Introduction

Current, T and S time series obtained at M3A bu 

oy site

(Mediterranean Moored Multi-parametric Array) make part of an

extensive multidisciplinary monitoring in the southern Cretan Sea,

which has been conducted almost continuously since March 2000

within the framework of MFSPP (Mediterranean Forecasting System

Pilot Project). The buoy is situated in an area characterised by the

presence of quasi-permanent anti-cyclonic and cyclonic gyres [1]. 

A sub-inertial variability of the three properties within a 400 m

water column for the two time intervals as indicated below, is sum-

marised using an EOF (Empirical Orthogonal Function) analysis.

Data and methods

T and S are measured at three levels: at nominal depths of 40, 65

and 115 m below the surface. Current measurements are obtained

every 10m from an upward looking 75 KHz ADCP, and sub-sampled

at 11 levels, unequally spaced in the range between 45 and 445 m.

Original data, collected every three hours, are smoothed by a moving

average in order to filter out high-frequency (daily) variability. EOF

analysis has been applied to a normalised data, which were organised

into two sets: the first contains all meridional current component

(north-south) of 11 levels and the other consists of T and S at the three

depths. The main reason that only meridional (v) component is includ-

ed lies in the fact that the mooring is presumably located in the bound-

ary region between Cretan cyclonic and anticyclonic gyres primarily

characterised by the north-south ?ow (Fig.1). The investigated time

series is divided into two parts: part A related to the period Apr. 15 -

May 14 and part B relative to the period May 18 - Jun. 30.

Results and Conclusions

For period A, the principal characteristics of the EOF eigenvectors

(Table 1) show the prevalence of a barotropic structure, especially

between 65 and 355 m (with 81% of the total variance [t.v. 

]

explained), and a variability of the T and S being coherent at all three

depths (72% of the t.v.). The second mode of the v component (8%)

exerts baroclinic-like variability: upper layer (down to 360 m) is out of

phase with respect to a lower one (below 360 m), while that of the TS

(18% ) re?ects primarily T variability at 40 m i.e. at the level of the

seasonal thermocline. 

For period B (Tables 2), the first mode of the v component (84 %)

resembles the structure observed during period A. For the T and S

parameters the most important features are re?ected in the first and the

third modes. The structure of the first TS mode is again characterised

by a relatively coherent variability of the T and S along the water col-

umn, while the total variance explained is much lower (56 %) than dur-

ing period A. The third mode is probably associated to the vertical mix-

ing which induces the increase of the water temperature in deeper layer

and the out-of-phase behaviour of the surface water temperature.

A comparison of the amplitudes of the modes and time-series of

both T and S data (not shown here) indicates that the peaks of the first

TS mode mainly correspond to a temporary increase of both tempera-

ture and salinity, probably due to some advective processes or down-

welling. In order to determine to which degree the variability of the

hydrographic properties is linked to a variability of the current field, a

correlation coefficient between current and TS modes has been calcu-

lated (Table 3). Relatively significant correlation coefficients indicate

a wide variety of their possible interconnections. The correlation

between the first mode of the v current (V1) with either first or second

TS mode for both periods, indicates that an increase in a northward

?ow is associated with a decrease of T and S at all three levels. In other

cases the same increase of the ?ow is coherent with an increase of tem-

perature at the thermocline depth and a decrease of it below that layer.

The baroclinic-like mode (V2) is significantly correlated only with the

first TS mode (TS1).

Reference

1 - Theocharis A., Balopoulos E., Kioroglou S., Kontoyiannis H., and

Iona A., 1999. A synthesis of   the circulation and hydrography of the

South Aegean Sea and the Straits of the Cretan Arc (March 1994-January

1995).Prog. Oceanogr., 44: 469-509. 

Rapp. Comm. int. Mer Mιdit., 36,2001

56

HYDROGRAPHIC AND CIRCULATION PROPERTIES IN THE CRETAN SEA FROM THE M3A DATA

CardinV.

1*

, KovacevicV.

1

, Nittis K.

2

1

Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale, Trieste, Italy

2

National Centre for Marine Research, Athens, Greece

Abstract

The sub-inertial variability of hydrological and circulation properties in the Cretan Sea is studied, using upper thermocline data from a

prototype multi-parametric ocean observing system. The EOF analysis indicates a highly coherent and barotropic variability of tempera-

ture (T) and salinity (S) during the winter period. The two parameters are less correlated during spring and more variance is explained by

higher modes, probably as a result of the developing stratification. The baroclinicity of the ?ow field is also increased during spring indi-

cating a decoupling between the upper 300m and the deeper layers. Finally, the T and S variability is partially explained by advective pro-

cesses with stronger coherence at the synoptic time scale.

Key-words: temperature, salinity, currents, time-series, Cretan Sea

Table 1 – EOF eigenvectors and t. v. explained for the v-current

component and the TS during period A.

MODEt.v.

Depth (m)

( % )456595115155255325355375405445

1810.280.310.310.320.320.320.310.300.300.290.24

29-0.45–0.24–0.19–0.18–0.15–0.140.010.300.300.260.63

Table 2 – EOF eigenvectors and t. v. explained for the v-current

component and the TS during period B.

MODEt.v.

T/S Depth (m)

(%)T-40T-65T-115S-40S-65S-115

1720.040.440.440.430.460.46

2180.940.23–0.100.08–0.15–0.14

Table 3 – Correlation coefficient between the v component

EOFs’(V1 and V2) and TS EOFs’(TS1, TS2, and TS3).

MODEt.v.

Depth (m)

( % )456595115155255325355375405445

1840.290.290.310.310.310.320.320.300.300.290.29

213-0.34–0.40–0.30–0.26–0.20–0.020.180.310.320.360.38

Table 4 – EOF eigenvectors and t. v. explained for the TS during

MODEt.v.

T/S Depth (m) 

( % )T-40T-65T-115S-40S-65S-115

1560.330.410.440.420.400.45

219-0.25–0.06–0.460.530.58–0.33

317-0.67–0.470.340.030.150.44

Table 5 – Correlation coefficient between the v component

EOFs’(V1 and V2) and TS EOFs’(TS1, TS2, and TS3).

V1 : TS1

V1 : TS2

V1 : TS3

V2 : TS1

V2 : TS2

V2 : TS3

PeriodA

- 0.28

0.30

-

- 0.34

0.01

-

Period B

- 0.20

- 0.10

- 0.16

0.17

0.02

- 0.03