Introduction

Inspection of the available SeaWiFS imagery from the Southern

Adriatic area have revealed the regular occurrence of the high-chlorophyll

content patch in the centre of the basin in early spring. More detailed anal-

ysis for a specific winter (1997/98) and the comparison of the chlorophyll

a distribution with the sea surface density field (1) show that the high-

chlorophyll content patch coincides with the density maximum and the

centre of the South Adriatic Gyre. Similar feature was documented in the

Gulf of Lions (2). The occurrence of the chlorophyll patch is due to the

local nutrient enrichment of the euphotic layer by winter deep convection

processes, which presumably control a local spring phytoplankton bloom.

The purpose of this paper is to relate the interannual variations of the

spring phytoplankton biomass in the Southern Adriatic to winter climatic

conditions and consequently to the intensity of the deep convection.

Discussion and conclusions

The phytoplankton biomass as a function of time is represented by the

spatially integrated chlorophyll a on a 40X40 pixel domain centred at the

presumable position of the South Adriatic Gyre (Fig. 1) for each cloud-free

SeaWiFS image from September 1997 until May 2000. Main features and

the shape of the spatially integrated chlorophyll concentration as a function

of time did not change appreciably using different integration domains

(15X15 pixels, 20X20 pixels and 40X40 pixels

The presented time-series (Fig. 2) reveals the existence of a prominent

seasonal signal in the phytoplankton biomass with a primary maximum in

early spring (March/April) reaching as much as 1 mg/m3 which is a rather

high value for the Adriatic open-sea areas. A secondary maximum occurs

in early autumn (October), while summer is characterized by very low sur-

face chlorophyll a contents. This seasonal signal is modulated on an inter-

annual scale and the most prominent spring phytoplankton biomass maxi-

mum occurs in 1999 followed by that in 1998 and in 2000. Earlier evi-

dences (1) suggest that the spring phytoplankton biomass can be related to

the intensity of the deep convection which on its turn depends to a major

extent on the air-sea heat losses. Therefore, we will try to relate the inter-

annual variability of the spring phytoplankton maximum to winter climat-

ic conditions as represented by either integrated winter heat losses, or high-

frequency air-sea heat ?ux variability.

Air-sea heat losses were calculated from European Center for Medium

Weather Forecast (ECMWF) re-analysis six-hourly data for a single point

in the centre of the Southern Adriatic using bulk formulas (3). Time-series

of daily integrated heat losses for the period January – April for each of the

three years in which the SeaWiFS data were available (Fig. 3) shows that

the high-frequency variability of the heat-loss as a function of time differs

from year to year. More specifically, winter 1998 was characterized by two

strong cold events separated by almost a month-long interval of calm

weather with slightly positive heat ?uxes, in winter 1999 an isolated and

strong event of a duration of only few days occurred at the beginning of

February followed by almost two months of moderate heat losses, while

the winter 2000 was characterized by a continuous and rather strong heat

losses for almost entire January-March period. In addition, the interannual

variability of the total winter heat loss is very prominent and characterized

by its continuous increase from 1998 through 2000. 

If the winter convection depends only on the integrated winter heat loss-

es and if it determines the spring phytoplankton biomass maximum, win-

ter 2000 would have the most prominent spring maximum of all three

years. However, this is not the case and thus we may conclude that the

spring phytoplankton biomass is only partially controlled by the winter

heat losses. An additional determining factor is probably the high-frequen-

cy variability of that function; more efficient in generating a spring phyto-

plankton bloom is a series of heat loss events, separated by at least a week

long periods of calm weather with almost no heat losses. 

References:

1. Gacic, M., G. Civitarese, S. Miserocchi, V. Cardin, A. Crise and E. Mauri,

2001: The open-ocean convection: a controlling mechanism of the spring phy-

toplankton bloom.Continental Shelf Research.Submitted

2. Lévy, M., L. Mémery and G. Madec, 1998. The onset of a bloom after deep

winter convection in the northwestern Mediterranean Sea: mesoscale process

study with a primitive equation model. Journal of Marine Systems, 16, 7-21.

3. Kondo, J., 1975: Air-sea bulk transfer coefficients in diabatic conditions.

Boundary Layer Meteorology, 9, 91-112.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

63

YEAR-TO-YEARVARIATIONS OF THE PHYTOPLANKTON BIOMASS IN THE SOUTHERN ADRIATIC

(SEAWIFS DATA) AND WINTER CLIMATIC CONDITIONS

Gacic M.*, E. Mauri and V. Cardin

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

Abstract

The high-chlorophyll content patch, which regularly occurs in early spring in the open-sea area of the Southern Adriatic, coincides with the

vertically mixed patch formed during the winter deep convection. This spring phytoplankton biomass maximum is highly variable on an

interannual time scale. Analysing the SeaWiFS data and air-sea winter heat ?u 

xes, we will show that the spring phytoplankton bloom

depends not only on the integrated winter heat loss but also on the high-frequency (weekly) variability of the air-sea heat transfer function.

Key-words: Adriatic Sea, air-sea interaction, remote sensing, phytoplankton

Fig.2: Spatially integrated chlorophyll aconcentration as a function of

Fig.3 : Daily integra-

ted air-sea heat

?uxes.Negative

values denote sea

surface heat losses.

Fig. 1 Adriatic Sea

map.The square

represents the

domain of 40x40

pixels for the inte-

gration of the surfa-

ce chlorophyll

content from the

Sea WiFSimages.

The dot denotes the

location for which

air-sea heat ?uxes

were calculated.