Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

146

THE TELECOMMUNICATION BETWEEN THE AEGEAN AND THE ADRIATIC SEAS 

THROUGH THE INTERMEDIATE WATERS INFLUENCES THE DEEP CONVEYOR BELT 

OF THE EASTERN MEDITERRANEAN (1986-1999).

Alexander Theocharis 

1 

* and Alexander Lascaratos 

2

1

Hellenic Centre for Marine Research, P. O. Box 712, Anavyssos, Attiki 19013, Greece - * alekos@ncmr.gr

2

Department of Applied Physics, University of Athens, Athens, Greece

Abstract

This work summarizes the variability of the intermediate water characteristics in the eastern Ionian during the period 1986-98, giving

evidence to the indirect role that the Aegean plays in modifying the deep thermohaline cell of the eastern Mediterranean.

Keywords: intermediate waters, variability, eastern Mediterranean

The Levantine Intermediate Water (LIW), the most important

Mediterranean high saline water mass, is the major constituent of the

intermediate waters (200-600m) throughout the Basin. The main route

of LIW is westward direct to Sicily Straits, but peeling-off branches

appear as LIW is veered around the circulation features. A branch of

LIW in the eastern Ionian is directed towards the Adriatic following

the Greek coastline. The percentage content in LIW is highest near the

coast. Within the period 1986-98, the Aegean contribution to the

intermediate layers presented considerable variability (1).

The Adriatic Deep Water (ADW) is considered the source-water of

the EMDW since the beginning of the last century (2). The high saline

intermediate water participates in the open-ocean formation

processes, occurring in the Adriatic southern pit. Salinity is the crucial

factor for the density increase (3, 4). The temporal evolution of the

Adriatic is attributed at a large extent to changes in the Ionian (5).

Favorable winter weather conditions are the major forcing mechanism

necessary for the convection. Moreover, the contribution of the North

Adriatic Deep Water (NAdDW) is another key factor in determining

the final product of the formation processes in the Adriatic (6).

Since 1987, the eastern Mediterranean undergoes abrupt

hydrological changes due to the shift of the deep-water formation site

from the Adriatic to the Aegean, namely the Eastern Mediterranean

Transient (EMT) (7, 8, 9, 10, 11) .The filling of the deep and bottom

layers with new denser waters of Aegean origin caused uplifting of the

older EMDW and the overlaying transitional waters between the LIW

and EMDW by several hundred meters. The above modification of the

deep thermohaline cell has been accompanied by changes in the open

conveyor belt of the Basin that comprises the intermediate waters.

Significant changes in the upper thermocline circulation altered the

water mass pathways. The latter along with the evolution of the

Aegean to an effective source of a new type of intermediate water, the

so called Cretan Intermediate Water (CIW) (11), has considerably

in?uenced the respective layers in the Ionian. Therefore, within the

LIW horizons have undergone first dilution of the waters about 30%

by the uplifted less saline old mid-depth waters (12) and at a later

stage replacement of LIW by the new warmer, more saline CIW (10).

The analysis of the data from “POEM”, “MATER” and “NATO-

RR97-Ionian” programs shows that in the period 1986-1991 the

intermediate waters in the northeastern Ionian present a decreasing

trend in temperature (

??

~0.35

o 

C) and salinity (

?

S~ 0.05 psu), which

implies an increase in density (

s

?

~0.04 kg/m

3

). Thus, the Adriatic is

supplied progressively with less salt, but with denser waters before

and during the early stages of the EMT. During the winter 1987 strong

deep-water formation was reported under very cold and dry

meteorological conditions. Moreover, during the coldest winter 1991-

1992, the deep density in the Adriatic reached for the last time the

value of 29.3 kg/m

3

. This coincides with the highest density

(

s

?

=29.14 kg/m

3

) of the intermediate water observed in the

preconditioning period, fall 1991 in the northeastern Ionian and in

winter 1991-92 in the Otranto. Until 1995, “low” salinity (S~38.74

psu) was the characteristic of the in?owing “diluted” intermediate

waters and lack of deep ventilation and production of dense waters

was noted (7). In January 1995, the ADW appeared in the Ionian

above the Deep and Bottom Waters of Aegean origin at 1000-1500m

depth (1). In 1997-99, the intermediate waters reaching the Adriatic

were strongly in?uenced by the new CIW (S>38.90 psu) providing

more salt than before the EMT period. However, their temperature

increased (

??

~0.46

o

C) and density ?uctuated (

s

?

~ 29.12-29.14

kg/m3). Even though, no deep convection (~400m) in the Adriatic was

reported in 1997 and 1998, due to insufficient surface cooling and

buoyancy loss (6). The ADW in late fall 1998 had not still enough

density to sink to the Ionian bottom, but circulated at depths of

~1000m with salinity higher than that of 1995 by 

?

S ~0.06 psu. In

1999 the ventilation in the southern Adriatic went deeper (700m), but

the density of the product was insufficient to replace the bottom dense

Adriatic water.

Therefore, the above confirms an Aegean remote effect on the

Adriatic open-ocean deep-water formation process through the

affected intermediate water and thus its indirect role in modifying the

deep thermohaline cell of the eastern Mediterranean, apart from the

direct in?uence through the formation of the densest Cretan Deep

Water, after 1987.

References

1-Theocharis A., Klein B., Nittis K., Roether W., 2002. Evolution and

status of the Eastern Mediterranean Transient. J. Marine Systems,33-34:

91-116.

2-Nielsen J. N., 1912. Hydrography of the Mediterranean and adjacent

waters. Report of the Danish Oceanographic Expedition 1908-1910to the

Mediterranean and adjacent waters (Copenhagen), 1: 72-191.

3-Ovchinnikov I. M., Zats V. I., Krivosheya V. G., Udodov A. I., 1985.

Formation of deep Eastern Mediterranean waters in the Adriatic Sea.

Oceanology, 25 (6): 707.

4-Zore-Armanda M., 1972. Formation of Eastern Mediterranean deep

water in the Adriatic. Colloques Internationaux du C.N.R.S.,215: 127-

133.

5-Klein B., Roether W., Civitarese G., Gacic M., Manca B. B., Ribera d’

Alcala M., 2000. Is the Adriatic returning to dominate the production of

Eastern Mediterranean Deep Water? Geophys. Res. Lett.,27 (20): 3377-

3380.

6-Manca B. B., Kovacevic V., Gacic M., Viezzoli D., 2002. Dense water

formation in the Southern Adriatic Sea and spreading into the Ionian Sea

in the period 1997-1999. Journal of Marine Systems,33-34: 133-154.

7-Klein B., Roether W., Manca B. B., Bregant D., Beitzel V., Kovacevic

V., Luchetta A., 1999. The large deep water transient in the Eastern

Mediterranean. Deep Sea Res.I, 46: 371-414.

8-Lascaratos A., Roether W., Nittis K., Klein B., 1999. Recent changes

in deep water formation and spreading in the Eastern Mediterranean Sea:

A Review. Progr. In Oceanogr.,44 (1-3): 5-36.

9-Roether W., Manca B. B., Klein B., Bregant D., Georgopoulos D.,

Beitzel V., Kovacevic V., Luchetta A., 1996. Recent changes in the Eastern

Mediterranean deep waters. Science,271: 333-335.

10-Malanotte-Rizzoli P., Manca B. B., Ribera d’Alcala M., Theocharis

A., Brenner S., Boudillon G., Ozsoy E., 1999. The Eastern Mediterranean

in the 80s and in the 90s: the big transition in the intermediate and deep

circulations. Dyn. Atmos. Oceans,29, 2-4: 365-395.

11-Theocharis A., Nittis K., Kontoyiannis H., Papageorgiou E.,

Balopoulos E., 1999. Climatic changes in the Aegean Sea in?uence the

Eastern Mediterranean thermohaline circulation (1986-1997). Geophys.

Res. Lett. 26, 11: 1617-1620.

12-Roether W., Klein B., Beitzel V., Manca B. B., 1998. Property

distribution and transient-tracer ages in Levantine Intermediate Water in

the Eastern Mediterranean. J. Marine Systems, 18: 71-87.