Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/3102
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dc.contributor.advisorPerilli, Angelo-
dc.contributor.authorPessini, Federica-
dc.date.accessioned2018-08-31T11:01:29Z-
dc.date.available2018-08-31T11:01:29Z-
dc.date.issued2017-06-15-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2067/3102-
dc.descriptionDottorato di ricerca in Ecologia e gestione sostenibile delle risorse ambientaliit
dc.description.abstractThe circulation of the Western Mediterranean Sea (WMED) is dominated by highly variable and inhomogeneous mesoscale circulation. It is affected by the formation of Algerian Eddies (AEs), mainly in the Algerian Basin. These strong and large propagating structures can be both cyclonic and anticyclonic. Due to the short lifespan of cyclonic eddies, only anticyclonic ones are considered in this work. In order to investigate the spatial and temporal distribution of eddy generation and their respective paths in the WMED, we use an automated detection and tracking method applied to 22 years of daily altimetric (SLA, Sea Level Anomalies) data (AVISO merged, delayed-time, SLA data). The tracking algorithm provides information about the lifetime of each detected eddy, and permits the evaluation of their mean properties, such as radius, kinetic energy and translational velocity. We treat separately the eddies with lifetime respectively under and over 100 days. We find that short-life eddies mostly occur in the northern part of the domain, above 39 N, along the North Balearic Front and we refer to them as Frontal Anticyclonic Eddies (FAEs). Most are formed in fall and winter. By contrast, longer-life eddies tend to arise in the southern part of the basin, along the Algerian Current, mainly in spring and summer. A clear spatial and seasonal complementarity of the two kinds of structures is evident. We observe two preferred areas of formation along the Algerian slope, at 5 E and at 7 E. The southern long-life AEs are more energetic and move eastward along the coast to the Sardinia Channel. We suppose that high salinity on the surface layer hinders the transit of the eddies through the channel, forcing them to deviate northward with the cyclonic circulation. From the perspective of eddy kinetic energy (EKE), we find that the daily MEKE in the south is higher than in the north of the domain, and has an annual periodicity, due to the seasonality of heat fluxes, and a periodicity of 4:4 years. The latter should be more comprehensively examined with a larger data set. In order to investigate the vertical extension of the eddies and the water masses involved, we use CTD data sampled in the course of three oceanographic cruises in the WMED. We superimpose the CTD transects on the SLA maps in each eddy location. Two transects intersect southern AEs and a third intersects a FAE. In all cases, we measure a minimum level of salinity in the sub-surface layer (50-70 m depth) co-located with the eddy core. It points to the presence Atlantic Water trapped by the structure. The CTD data also provide the physical characteristics (potential temperature, salinity and potential density anomaly) of the water masses in the AEs. We found that southern AEs reach 1200 􀀀 1500 m depth and the FAEs 600 􀀀 700 m depth. The detection and tracking method is a powerful instrument to study the eddies and their variability, and the combination with in-situ data allows a more complete characterization of these structures. Finally, this work helped to find the preferred areas of eddy formation and their main pathways within the basin. The interaction with the intermediate layer suggests that eddies are transported by the Algerian Gyre in a cyclonic loop below 39 N. Several studies have shown a strong correlation between the deflection of the isopycnals, due to the eddies, and the distribution of the nutrients in the euphotic layer. The study of the relationship between hydrodynamic processes and the dynamics of the first trophic levels acquire importance in highly dynamic seas such as the WMED. The complete description of mesoscale circulation in the Algerian Basin provided by this dissertation is of fundamental importance to examine the bio-ecological processes in the WMED.en
dc.description.abstractLa circolazione del Mar Mediterraneo occidentale (WMED) è dominata da una circolazione di mesoscala altamente variabile e inomogenea. Questa risente della formazione di vortici (AEs), soprattutto nel Bacino Algerino. Tali strutture, grandi e intense, che si propagano nel bacino, possono essere sia cicloniche sia anticicloniche. A causa della breve durata dei vortici ciclonici, in questo lavoro verranno presi in considerazione solo quelli anticiclonici. Al fine di studiare la distribuzione spaziale e temporale delle formazioni dei vortici e le traiettorie che essi compiono nel WMED, abbiamo utilizzato un metodo automatico di individuazione e identificazione delle traiettorie e lo abbiamo applicato a 22 anni di dati altimetrici giornalieri (SLA, Sea Level Anomalies) messi a disposizione da Aviso (AVISO merged, delayed-time, SLA data). L’algoritmo di identificazione delle traiettorie fornisce informazioni riguardo la durata di ciascun vortice e permette la valutazione delle loro proprietà medie, come il raggio, l’energia cinetica e la velocità traslazionale. Abbiamo trattato separatamente i vortici di durata inferiore e superiore rispettivamente a 100 giorni. Abbiamo trovato che i vortici cosiddetti brevi si formano principalmente nella parte nord del dominio, sopra i 39 N, lungo il fronte nord-balearico, e ci riferiremo a tali strutture con il nome Frontal Anticyclonic Eddies (FAEs). La maggior parte si formano in autunno e inverno. Al contrario, i vortici cosiddetti lunghi tendono a formarsi nella parte meridionale del bacino, lungo la corrente algerina., principalmente in primavera ed estate. Si evidenzia chiaramente una complementarità delle strutture sia dal punto di vista spaziale, sia da quello stagionale. Abbiamo individuato due aree di formazione preferenziali lungo la costa algerina, a 5 E e a 7 E. I vortici lunghi della zona sud sono più energetici e si muovono verso est lungo la costa fino al Canale di Sardegna. Noi supponiamo che l’alta salinità superficiale in questa zona ostacoli il passaggio dei vortici attraverso il canale, deviandoli a nord in una circolazione ciclonica. Riguardo all’energia cinetica, abbiamo trovato che l’energia cinetica puntuale dei vortici nel sud del bacino è maggiore rispetto al nord del bacino e presenta una periodicità annuale, legata alla stagionalità dei flussi di calore, e una di 4:4 anni. Quest’ultima richiede uno studio più approfondito per mezzo di una serie di dati più lunga. Al fine di ricavare informazioni riguardo all’estensione verticale dei vortici e alle masse d’acqua coinvolte, abbiamo utilizzato dati CTD raccolti durante tre campagne oceanografiche nel WMED. Abbiamo sovrapposto i transetti CDT sulle mappe di SLA elaborate con il metodo di individuazione dei vortici. Due transetti intersecano i vortici meridionali e il terzo interseca un FAE. In tutti e tre i casi rileviamo un minimo di salinità a livello sub-superficiale (50-70 m) in corrispondenza del centro del vortice. Si tratta di acqua di origine atlantica intrappolata dalla struttura ciclonica. I dati CDT forniscono inoltre le proprietà fisiche delle masse d’acqua all’interno dei vortici, quali la temperatura potenziale, la salinità e la densità poteziale. I vortici meridionali si estendono fino a profondità di 1200􀀀1500 m mentre quelli a nord del dominio si fermano a 600 􀀀 700 m. Il metodo di individuazione e identificazione delle traiettorie è uno strumento molto potente per lo studio dei vortici e della loro variabilità e la combinazione del metodo con dati in-situ permette una più completa caratterizzazione delle strutture. Infine, questo lavoro ha permesso di individuare le aree di formazione e le traiettorie preferenziali all’interno del dominio. L’interazione con le acque del livello intermedio suggeriscono che i vortici siano trasportati nella loro circolazione ciclonica dal cosiddetto Algerian Gyre che si muove ciclonicamente a livello intermedio al di sotto dei 39 N. Numerosi studi hanno mostrato una forte correlazione tra la deflessione delle isopicne, dovuta alle strutture cicloniche, e la distribuzione di nutrienti nella zone eufotica. Lo studio delle relazione tra i processi idrodinamici e la dinamica del primo livello trofico acquisisce importanza in mari altamente dinamici come il WMED. La completa descrizione della circolazione di mesoscala nel bacino algerino fornita da questo studio, è di fondamentale importanza per la comprensione dei processi bio-ecologici nel WMED.it
dc.language.isoenen
dc.publisherUniversità degli studi della Tuscia - Viterboit
dc.relation.ispartofseriesTesi di dottorato di ricerca. 29. ciclo-
dc.subjectMesoscale eddiesen
dc.subjectTrackingen
dc.subjectAltimetric dataen
dc.subjectAlgerian basinen
dc.subjectVortici di mesoscalait
dc.subjectTraiettoriait
dc.subjectDati altimetriciit
dc.subjectBacino algerinoit
dc.subjectBIO/07-
dc.titleDetection and tracking of mesoscale eddies in the algerian basin from altimetric data and in-situ measurementsen
dc.title.alternativeIndividuazione e determinazione della traiettoria dei vortici di mesoscala nel bacino algerino mediante dati altimetrici e misurazioni in-situit
dc.typeDoctoral Thesisen
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen
item.fulltextWith Fulltext-
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextopen-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
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