sea, whereas the salinitydata reveals spatial changes due to freshwater input.Investigation of the shallow temperature minimum, known as the ColdIntermediate Layer (CIL) revealed periodic changes in the CIL thickness, the maximum depthof the CIL and the physical properties of the CIL at corresponding depths. The overall CILthickness was found to be 44 m, which is consistent with the previous studies. The lowerboundary of the CIL was found to reach down to 160 m in anticyclonic regions, which hasnever been observed before.As criterion for the determination of the mixed layer a salinity gradient thresholdwas used to estimate the mixed layer during winter whereas a density gradient was usedfor the rest of the year. The mixed layer extends up to 70 m in winter and to 20 m insummer, with a seasonal cycle. Shallower mixed layer was found in cyclonic regions.The water properties at 100 m and 200 m were also analyzed and showed distinctfeatures depending on the ? oat positions, which in comparison with satellite altimetryindicated that the features are observed when ? oats are entrained in cyclonic oranticyclonic eddies. This is the ? rst time that such a comprehensive data set was availablefor the Black Sea and this data set allows us to see previously unknown features of the BlackSea thermohaline structure.Keywords: ARGO, Float, Black Sea, Cold Intermediate Layer, Mixed layer, AVISO