Αναφορές για την υποξία ή ακόμη και την ανοξία, υπήρχαν παγκοσμίως σε όλη τη διάρκεια των γεωλογικών ετών. Ωστόσο, η αρνητική τάση της συγκέντρωσης του οξυγόνου στις θάλασσες, που καταγράφεται μετά το 1950, σε συνδυασμό με τις αυξημένες διαστάσεις που λαμβάνει καθημερνά η υποξία, αλλά και τις δυσοίωνες προβλέψεις για ετήσια μελλοντική μείωση των συγκεντρώσεων του οξυγόνου, έχουν οδηγήσει στο χαρακτηρισμό της ως ένα παγκόσμιο πρόβλημα.
Ο συνδυασμός φυσικών και ανθρωπογενών διεργασιών, αλλά και οι αρνητικές επιδράσεις του ευτροφισμού, ως αποτέλεσμα της παροχής μεγάλων ποσοτήτων θρεπτικών αλάτων αζώτου και φωσφόρου, σχετίζονται άμεσα με την παγκόσμια αύξηση των υποξικών περιοχών. Ανάμεσα στα πιο επιρρεπή περιβάλλοντα στην εμφάνιση υποξικών/ανοξικών συνθηκών είναι οι ημί-κλειστοι κόλποι. Η επικράτηση ή ακόμη και η εκδήλωση υποξικών συνθηκών σε ένα τέτοιο περιβάλλον, εκτός από την αρνητική επίδραση που έχει στους οργανισμούς και τα ενδιαιτήματά τους, επηρεάζει άμεσα αφενός την τροφική αλυσίδα και αφετέρου τις βιογεωχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του.
Ο Αμβρακικός Κόλπος, αποτελεί ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ημί-κλειστου κόλπου, τύπου φιόρδ, στη Μεσόγειο, εφόσον το μοναδικό σημείο επικοινωνίας του με την ανοιχτή θάλασσα είναι ο στενός δίαυλος του Ακτίου. Παρά τη σημαντικότητα του συγκεκριμένου περιβάλλοντος, η εξέλιξη και η ανάπτυξη του ανθρώπινου παράγοντα, έχουν οδηγήσει το οικοσύστημα του κόλπου σε ιδιαίτερα οριακό σημείο, υποβαθμίζοντας συνεχώς την ποιότητα των υδάτων του.
Σκοπό της συγκεκριμένης διδακτορικής διατριβής, αποτέλεσε η παρακολούθηση, κατανόηση και ερμηνεία του τρόπου λειτουργίας ενός Μεσογειακού κλειστού κόλπου, συμπεριλαμβανομένης της υδροδυναμικής κυκλοφορίας και των φυσικοχημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του, καθώς επίσης και η ανάδειξη της δυναμικής και του μηχανισμού δημιουργίας της υποξικής/ανοξικής ζώνης που χαρακτηρίζει ένα τέτοιο περιβάλλον.
Για την επίτευξη των προαναφερθέντων, πραγματοποιήθηκε συστηματική παρακολούθηση των φυσικοχημικών, ωκεανογραφικών και μετεωρολογικών χαρακτηριστικών του συστήματος του Αμβρακικού, μέσω μιας σειράς εποχιακών και διμηνιαίων δειγματοληψιών, συνολικής διάρκειας δύο ετών. Επιπρόσθετα, για τις ανάγκες της μελέτης της υδροδυναμικής κυκλοφορίας του κόλπου, προσομοιώθηκε η κυκλοφορία του, χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο τρισδιάστατο αριθμητικό ομοίωμα. Η βαθμονόμηση, η επαλήθευση και η προσομοίωση της υδροδυναμικής του Αμβρακικού, πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα, τα οποία και συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των διετών δειγματοληψιών.
Η μόνιμη στρωμάτωση της υδάτινης στήλης του κόλπου, σε όλη τη διάρκεια του έτους, ως αποτέλεσμα της παροχής μεγάλων ποσοτήτων γλυκού νερού επιφανειακά, σε συνδυασμό με τον εμπλουτισμό της υδάτινης στήλης με θρεπτικά στοιχεία, είναι οι σημαντικότερες διεργασίες οι οποίες οδήγησαν στην περεταίρω υποβάθμιση του συστήματος τα τελευταία τριάντα χρόνια. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής, είναι η επικράτηση πλέον υποξικών συνθηκών στο μεγαλύτερο τμήμα του κόλπου, καθώς επίσης και η εποχιακή εμφάνιση ανοξικών συνθηκών στο βαθύτερο στρώμα της υδάτινης στήλης.
Η δυναμική της υποξικής ζώνης, η οποία αναπτύσσεται στο εσωτερικό του κόλπου, εκφράζεται μέσω ενός ιδιαίτερα γνώριμου προτύπου κυρίως σε παρόμοια περιβάλλοντα (τύπου φιόρδ) των Σκανδιναβικών χωρών, ωστόσο, σπάνιου ή ακόμη και πρωτόγνωρου για τα Μεσογειακά δεδομένα. Η εισροή των υδάτων της ανοιχτής θάλασσας, η οποία λαμβάνει χώρα σαν ένα ρεύμα, πυκνού νερού κοντά στο πυθμένα, είναι η κύρια αιτία εμπλουτισμού των βαθύτερων στρωμάτων του κόλπου με οξυγόνο. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα η υδάτινη στήλη να οξυγονώνεται από τα βαθύτερα προς τα ρηχότερα τμήματα αυτής και ένα στρώμα νερού υποξικών/ανοξικών συνθηκών να επιπλέει σε ενδιάμεσα βάθη.
Η προσομοίωση της ετήσιας υδροδυναμικής κυκλοφορίας του Αμβρακικού, ενός συστήματος με τόσο ιδιαίτερα μορφολογικά και υδρολογικά χαρακτηριστικά, βοήθησε στην κατανόηση και περιγραφή των υδροδυναμικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα ετησίως και ελέγχουν την οξυγόνωση του βαθύτερου τμήματος της υδάτινης στήλης. Ανάμεσα στις πιο σημαντικές συγκαταλέγονται η διαφορά πυκνότητας μεταξύ των υδάτων της ανοιχτής θάλασσας και του βαθύτερου τμήματος του Αμβρακικού, η οποία σε συνδυασμό με την έκταση του πυκνοκλινούς και την παροχή γλυκού νερού από του δύο ποταμούς που εκβάλλουν στο εσωτερικό, ελέγχουν το βάθος της εισροής και κατ’ επέκταση το βαθμό της οξυγόνωσης του βαθύτερου στρώματος του κόλπου.
Από την ολοκληρωμένη παρακολούθηση των χημικών χαρακτηριστικών της υδάτινης στήλης, την εκτίμηση της ποιότητας και της τροφικής κατάστασης των υδάτων του Αμβρακικού, προέκυψε στο συμπέρασμα ότι τελικά ο Αμβρακικός, είναι ένα μεσοτροφικό και εποχιακά ευτροφικό περιβάλλον. Ο ευτροφικός χαρακτήρας του κόλπου, χρονικά συνδέεται άμεσα με την περίοδο των μέγιστων παροχών των ποταμών, υποδεικνύοντας την καθοριστική συμβολή τους στην ποιότητα των υδάτων του κόλπου. / Hypoxic or even anoxic references existed globally throughout the geological age. However, the negative trend of the oxygen concentration is recorded after 1950. This, in combination with the increased dimensions that hypoxia is daily receiving and also ominous predictions for the future annual reduction of its concentrations, have led to the characterization as a global problem.
The combination of natural and anthropogenic processes and also the negative effects of eutrophication as a result of the enrichment with large amounts of nutrients, such as nitrogen and phosphorus, are directly related to the global increase of hypoxic areas. Among the most prone environments in appearance of hypoxic / anoxic conditions are semi-enclosed bays. The dominance or even the appearance of hypoxic conditions in such an environment, apart from the negative impact that it has on organisms and their habitats, directly affects both the food chain and also the biogeochemical processes that take place inside it.
Amvrakikos Gulf, is a characteristic example of semi-enclosed bay, fjord-type, in the Mediterranean Sea, as its only connection with the open sea is the narrow inlet of Aktio. Despite the importance of this environment, the evolution and development of human factors have led the ecosystem of the gulf in particular boundary point, degrading constantly the water quality.
The main purpose of this thesis, has been the monitoring, understanding and interpretation the mode of operation of a Mediterranean semi-enclosed bay, including hydrodynamic circulation and physicochemical processes that take place inside, as well as highlighting of dynamic and forming mechanism of hypoxic / anoxic zone which characterizes such an environment.
In order the above targets to be achieved, a systematic monitoring of physico-chemical, oceanographic and meteorological characteristics of Amvrakikos Gulf takes place, through a series of seasonal and bimonthly samplings, of two years duration. Additionally, for the purposes of the study of hydrodynamic circulation, an appropriate three-dimensional hydrodynamic model was used. The calibration and verification of the hydrodynamic model and the simulation of the hydrodynamic circulation takes place using data, which were collected during the two-year sampling.
The permanent stratification of the water column , throughout the year, as a result of the surface enrichment with large quantities of fresh water ,in combination with the water column' s enrichment with nutrients, are the most important processes which lead to further degradation of the system over the last thirty years. The main characteristics of this degradation are the dominance of hypoxic conditions in the greater part of the gulf, and the seasonal occurrence of anoxic conditions in the deepest layer of the water column.
The dynamics of the hypoxic zone, which grows inside the gulf, expressed through a very familiar pattern mainly in similar environments (fjord-type) of the Scandinavian countries, however, it is rare or even unprecedented for the Mediterranean area. The inflow of waters of the open sea, which occurs as a stream of dense water near the bottom, is the main reason of enrichment of the deepest layers of the bay with oxygen. This has resulted in the water column to be oxygenated from its deepest to the shallowest parts and a water layer with hypoxic / anoxic conditions to be floated at intermediate depths.
The simulation of the annual hydrodynamic circulation of Amvrakikos Gulf, a system with both morphological and hydrological characteristics, helped the understanding and description of hydrodynamic processes that take place annually and monitor the oxygenation of the deepest parts of the water column. Among the most important processes are included the density difference between the waters of the open sea and the deepest part of Amvrakikos Gulf, which combined with the extent of pycnocline and supply of fresh water from the two rivers that flow inside, control the depth of the input and consequently the degree of oxygenation of the deeper layer of the gulf.
The comprehensive monitoring of the chemical characteristics of the water column, the assess of the quality and trophic status of waters of Amvrakikos Gulf have shown that eventually Amvrakikos Gulf is a mesotrophic and seasonally eutrophic environment. The eutrophic character of the gulf, is directly related to the period of maximum discharges of rivers, indicating the vital contribution to the water quality of the bay.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/7972 |
| Date | 26 August 2014 |
| Creators | Κουντουρά, Κρυσταλλία |
| Contributors | Ζαχαρίας, Ιερόθεος, Kountoura, Krystallia, Ζαχαρίας, Ιερόθεος, Συλαίος, Γεώργιος, Φερεντίνος, Γεώργιος, Δημόπουλος, Παναγιώτης, Κεχαγιάς, Γεώργιος, Κωνσταντίνου, Ιωάννης, Παπαθεοδώρου, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0037 seconds