"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7467
ETF7467 "Upwellingud Soome lahes ja nendega seotud toitainete transport (1.01.2008−31.12.2011)", Jaan Laanemets, Tallinna Tehnikaülikool, TTÜ Meresüsteemide Instituut.
ETF7467
Upwellingud Soome lahes ja nendega seotud toitainete transport
Upwelling events and the related nutrient transport in the Gulf of Finland
1.01.2008
31.12.2011
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.2. MaateadusedP500 Geofüüsika, füüsikaline okeanograafia, meteoroloogia 1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia50,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB260 Hüdrobioloogia, mere-bioloogia, veeökoloogia, limnoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt50,0
PerioodSumma
01.01.2008−31.12.2008266 400,00 EEK (17 026,06 EUR)
01.01.2009−31.12.2009255 744,00 EEK (16 345,02 EUR)
01.01.2010−31.12.2010255 744,00 EEK (16 345,02 EUR)
01.01.2011−31.12.201116 345,20 EUR
66 061,30 EUR

Mõningad mõõtmised Soome lahes on näidanud, et upwellingud kannavad fosfaate ülemisse kihti ja see fosfaatide juurdevool võib põhjustada tsüanobakterite massvohamisi. Senini praktiliselt puuduvad suvel upwellingute poolt tingitud fosfaatide transpordi hinnangud. Käesoleva projekti eesmärgiks on uurida upwellingu täistsüklit: generatsiooni, arengut ja relaksatsiooni ning filamentide teket kasutades vaatlusandmeid, mere pinnatemperatuuri kaarte ja numbrilist modelleerimist. Nende uuringute keskmes on upwellingu/downwellingu relaksatsiooni protsess, mis tingib külma ja toitainete rikka vee kerke lahes ning on seetõttu oluline bioloogiliste–keemiliste rakenduste seisukohalt. Samuti kontrollitakse tööhüpoteese: (1) upwellingu filamendid moodustuvad upwellingu barokliinse joa ebastabiilsuse tõttu, mis on mõjutatud põhjatopograafiast ning seetõttu leiduvad põhiliselt fikseeritud paikades, (2) üleskerkinud vee soojenemine relaksatsiooni kestel toimub pigem solaarse soojenemise kui soojuse advektsiooni ja/või horisontaalse segunemise tõttu. Hinnatakse fosfaatide vertikaalset transporti upwellingute kestel, pärast upwellingu relaksatsiooni ülakihti jäänud toitainete hulka ja avameresuunalist transporti filamentide poolt, kasutades selleks numbrilist modelleerimist ja välimõõtmiste andmeid. Eeldatakse, et fosfakliini ja nitrakliini sügavuste vahe, tuule tugevus ning stratifikatsioon määravad sesoonisiseselt ülakihti kantud toitainete hulga, suhte ja horisontaalse jaotuse. Aastate-vahelisi muutusi fosfori ülekandel hinnatakse toetudes upwellingute sagedusele, upwellingute poolt hõlmatud alade ning filamentide statistikale ja fosfori vertikaalse transpordi hinnangutele. Seejuures võib eeldada, et Eesti ja Soome rannikumeres ning ka aastate lõikes on upwellingu ja toitainete ülekande parameetrid erinevad lähtudes rannajoonest, põhja topograafiast ja domineerivatest tuultest. Samuti analüüsitakse upwellinguks soodsate tuulte mõju (tugevus ja kestvus) ajalisi muutusi, et hinnata klimaatilise muutlikkuse poolt põhjustatud aastate-vahelisi muutusi ja võimalikke trende. Lõpuks, saadud tulemusi kasutatakse suviste upwellingute kui ühe potentsiaalse tsüanobakterite vohamiseks vajaliku fosfaatide allika tähtsuse hindamiseks ning enim toitainetega rikastatud piirkondade väljaselgitamisel Soome lahes.
A few case studies performed in the Gulf of Finland have shown that upwelling brings phosphate into the upper layer and this phosphate input can promote the growth of cyanobacteria. The aim of the project is to study the full cycle of a coastal upwelling event: generation, development and relaxation of upwelling and formation of upwelling filaments using data from field experiments, the sea surface temperature from satellite SST images and numerical modelling. The focus will be on the relaxation process of coupled upwelling/downwelling events which determine the distribution of cold nutrient-rich upwelled water in the Gulf area and is therefore important aspect for biological–chemical applications. We also check the working hypotheses: (1) the upwelling filaments form due to the instability of baroclinic upwelling jet influenced by bottom topography and therefore appear mostly at certain fixed locations, (2) the warming of upwelled water during the relaxation occurs mostly due to the solar heating rather than by the advection and/or horizontal mixing of heat. The estimation of nutrient input during upwelling events, the amount of nutrients remaining in the upper layer after the relaxation of upwelling and transported offshore by filaments will be performed using numerical modelling complemented with field data. We assume that the depth-separation of phosphacline and nitracline, the strength of wind forcing and stratification determine the amount and ratio as well as the horizontal distribution of nutrients transported into the upper layer within an intra-seasonal period. Estimation of inter-annual variations of phosphate inputs will be based on the frequency of upwelling events and statistics of the area covered by upwelled water and filaments with estimated vertical transport of phosphate. Proceeding from the coastline geometry, bottom topography and dominating winds different upwelling parameters and phosphate inputs can be expected in the Estonian and Finnish coastal sea areas and for the different years. Also, the temporal changes of the upwelling-favourable wind forcing (strength and duration) including the inter-annual variations and potential trends caused by the climate variability will be analysed. The results will be used for evaluation of the importance of summer upwelling events as a source of phosphorus for cyanobacterial blooms and for determination the areas mostly affected by phosphate enrichment in the Gulf of Finland.