Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2700
Title: Influenza dei processi dinamici marini sulla distribuzione della produzione primaria fitoplanctonica nel Mar di Sardegna
Other Titles: The effects of mesoscale dynamics on phytoplankton primary production distribution in the Sardinian Sea
Authors: Bonamano, Simone
Keywords: Dinamiche a mesoscala;Produzione primaria fitoplanctonica;Mar di Sardegna;Modello bio-ottico;Approccio multidisciplinare;Mesoscale dynamics;Phytoplankton primary production;Sardinian Sea;Biooptical model;Multidisciplinary approach;BIO/07
Issue Date: 12-Jun-2013
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 24. ciclo
Abstract: 
In questo lavoro vengono investigati gli effetti dei processi fisici (come eddies, fronti e
upwellings) sulla distribuzione delle variabili biologiche, con particolare attenzione alla produzione
primaria, all'interno di quattro differenti periodi di tempo tra il 2002 e il 2004 nel Mar di Sardegna.
Al fine di studiare i principali fenomeni a mesoscala nel Mediterraneo Occidentale è stato utilizzato
un approccio multidisciplinare basato sulle osservazioni satellitari, sulle simulazioni numeriche e
sulle indagini in-situ. In particolare i dati altimetrici MADT (Mediterranean Absolute Dynamic
Topography) e la distribuzione di salinità calcolata con il modello numerico OPA-NEMO hanno
permesso di individuare intense attività a mesoscla come i vortici anticiclonici algerini (Algerian
Eddies, AEs) e il fronte nord balearico (North Balearic Front). Gli effetti di AEs e NBF sulla
distribuzione della biomassa fitoplanctonica e della produzione primaria sono analizzate nel Mar di
Sardegna attraverso i dati raccolti in-situ durante le campagne oceanografiche oggetto di studio
(MedGOOS4, MedGOOS5, MedGOOS6 e MedGOOS7). Durante tali crociere più di 150 stazioni
sono state investigate misurando dati relativi alle caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche della
colonna d'acqua attraverso la sonda SBE911 plus CTD. Inoltre, in alcune stazioni CTD sono state
acquisite variabili bio-ottiche attraverso il fluorimetro a doppio impulso PrimProd 1.08 che ha
permesso di misurare la fluorescenza della clorofilla-a, l'efficienza fotosintetica e la PAR. Per
valutare la risposta biologica associata con i processi a mesoscala, è stata calcolata la produzione
primaria fitoplanctonica attraverso una nuova versione del modello bio-ottico PhytoVFP. Esso
contiene due principali modifiche rispetto alla precedente versione : (1) la radiazione superficiale e
subacquea è stata stimata integrando lo spettro della PAR (400-700 nm) ogni 60 intervalli e considerando la copertura nuvolosa; (2) il tasso fotosintetico è stato calcolato utilizzando la
formulazione di Platt. Al fine di testare tali cambiamenti, la radiazione superficiale e subacquea è
stata calibrata con dati in-situ, mentre la produzione primaria fitoplanctonica è stata messa in
relazione con quella ottenuta dal modello di Morel. Durante le crociere MedGOOS, il confronto tra
la distribuzione verticale di densità potenziale e la produzione primaria fitoplanctonica calcolata con
il modello PhytoVFP, ha permesso di analizzare come AEs e NBF possono modulare la risposta
biologica nel Mar di Sardegna.

In this work the effect of physical processes (i.e. eddies, fronts and upwellings) on the biological
variables distribution, with particular attention to phytoplankton primary production, was
investigated in four different time periods between 2002 and 2004 in the Sardinian Sea. In order to
study the main mesoscale phenomena in the Western Mediterranean Sea, a multidisciplinary
approach based on satellite observations, in situ data and numerical simulations was used. In
particular MADT (Mediterranean Absolute Dynamic Topography) satellite data and salinity
distribution calculated by OPA-NEMO numerical model allowed to detect intense mesoscale
activities like the Algerian Eddies (AEs) and the North Balearic Front (NBF). The effects of AEs
and NBF on the phytoplankton biomass and primary production distribution were analysed in the
Sardinian Sea by in-situ data collected during four oceanographic cruises (MedGOOS4,
MedGOOS5, MedGOOS6 and MedGOOS7). During these cruises more than 150 stations has been
investigated and hydrological data has been acquired by a SBE911 plus CTD probe. Moreover biooptical
variables has been detected in some CTD stations through the double impulse fluorometer
Primprod 1.08 that measures chlorophyll-a fluorescence, photosynthetic efficiency and PAR. To
evaluate the biological response associated with mesoscale processes, the phytoplankton primary
production (PP) was calculated by the new version of PhytoVFP bio-optical model. It contains two
main changes compared to the previous version: (1) the surface and underwater radiation was
estimated integrating the PAR spectrum (400-700 nm) each 60 bandwidth and considering the
cloud cover; (2) the photosynthetic rate was calculated using Platt formulation. In order to test these
upgrades, surface and underwater radiation were calibrated with in-situ data, while phytoplankton
primary production were compared with PP obtained by Morel model. During MedGOOS cruises,
the comparison between vertical distributions of potential density and phytoplankton primary
production calculated by PhytoVFP model allowed to analyse how the AEs and NBF can modulate
the biological response in the Sardinian Sea.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia e gestione delle risorse biologiche
URI: http://hdl.handle.net/2067/2700
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