Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

77

Echoing a recent paper addressed to the Lake Michigan [1], two 3D

ocean models have been applied to the Adriatic Sea for the better under-

standing of the effect of meteorological forcing (in the present case, the bora

wind) on the marine circulation. The first model is the DieCAST - z-leve 

l

coordinates, "rigid lid" approximation. The second one is the POM - sigma

coordinates, free surface. Since the terrain-following coordinate system is

more convenient for coastal processes as upwellings while the z-level sys-

tem is more appropriate for areas characterized by strong bottom va 

r 

i 

a 

t 

i 

o 

n 

s 

,

a comparison between the two models is particularly useful for the A 

d 

r 

i 

a 

t 

i 

c

because it is a semi-enclosed basin with relevant topographic changes.

M 

o 

r 

e 

ove 

r, recalling that the bora induces intense upwelling phenomena

along the Albanian coast and noticeable sea-level variations in the northern

coastal areas, this basin needs particular care when a particular numerical

model is chosen for describing the most relevant features of its dynamics.

In the following we describe brie?y the main results of this study. 

After five days of simulated time with a constant and simplified bora

affecting the whole basin [2], both models give similar horizontal patterns

for the temperature and salinity fields. They produce a strong upwelling

along the Albanian coast although the DieCAST shows less computation-

al noise with respect to the POM. This statement is confirmed by the ver-

tical distributions of temperature (Fig. 1 a,b), salinity, zonal and meridion-

al velocities for a transect at the latitude of 41N. Vertical distributions of

meridional velocity are quite similar for both models until five days of sim-

ulation. However, some differences are evident along Albanian coast if the

simulations are carried out for ten days (Fig. 1 c,d). Regarding the surface

velocities, the POM shows large sub-basin gyres (Fig. 2) quite different

from the DieCAST that produces large scale meanders (Fig. 3). This dif-

ference appears remarkable in the southern Adriatic where the above men-

tioned upwelling appears. Finally, the comparison between the equivalent

surface anomaly (DieCAST) and the free surface (POM) shows similar

structures (Figs 2, 3). In particular, both models produce the well known

sea level gradient between Venice and Trieste, though the DieCAST under-

estimates such a parameter because its inherent approximation for the sur-

face pressure. 

In conclusion, although the two models are based on different numeri-

cal schemes and different turbulence closure parameterizations, their use

for the Adriatic Sea seems to produce similar features with the exception

of the sea level values in coastal areas and the current patterns. Based on

this preliminary results, further studies are now scheduled keeping in mind

the comparison of model simulations with experimental data sets. 

Acknowledgment

This study has been done when N. Rachev had a NATO-CNR fellowship

at the Istituto Talassografico-CNR (Italian National Research Council) in

Trieste. R. Purini thanks for partial support from both the PRISMA2 and

the ASI (Italian Space Agency).

References

[1] Beletsky D., W. P. O' Connor, D.J. Schwab and D.E. Dietrich, 1997.

Numerical Simulation of Internal Kelvin Waves and Coastal Upwelling

Fronts.J. Phys. Oceanogr., 27: 1197-1215.

[2] Rachev N. and R. Purini, 2001. The Adriatic Response to the Bora

Forcing: a Numerical Study.Il Nuovo Cimento(in press) 

THE EFFECT OF THE BORA ON THE ADRIATIC SEA: 

A COMPARISON WITH TWOTHREE-DIMENSIONAL OCEAN MODELS

N. Rachev

1

*, D. Dietrich

2

, S. Piacsek

3

and R. Purini

4

1

Dept. of Meteorology and Geophysics, University, Sofia, Bulgaria - nick@phys.uni-sofia.bg

2

AcuSea, Inc., Albuquerque, NM, USA

3

Naval Res. Laboratory, Stennis Space Center, MS, USA

4

IstitutoTalassografico-CNR,Trieste, Italy

Abstract

This paper refers to the comparison of two three-dimensional (3D) numerical models for the Adriatic Sea when the atmospheric forcing

is represented by a simple bora wind. Starting with the same initial condition and considering the basin closed at the Otranto Strait, after

five days of simulated time both models reproduce quite well some characteristic phenomena induced by this wind (for instance, the

upwelling along the Albanian coast and the horizontal gradient of the sea level in the northern areas). Since some differences are noticed

for other features (i.e. the horizontal velocity field and the absolute value of the above mentioned gradient) further studied are required. 

Keywords: Adriatic Sea, Models.

Figure 1. Zonal cross section at 41N of temperature distribu-

tion simulated by (a) POM and (b) DieCAST after 5 days. Zonal

cross section at 41N of meridional velocity simulated by (c)

Figure 2. POM:

simulated sea

surface currents

and free surface

elevation.

Figure 3.

DieCAST: simula-

ted sea surface

currents and

equivalent free

surface anomaly.