Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2924
Title: Analisi della distribuzione della biomassa fitoplanctonica in relazione alle dinamiche di trasporto e mescolamento indotte da differenti regimi anemometrici
Other Titles: PhytoplanKtonic biomass distribution forced by different anemometric regime
Authors: Martellucci, Riccardo
Keywords: Upwelling;Regime di brezza;Onde interne;Fitoplancton;Circolazione atmosferica;Breeze regime;Internal waves;Phytoplankton;Weather regime;BIO/07
Issue Date: 25-Jun-2015
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 26. ciclo
Abstract: 
Le acque costiere rappresentano il 29% della produzione primaria netta e il 40% del sequestro di carbonio, pur costituendo solo una piccola frazione delle acque naturali. Le acque costiere hanno una grande rilevanza economica, sociale ed ecologica; per cui la conoscenza del fitoplancton ha un ruolo chiave nella dinamica dell'ecosistema marino.
Lo scopo di questa tesi è quello di valutare l’influenza delle regime anemometrico, a differenti scale spaziali e temporali, sulla circolazione costiera del Tirreno del Nord, identificando quei fenomeni fisici che maggiormente contribuiscono alla variabilità della dinamica fitoplanctonica.
La prima parte della tesi verte sull’analisi dei fenomeni associati alla circolazione atmosferica a macro/mesoscala, con particolare riferimento al fenomeno dell’upwelling costiero. Nella seconda sono state trattate le dinamiche di mescolamento e i fenomeni fisici associati in risposta alla circolazione di brezza (submesoscala/microscala).
Il sistema di osservazione integra dati raccolti da piattaforme di misura fisse, indagini in situ, immagini satellitari e dati di rianalisi. In particolare, la variabilità stagionale dei venti è stata analizzata attraverso l’utilizzo di dati di rianalisi del European Center Medium Weather Forecast (ECMWF) e tramite centraline meteo presenti nell’area di studio. Una boa oceanografica, ormeggiata ad un miglia al largo del porto, e due stazioni di misura costiere hanno permesso di acquisire e registrare serie storiche ecologiche.
Diverse indagini in situ sono state effettuate tra Agosto 2012 e Agosto 2014; nelle quali sono stati acquisiti profili verticali di variabili chimiche, fisiche e biologiche e correntometriche.
È stata effettuata un’analisi sulla circolazione atmosferica (2008-2014) con la quale è stato possibile valutare la distribuzione degli eventi anemometrici più frequenti con lo scopo di identificare i fenomeni atmosferici che maggiormente influenzano la dinamica costiera dell’area di studio.
Sono state analizzate sia serie temporali (2012-2014) delle variabili biologiche e fisiche riferite alla superficie del mare, al fine di identificare gli eventi dinamici indotti dal vento tramite l’analisi della distribuzione stagionale della Temperatura e dalla Biomassa fitoplanctonica. I dati campionati in situ hanno permesso di identificare le variazioni che avvengono lungo la colonna d’acqua.
I risultati hanno evidenziato che l’area di studio è fortemente influenzata da fenomeni meteorologici a differenti scale spaziali e temporali. Questa variabilità contribuisce significativamente alle variazioni stagionali della biomassa fitoplanctonica. Durante l’anno i venti provenienti dai quadranti settentrionali generano fenomeni di upwelling che influenzano significativamente i produttori primari.
Durante la stagione estiva le dinamiche costiere sono dominate dal regime di brezza che influenza fortemente le dinamiche di mescolamento che avvengono in colonna d’acqua, inoltre le oscillazioni osservate in colonna d’acqua possono essere considerate onde interne come già osservato in recenti studi condotti nel Mar Tirreno.

Coastal waters represent the 29% of the net primary production and the 40% of carbon sequestration, while constituting only a small fraction of natural waters. Coastal waters have a high economic, social and ecological relevance. Overall, the knowledge of the phytoplankton has a key role in the dynamics of the marine ecosystem.
The purpose of this research is to analyze the phytoplanktonic biomass variability in the Northern Tyrrhenian coast at different spatial and temporal scales in response to atmospheric and oceanographic forcing.
The first part focuses on macro/mesoscale analysis of atmospheric circulation associated phenomena, in particular to the coastal upwelling.
The second part focuses on submesoscale/microscale associated phenomena in response to the circulation of the breeze
The implemented observing system integrates data collected by fixed stations, field surveys, satellite imagery and reanalysis data. In particular, the seasonal variability of winds was analyzed both through the European Center Medium Weather Forecast (ECMWF) and through weather stations data sited in the study area. An oceanographic buoy, moored one mile offshore the port, and two fixed coastal station, allowed to acquire and record ecological time series.
Different field surveys were carried out between August 2012 and August 2014; both chemical, physical and biological vertical profiles and Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) profiles were acquired.
The atmospheric circulation (2008-2014) was analyzed to evaluate the distribution of the anemometric field, in order to identify the atmospheric phenomena that most affect the coastal dynamics of the study area.
In addition, biological and physical variables time series (2012-2014) related to the sea surface were analyzed, in order to identify the dynamic events induced by the wind through the analysis of the seasonal distribution of temperature and phytoplankton biomass. In situ measurement were performed in order to identify the variations along the water column.
The results shows that the coastal area is strongly influenced by atmospheric forcing at different spatial and temporal scales. This variability contributes predominantly to the seasonal distribution of phytoplankton biomass.
During the year, northerly winds generate coastal upwelling that contribute predominantly to the seasonal distribution of phytoplankton biomass. In summer, the coastal dynamics of the study area is dominated by the breeze regime that strongly affects the daily mixing processes.
Furthermore, the observed temperature oscillations along the water column could be considered as internal waves, as observed in earlier studies conducted in the Tyrrhenian Sea.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia e gestione delle risorse biologiche
URI: http://hdl.handle.net/2067/2924
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