Upload
moke
View
36
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Hipoteza o utjecaju zimskih oceanografskih svojstava sjevernog Jadrana na ulov inćuna u Jadranu. Bavim se višegodišnjim promjenama površinskih protoka te T, S, geostrofičke struje. Sjeverni Jadran. Sjeverni Jadran se obično definira kao područje sjeveno od spojnice Rimini-Pula. Rijeka Po. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Hipoteza o utjecaju zimskih oceanografskih svojstava
sjevernog Jadrana na ulov inćuna u Jadranu
• Bavim se višegodišnjim promjenama površinskih protoka te T, S, geostrofičke struje
Sjeverni Jadran
• Sjeverni Jadran se obično definira kao područje sjeveno od spojnice Rimini-Pula
Rijeka Po
• U to plitko područje malih razmjera ulijeva se Po, jedna od najvećih sredozemnih rijeka
Po riverA d r i a t i c S e a
M e d i t e r r a n e a n S e a
Donos hranjivih soli
• Zahvaljujući rijeci Po donos hranjivih soli u sjeverni Jadran je izuzetno velik
• Hranjive soli potiču primarnu proizvodnju
• Smatra se da je sjeverni Jadran jedno od naproduktivnijih područja sredozemlja
Primarna i sekundarna proizvodnja-definicije
• Produktivnio popdručje: visoka primarna proizvodnja
• I visoka sekundarna proizvodnja**regner?
• Primarna proizvodnja organski tvari
• Cvatovi fitoplanktova=visoka brojnost…
Geostrofičke struje
• Polja geostrofičkih struja određuju se iz prostornih razdioba gustoće
• One su postojana komponenta strujnog polja koja opstaje kroz više mjeseci, godinu dana a možda i duže
• Smatra se da imaju važnu ulogu u sustavu strujanja sjevernog Jadrana
• Geostrofiče struje su na koju se nadograđuju struje uztrokovane vjetrom, plimom i oskeom…
• Polja geostrofičkih struja su postojana u periodu od više mjeseci, čak godine dana
• Izrazita Višpegodišnja promjenjiobost
Dva tipa cirkulacije sjevernog Jadrana
• Analiza geostrofičkih struja upućuje da postooje dva glavna tipa cirkulacije sjevernog Jadrana*: tip A i tip B
Dva tipa cirkulacije sjevernog Jadrana, A i B
A B
Slučaj A
• Sjeverni Jadran je pod utjecajem voda iz Poa
Slučaj B
• Sjeverni Jadran je pod utjecajem voda iz srednjeg Jadrana
• Vode iz Poa slijevaju se uz talijansku obalu, ne ulazeći u sjeverni Jadran
Cirkulacija i proizvodnja
• Očekuje se da cirkulacija bitno utječe na primarnu i sekundarnu proizvodnju sjevernog Jadrana
• Da je primarna proizvodnja izrazito velika u godinama kada prevladava tip A (sjeverni Jadran pod utjecajem Poa)
• Da se velika primarna proizvodnja održava na veliku sekundarnu proizvodnju pa bi tip A pogodovao i velikoj sekundarnoj proizvodnji
Predavanje se temelji na radu:
Impact of circulation on high phytoplankton blooms and fish catch in the northern
Adriatic (1990-2004)
Romina Kraus and Nastjenjka Supić
Estuarine, Coastal and Shelf Science 91 (2011) 198-210
Impact of circulation on high phytoplankton blooms and fish catch in the northern Adriatic (1990-2004)
• Opsežan i složen rad
• Analiza distribucije i brojnosti fitoplanktona u sjevernom Jadranu u ovisnosti o oceanografskim uvjetima u različitim sezonama
• U ovom predavanju izložit će se samo jedan dio rezultata iz rada
Impact of circulation on high phytoplankton blooms and fish catch in the northern Adriatic (1990-2004)
• Samo rezultati koji se odnose na vezu cirkulacije s primarnom i sekundarnom proizvodnjom u sjevernom Jadranu
vanDva pitanja
• 1. Može li se uspostaviti veza između višegodišnjih promjena brojnosti fitoplanktona u sjevernom Jadranu i geostrofičke cirkulacije?
• 2. Odražavaju li se višegodišnje promjene primarne proizvodnje u sjevernom Jadranu na jadransku sekundarnu proizvodnju?
Podaci:
• Temperatura, salinitet te sastav i brojnost fitoplanktona uzorkovani mjesečno do sezonski na nekoliko dubina na postajama između ušća Poa i Rovinja od 1990. do 2004. g.
Postaje na profilu:
Datumi uzorkovanja:
10-Jan-1990 13-Mar-1997 18-Jun-1996 05-Aug-1991 23-Oct-1992
18-Jan-1991 15-Mar-2001 09-Jun-1998 20-Aug-1992 18-Oct-1993
14-Jan-1992* 20-Mar-2003 24-Jun-1998 17-Aug-1993 20-Oct-1995
19-Jan-1993 15-Mar-2004 24-Jun-1999 17-Aug-1994 12-Oct-1998
24-Jan-1994 25-Apr-1991 10-Jun-1999 31-Aug-1995 29-Oct-1999
17-Jan-1996 07-Apr-1992 29-Jun-2000 16-Aug-1996 18-Oct-2000
24-Jan-1997 16-Apr-1993 26-Jun-2001 11-Aug-1997 26-Oct-2001
05-Jan-2000 03-Apr-1995 23-Jun-2003 17-Aug-1998 01-Oct-2002
15-Jan-2003 24-Apr-1999 05-Jun-2003 24-Aug-1999* 22-Oct-2004
23-Jan-2004 17-Apr-2000 15-Jun-2004 25-Aug-2000 15-Nov-1990
22-Feb-1990 31-May-1990 30-Jun-2004 21-Aug-2001 09-Nov-1992
27-Feb-1991 08-May-1990 09-Jul-1990 08-Aug-2002 09-Nov-1993
17-Feb-1993 14-May-1991 23-Jul-1991 11-Aug-2004 17-Nov-1994
22-Feb-1994 05-May-1992 08-Jul-1991 10-Sep-1990 22-Nov-1995
03-Feb-1995 25-May-1992 13-Jul-1992* 03-Sep-1991* 25-Nov-1998
25-Feb-1998 17-May-1993 13-Jul-1993 14-Sep-1992 19-Nov-2003
15-Feb-1999 17-May-1994 19-Jul-1994 20-Sep-1993 3-Nov-2003
21-Feb-2000* 20-May-1998 18-Jul-1995 21-Sep-1994 04-Nov-2004
06-Feb-2001 26-May-1999 15-Jul-1996 23-Sep-1997 17-Nov-2004
20-Feb-2003 10-May-2001 08-Jul-1997 01-Sep-1997 19-Dec-1990
17-Feb-2004 19-May-2003* 20-Jul-1998* 24-Sep-1998 03-Dec-1991*
20-Mar-1990 11-May-2004 13-Jul-1999 08-Sep-1999 14-Dec-1992
26-Mar-1991 31-May-2004 19-Jul-2000 26-Sep-2000 28-Dec-1994
03-Mar-1992 21-Jun-1991 23-Jul-2001 27-Sep-2001 04-Dec-1996
16-Mar-1993 15-Jun-1992 09-Jul-2002 18-Sep-2002 10-Dec-1997
23-Mar-1994 14-Jun-1993 29-Jul-2002 02-Sep-2004 14-Dec-1998
01-Mar-1995 21-Jun-1994 15-Jul-2004 15-Oct-1990 05-Dec-2000
21-Mar-1996 15-Jun-1995 06-Aug-1990* 30-Oct-1991* 19-Dec-2001
Geostrofičke struje:
• Standardnim metodama iz podataka o temperaturi i salinitetu određene su za svako krstarenje geostrofičke struje relativne na 30-dbarsku plohu između susjednih postaja na profilu
Geostrofičke struje:
• SJ108/SJ101• SJ101/SJ103• SJ103/SJ105• SJ105/SJ107• SJ107/RV001
U slučaju A smjer struja u zapadnom dijelu profila je prema sjevero-zapadu (“pozitivan”) a u istočnom
prema jugo-istoku (“negativan”):
Istarska obalna protustruja (IOPS)
• Jugo-istočna struja uz istarsku obalu, između postaja SJ107 i RV001, naziva se Istarska obalna protustruja
• Izražena u slučaju A, kada se vode iz Poa razlijevaju sjevernim Jadranom
U slučaju B smjer struja u zapadnom dijelu profila je prema jugo-istoku (“negativan”) a u istočnom
prema sjevero-zapadu (“pozitivan”):
IOPS
• U slučaju B IOPS se ne opaža
Brojnost fitoplanktona
• Brojnost fitoplanktona u vodenom stupcu određena je za svaku pojedinu postaju odnosno za ukupan profil za svako pojedino krstarenja:
Relacije:
Za pojedinih krstarenja brojnost fitoplanktona u vodenom stupcu bila je izrazito visoka, značajno
iznad prosjeka:
1990 1991 1992 1993 1994 1995
-1x10 6
0x10 0
1x10 6
2x10 6
3x10 6
4x10 6
aPO
(ce
lls l-
1 )
1995 1996 1997 1998 1999 2000
-1x10 6
0x10 0
1x10 6
2x10 6
3x10 6
4x10 6
aPO
(ce
lls l-
1 )
2000 2001 2002 2003 2004 2005
-1x10 6
0x10 0
1x10 6
2x10 6
3x10 6
4x10 6
aPO
(ce
lls l-
1 )
Višegodišnje promjene (1990-2004) brojnosti fitoplanktona u vodenom stupcu profila (aPO) u odnosu na prosjek.
Cvatovi fitoplanktona osobito izraženi zimi:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12m o n t h
0 .0x10 0
4.0x10 5
8.0x10 5
1.2x10 6
1.6x10 6
c e
l ls
l-1
aPO
aSJ107
aSJ108
Godišnji ciklus (1990-2004) brojnosti fitoplanktona u vodenom stupcu istoćnog (aSJ107), zapadnog (aSJ108) i ukupnog (aPO) profila.
Površinski sloj
• ? Produkcija je bila bitno bviša na zapadnim postajama
Veza između cirkulacije i brojnosti fitoplanktona
Veza cirkulacije i brojnosti fitoplanktona
• Korelacijska analiza između • višegodišnjih promjena brojnosti fitoplanktona i
geostrofičkih struja • u veljači, ožujku, srpnju i listopadu (tj. u mjesecima
izraženih cvatova)
• Što je korelacijska analiza pokazat će se na primjeru
Korelacijska analiza-primjer
• uspoređuje se brojnost fitoplanktona na 5 m dubine na postaji SJ107 (x) s iznosom struje između SJ107 i RV001 (IOPS; y) za sva krstarenja u veljači od 1990. do 2004. g.
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
Korelacijska analiza-primjer
• to su dva niza od 11 podataka: niz x i niz y
• svakom krstarenju (u 1990., 1991., 1993., 1994., 1995., 1997., 1998., 1999., 2000., 2002. i 2004. g.) odgovara po jedna vrijednost za x i jedna za y
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
Korelacijska analiza-primjer
• određen je linearan koeficijent korelacije r iz standardnog izraza
• u kojiem su xi i yi članovi niza x i y, i=1,…,11 uz
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
N
i
N
iii
N
iii
yyN
xxN
yyxxN
r
1 1
22
1
)(1
)(1
))((1
11,...,1;1
;1
11
iyNyx
Nx
N
ii
N
ii
Korelacijska analiza-primjer
• linearni koeficijent korelacije između nizova iz tablice je 0.87
• to je visoka vrijednost koja upućuje da između nizova postoji korelacija
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
Testiranje značajnosti koeficijenta korelacije
• uobičajene metode testiranja koeficijenta korelacije (p, Monter carlo) temelje se na pretpostavci da su uspoređivane varijable iz populacije čija je distribucija normalna
• populacija brojnosti fitoplanktona za krstarenja u veljači najvjerojatnije nema normalnu raspodjelu
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
Testiranje značajnosti koeficijenta korelacije
• zato je testiranje značajnosti kk provedeno metodom Boot-Strapping
• metoda se koristi kod uspoređivanja varijabli iz populacija nepoznate statističke distribucije
• a to znači da se može koristiti za testiranje kk varijabli iz bilo koje populacije
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
Princip metode Boot-Strapping
• analiza koeficijenata korelacije za “pomiješane nizove”
• primjer takvog niza u tablici
• brojnost fitoplanktona u 2000. g. uspoređuje se sa strujom u 1990. g. itd.
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
2000 13690 1990 -0.17
2002 4810 1991 -0.07
2004 674140 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 2004 -7.04
1998 13320 1994 -0.48
1993 17020 1995 -0.14
1995 1480 1990 -0.17
1990 2590 2002 -0.06
1990 2590 2004 -7.04
“Pomiješani” nizovi
• slože se uz pomoć generatora slučajnih brojeva
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
2000 13690 1990 -0.17
2002 4810 1991 -0.07
2004 674140 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 2004 -7.04
1998 13320 1994 -0.48
1993 17020 1995 -0.14
1995 1480 1990 -0.17
1990 2590 2002 -0.06
1990 2590 2004 -7.04
Princip metode Boot-Strapping
• koeficijent korelacije za “pomiješane nizove” iz tablice je 0.14, tj. znatno je niži od koeficijenta korelacije za “prave” nizove
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
2000 13690 1990 -0.17
2002 4810 1991 -0.07
2004 674140 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 2004 -7.04
1998 13320 1994 -0.48
1993 17020 1995 -0.14
1995 1480 1990 -0.17
1990 2590 2002 -0.06
1990 2590 2004 -7.04
“Pravi” nizovi
• linearni koeficijent korelacije za “prave” nizove iz tablice je 0.87
godina x (cell/l) godina y (cm/s)
1990 2590 1990 -0.17
1991 1235 1991 -0.07
1993 17020 1993 1.23
1994 1600 1994 -0.48
1995 1480 1995 -0.14
1997 481000 1997 -3.32
1998 13320 1998 -0.80
1999 1850 1999 1.14
2000 13690 2000 1.03
2002 4810 2002 -0.06
2004 674140 2004 -7.04
Princip metode Boot-Strapping
• Usporedbom kk za “prave” niszove s kk za stotinjak parova “pomiješanih” nizova određuje se njegova značajnost
• KK 0.87 bio je značajan na razini od 99%
• To znači da se samo jednom u sto slučajeva za “pomiješane” nizove javio kk veći od 0.87
Testiranja
• Kk značajan
• Dakle, postoji korelacija izmeđ
• U brojnosti fita na 107 i struje 107/RV001
Ispremiješpani nizoviu
• Generatir slučajnih brojeva
Diagram korelacije za dva niza podataka pokazuje da dobro pravcem
0x100
4x105
8x105
phyto (ce ll l-1)SJ107-5 m
-0 .08
-0 .06
-0 .04
-0 .02
0
0.02
SJ1
07/R
V00
1
curr
ent
(m
s-2
)
Diagram korelacije
• upućuje na to da između dva niza postoji linearna veza
• graf prikazuje diagram korelacije dva niza
0x100
4x105
8x105
phyto (ce ll l-1)SJ107-5 m
-0 .08
-0 .06
-0 .04
-0 .02
0
0.02
SJ1
07/R
V00
1
curr
ent (
m s
-2)
1. Pitanje Postoji li veza između pojave cvatova fitoplanktona i cirkulacije?
SJ107
0 m 5 m 10 m 20 m 30 m
ICCC
February 0,86; 96 0,94; 99 0,95; 99 0,85; 96 0,82; 96
March 0,17* 0,10* 0,28* 0,60; 93 0,14*
July 0,53; 89 0,60; 94 0,37** -0,32** 0,00*
October 0,56; 90 0,56; 93 0,59; 94 0,39* 0,71; 99
Koeficijenti korelacije s razinama značajnosti (%) između IOPS i brojnosti fitoplanktona na različitim dubinama postaje SJ107 za veljaču, ožujak, travanj i listopad**osobito visoki u svim mjesecima izuzev ožujka**osbito u veljači
U veljači su bile visoke korelacije i za temp salinitet
SJ107Month 0 m 5 m 10 m 20 m 30 m
Salinity
February -0,95; 99 -0,87; 99 -0,52; 87 0,32** 0,37**
March -0,37** -0,10* 0,17* 0,00* 0,22*
July -0,32** -0,10* -0,30* -0,26* 0,00*
October -0,95; 99 -0,81; 99 0,17* 0,00* 0,00*
Temperature
February -0,70; 97 -0,39; 80 -0,36** -0,10* -0,20*
March 0,10* -0,32* -0,51; 93 -0,14* -0,20*
July 0,00* 0,00* 0,00* 0,39** 0,00*
October 0,00* 0,00* 0,24** 0,20* 0,41; 84
• Cvatovi fitoplanktona na SJ107 podudarali s pojavom IOPS
Zimski cvatovi
• A cvatovi su se opažali u bazenima zaslađene vode…-U bazenu slatke hladnije voda iz Poa vode, kao za 2004
Drugi mjesecvi
• U drugim mjesecima povezanost cvatova s temperaturom i salinitetom je bila manje izražena
• U ožujku veliki cvatovi koji plutaju u površinskom sloju neovisno o geostrofičkoj razdiobi struja?
• U toplom dijelu godine cvatovi su se opažali u bazenima zaslađene vode, ali nedostak korelacuije s temperaturom i salinitetom upućuje da hranjive soli igraju limitirajuću ulogu
2. Pitanje Može li se uspostaviti veza između primarne i sekundarne
proizvodnje:• Velika primarna produkcija sjevernog
Jadrana odrazit će se na sekundarnu produkciju
• Korelacija za pojedine mjesece s inćunima i sardinama
Koeficijent korelacije
0x100
2x106
4x106
6x106
phyto (cell/l)aSJ108
0
2,000
4,000
6,000
8,000
an
nu
al
an
cho
vy c
atch
(t)
0x100
7x105
1x106
2x106
phyto (cell/l)aSJ107
0x100
2x106
3x106
5x106
0
2,000
4,000
6,000
8,000
ann
ual
a
nc
ho
vy c
atch
(t)
0x100
4x105
8x105
1x106
February
March
0x100
8x105
2x106
2x106
0
2,000
4,000
6,000
8,000
0x100
1x105
3x105
4x105
July
0x100
9x105
2x106
3x106
phyto (cell/l)aSJ108
0
2,000
4,000
6,000
8,000
0x100
2x106
4x106
6x106
phyto (cell/l)aSJ107
October
Koeficijenti korelacije..,.
0x100
2x106
4x106
6x106
phyto (cell/l)aSJ108
4,000
8,000
12,000
16,000
20,000
24,000
ann
ual
sa
rdin
e ca
tch
(t)
0x100
7x105
1x106
2x106
phyto (cell/l)aSJ107
0x100
2x106
3x106
5x106
4,000
8,000
12,000
16,000
20,000
24,000
ann
ual
sar
din
e ca
tch
(t)
0x100
4x105
8x105
1x106
February
March
0x100
8x105
2x106
2x106
8,000
12,000
16,000
20,000
0x100
1x105
3x105
4x105
July
0x100
9x105
2x106
3x106
phyto (cell/l)aSJ108
4,000
8,000
12,000
16,000
20,000
24,000
0x100
2x106
4x106
6x106
phyto (cell/l)aSJ107
October
Inćun
• Jedna od najvažnijih komercijslnih vrsta u Jadranu
• Jadranski ulov inćuna dijele Italija, Hrvatska i Slovenija s tim da je talijanski ulov značajno veći od hrvatskog i slovenskog-postotciž
• Ulov inćuna od 1990 do 2004 pokazuje manje varijacije a u 2004 značajan porast
Ulov inćuna (1990-2004)
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
y e a r
0
10000
20000
30000
t o
n n
e s
ukupan jadranski u lov
ukupan hrvatski u lov
• Određene varijecije ulova mogu se dovesti u vezu s promjenama u načinu lova – tj. u alatima
• Međutim, višegodišnje promjrne ulova uglavnom se dobro poudaraju s postojećom procjenom ukupne količine inćuna u jadranu
Procjena biomase i ulov
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
y e a r
100
1000
10000
100000
t o
n n
e s ukupan jadranski u lov
procjena b iom ase
ukupan hrvatski u lov
Detaljno korelacije
• Prvo korelacije sa cirkulacijom
Inćun
• Inćun se mrijesti od travnja do listopada
• U Jadranu se mrijesti u vodama pod utjecajem Poa: daklle u sjevernom Jadranu i uz talijansku obalu
• Produkcija jaja pozitivno je korelirana s fitoplanktoniom dva mjeseca ranije
Velika količina fitoplanktona u veljači
• Zimski cvat u veljači mogao bi uzrokovati veliki broj jaja u travnju
• Inćun postiže komercijalnu duljinu od 9 cm za četiri i pol mjeseca, a sezona lova…
• Aprilska “genearcija”
• Dobivene korelacije upućuju da bi se zimski cvatovi fitoplantona mogli odrazti na ulov inćuna
Cvatovi u istočnom dijelu manji nego u zapadnom
• Ali – pretpostavka da veliki cvatovi na velikom području onda jkada je 107 da se tih godina u sjevernom jadranu stvara jako velika količina organse tvari
Izbrisati : Orijentacija:
• Struje usmjerene prema sjeverozapadu definirane su kao “pozitivne” a one prema jugoistoku kao “negativne”
Postoji li veza između primarne i sekundarne produkcije?
• Linearna korelacija postoji ako koeficijent linearne korelacije (r) ima značajan iznos. Uspoređuju se dakle dva niza: i kojima su prosječne vrijednosti i . Koeficijent korelacije je: