A 3d high resolution coupled hydrodynamic-biogeochemical model for the western mediterranean sea. interannual variability of primary and export production

Tesis doctoral de Raffaele Bernardello

A hydrodynamic model  based on  the parallelized version (sbpom)  of   the princeton ocean model  has  been configured  for   the western mediterranean sea with horizontal   resolution of  1/20 degree and 52  sigma­layers  in  the vertical  dimension.  the model  has been nested  in one­way off­line  into an ocean  general circulation model for the whole mediterranean sea in order to specify the open lateral boundary  conditions.   the   atmospheric   forcing   is   based   on   the  era­interim  reanalysis   data,   provided   by   the  european centre  for  medium­range weather  forecast   (ecmwf).  a biogeochemical  model  has been  coupled   to   the   hydrodynamic   component   in   order   to   resolve   non­conservative   dynamics.   the  biogeochemical  model   uses   nitrogen   as   currency   and   it   has   a   partially   described   cycle   of   carbon  associated to it. the coupled model has been run in hindcast mode for the 2001­2008 period and the  outputs have been quantitatively and qualitatively validated with  remote sensing data  for  sea surface  temperature (sst), chlorophyll, sea level anomaly (sla) and primary production (pp).   the validation of results demonstrates that the model is able to reproduce with accuracy the interannual  variability of  spatial  and seasonal  patterns of  sst,  chlorophyll  and pp.  the simulated mean dynamic  topography (mdt) and the geostrophic circulation associated is in agreement with the principal patterns  described in the area. the model estimates higher levels of eddy kinetic energy (eke) with respect to  those obtained from remote sensing sla maps. this is probably due to the high spatial resolution of the  model that would be able to resolve mesoscale structures not captured by altimeter data. simulated pp  presents   a   low mean   interannual   variability   (1.5%;  mean=143.8  g  c m-2  year -1)  while   the  export  production (ep) is characterized by higher fluctuations (18.29%; mean=34.13 g c m-2  year -1). model  results suggest that in the northern areas, the variability of the mixed layer depth is the main responsible  for   the  interannual  variability of  pp and ep.  on  the other  hand,   in  the southern portion of   the area,  mesoscale  activity   and   frontal   dynamics   are   responsible   for  maintaining   high   levels   of  pp  and ep,  reducing the interannual fluctuations linked to seasonal atmospheric dynamics.

Datos académicos de la tesis doctoral «A 3d high resolution coupled hydrodynamic-biogeochemical model for the western mediterranean sea. interannual variability of primary and export production«

• Título de la tesis:  A 3d high resolution coupled hydrodynamic-biogeochemical model for the western mediterranean sea. interannual variability of primary and export production
• Autor:  Raffaele Bernardello
• Universidad:  Politécnica de catalunya
• Fecha de lectura de la tesis:  26/10/2010

Dirección y tribunal

• Director de la tesis
  • Antonio Cruzado
• Tribunal
  • Presidente del tribunal: Juan pablo Sierra pedrico
  • remiro Varela benvenuto (vocal)
  • (vocal)
  • (vocal)