Variabilidad estacional y a mesoescala de algunos parámetros biológicos y químicos en relación con la hidrodinámica del canal de Ibiza (Mediterráneo occidental)

Abstract

Este trabajo está basado en el análisis tridimensional a mesoescala de la relación entre la hidrodinámica y la distribución espacial de los nutrientes (nitratos), el porcentaje de saturación de oxígeno y la concentración de clorofila a, de acuerdo con los resultados obtenidos en cuatro campañas llevadas a cabo en el canal de Ibiza en noviembre de 1990, marzo de 1991 y a principios y mediados de julio de 1992. El estudio comparado de estas cuatro campañas muestra una fenomenología diversa y cambiante, aunque puede ser descrita como variación de un patrón básico consistente en la generación de un sistema ciclónico y un frente originado por el agua entrante en el canal, de procedencia atlántica, situada sobre el agua residente que sale a través de él. Este fenómeno determina la fertilización por afloramiento producido por el sistema divergencia superficial - convergencia profunda asociado al sistema frontal y al torbellino ciclónico. La variabilidad espacial detectada a mesoescala está estrechamente relacionada con las distribuciones hidrográficas y la escasa duración de algunas estructuras de dimensiones reducidas. En consecuencia, este tipo de fenomenología puede ser considerada independiente de la época del año, que condiciona principalmente los gradientes verticales y la circulación general. De acuerdo con esto, en noviembre de 1990, las concentraciones relativamente bajas de clorofila a observadas pueden estar relacionadas con fenómenos de difusión y transporte debido a la intensidad de la corriente de agua de procedencia atlántica. Por el contrario, en la campaña efectuada en marzo de 1991, parece existir un fenómeno de confinamiento del material producido en una cuña ciclónica, que queda relativamente aislada y horizontalmente comprimida por una masa de agua situada al norte de la misma que, simultáneamente, obstaculiza el avance hacia el norte del agua de procedencia atlántica. Esto puede explicar, en parte, las elevadas concentraciones de clorofila observadas en el área ciclónica. La comparación de las campañas realizadas a primeros y mediados de julio de 1992 muestra cómo un simple desplazamiento hacia el sur del sistema ciclónico puede alterar, de manera importante, tanto los aportes de nutrientes como la distribución de los máximos de clorofila. En ambos casos las elevadas, aunque discontinuas, concentraciones de clorofila registradas pueden ser causadas por un mecanismo de acumulación que abarcaría conjuntamente procesos tales como un relativamente pequeño transporte advectivo y la disminución de la velocidad de sedimentación del fitoplancton a través de la picnoclina, así como la acumulación de nutrientes debida a la compresión vertical de los afloramientos que alcanzan la picnoclina, pudiendo permitir la producción fitoplanctónica cerca de los máximos de clorofila.

The interactions between the hydrodynamics and the spatial distribution of nutrients (nitrates), percentage of oxygen saturation and chlorophyll-a concentration were studied by means of a 3-D mesoscale analysis. The data were obtained from four surveys carried out in the Ibiza Channel in November 1990, March 1991 and twice in July 1992. The comparative study of the data showed a high variability due to variations of a cyclonic eddy and a frontal system caused by the incoming modified Atlantic water, layered anta the resident water that flows out of the channel. This phenomenon determined fertilisation by upwelling, as a consequence of the surface-divergence/deep-convergence system associated with the front and the cyclonic gyre. Mesoscale spatial variability was closely related to hydrographic parameters. The short life of some small-scale structures can be considered independently of the season, which mainly causes vertical gradients and general circulation. In November 1990, the relatively low chlorophyll concentrations could be related to transport and diffusion phenomena caused by the intense inflow of the Modified Atlantic Water (MAW) mass. On the other hand, in March 1991, it seems that an enclosure phenomenon was found. The material produced was accumulated in a relatively isolated cyclonic area, horizontally compressed by a northern water mass, which also obstructed the normal inflow of the MAW. This could explain the high chlorophyll concentrations observed in the cyclonic area. The comparison between the surveys carried out in early and mid-July 1992 showed how a single southward displacement of the cyclonic system could have a great impact on the intensity of nutrient inputs and the location of chlorophyll maxima. In both cases, the very high, but patchy, chlorophyll concentrations observed might have been caused by an accumulation mechanism. This mechanism could be based on a joint process involving a slight advective transport and a drop in the phytoplankton's sinking rate through the pycnocline. Also, accumulation al nutrients due to vertical compression of upwelling phenomena reaching the pycnocline may lead to some phytoplankton production near the deep chlorophyll maxima.