Introduction

The hypothesis that optical conditions of the heat transfer may have

significant dynamical effect has been tested here through the two

numerical experiments run for the set of optical water types, accord-

ing to the classification of Jerlov (1). The used water types were those

present in the earlier period at the Stoncica station (Middle Adriatic

Sea), and the type prevailing recently (2).

Numerical hydrodynamic model 

Here the Princeton Ocean Model (POM) (3), three-dimensional

primitive equation nonlinear model, with the complete thermodynam-

ics, was used. The thermodynamic properties of the sea were simulat-

ed during two episodes of the bora wind: the first one 5th August 1972

and the second one the 13

th

March 1973. The equations, which capture

the model physics, are the traditional equations for conservation of

mass, momentum, temperature and salt, coupled with the equation of

state (4). Oceanographic model was forced with the spatially variable

wind stress (5) and the heat ?uxes. Heat ?uxes were calculated using

bulk formulae according to Large (6) with the atmospheric parameters

(wind, air temperature and humidity) obtained by measurements

above the sea at the Stoncica station and instantaneous SST calculat-

ed by the oceanographic model. 

The incoming short-wave radiation at the air-sea interface was cal-

culated according to Haurwitz (7), assuming sun altitude was a func-

tion of hour angle s, geographic latitude j and declination d. In the

model equations, short-wave radiation attenuation with depth was

introduced through coefficients for each respective water types (I, IB,

III) according to Paulson and Simpson (8). Model domain was

Adriatic shelf with the horizontal resolution of 10 km. In the vertical

direction 16 sigma layers were chosen. 

Results and discussion

Results of the numerical experiments were shown in Figure 1. 

The sea surface temperature time series at the model node, that cor-

responds to Stoncica station, show regular diurnal variations. During

both bora episodes stronger heating in the surface layer was obtained

in the optical type III. It is also obvious that during summer, tempera-

ture in the surface layer in the optical type III shows stronger deviation

from temperature in other two optical types, for the same atmospheric

conditions.

The reason for that could be lower wind speed during summer bora

episode, which resulted in the reduced vertical mixing and therefore

lower vertical heat transport. Summer pycnocline also prevents verti-

cal heat transport which caused increased sea surface temperature.

References

(1) Jerlov, N. 1976. Optical oceanography.Elsevier Publishing Company.

Amsterdam: 1-194.

(2) Morovic M. and N. Domijan,1991. Light attenuation in the Middle

and Southern Adriatic sea. Acta Adriat.,Vol.32(2): 621-635. 

(3) Blumberg, A.F., Mellor, G.L. 1987. A description of a three-dimen-

sional coastal ocean circulation model. In: Heaps, N.S. (Ed), Three

Dimensional Coastal Ocean Models, Coastal and Estuarine Science 4,

American Geophysical Union, Washington, D.C. 16 pp. 

(4) Mellor, G.L., 1991. An equation of state for numerical models of

ocean and estuaries. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology8,

609-611.

(5) Orlic, M., Kuzmic, M., Pasaric, Z., 1994. Response of the Adriatic Sea

to the bora and scirocco forcing. Continental Shelf Research14, 91-116. 

(6) Large, W.G., 1996. An observational and numerical investigation of

the climatological heat and salt balances at OWS Papa. Journal of

Climate9, 1856-1876. 

(7) Haurwitz, B. 1941. Dynamic Meteorology. McGraw-Hill Book

Company Inc., NewYork, 365 pp. 

(8) Paulson, C.A., Simpson, J.J. 1977. Irradiance measurements in the

upper ocean. Journal of Physical Oceanography7, 952-956.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

52

THE ROLE OF OPTICAL PROPERTIES FOR THE DYNAMICS ATTHE OPEN SEA STATION STONCICA 

Gordana Beg Paklar*, Mira Morovic and Mario Bone

Institute of oceanography and fisheries, Split, Croatia - beg@jadran.izor.hr

Abstract

Trend of decrease of transparency at the open sea station Stoncica motivated us to include different optical water conditions in the numer-

ical simulations. Different optical types used, resulted in changed vertical thermal structures, and the differences, after few days of inte-

gration were higher for the simulation of summer than for winter conditions.

Key words: numerical model, Adriatic Sea, optical water types

Figure 1. Temperature course with integration time for optical

water types I, II and III in the surface layer.