Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

90

Introduction

The Mediterranean Forecasting System is a multinational project,

funded by the European Union, that is designed to produce NRT fore-

casts of the temperature, salinity and ?ow fields in the Mediterranean

Sea [1]. The model results will provide invaluable input to marine

environmental prediction models, such as pollutant models, used with-

in the framework of the various contingency plans for response to

marine pollution incidents. The system consists of a basin-wide mon-

itoring capability, supplemented by a number of centres able to model

the coastal shelf areas with state of the art hydrodynamic mod-elling,

and complemented by an information network for exchange of obser-

vational data and model results. 

The oceanographic models in the project are : 1) an Ocean General

Circulation Model (OGCM) with 1/8°x1/8° resolu-tion over the whole

Mediterranean Sea; 2) few Regional Models nested within the OGCM,

with a 5 km resolution and 3) several nested models in various

coastal/shelf regions, with 2-3 km resolution.

Results and Discussion

The Cyprus Coastal Model (CYCOM) is one of the coastal/shelf

models for the waters in the NE Levantine Basin surrounding Cyprus

(Fig.1). It is nested within the Aegean-Levantine regional model

(ALERMO) which covers the Eastern Mediterranean Sea. Both

CYCOM and ALERMO use numerical schemes that are modified ver-

sions of POM (the Princeton Ocean Model). The POM model [2] has

been used within the framework of the MFSPP to simulate the ?ows

in both region-al and coastal/shelf sea areas of the Mediterranean Sea.

The MFS is to be interfaced with 3-10 days forecasts of atmospheric

forcing pa-rameters from operational weather centres, but in the

MFSPP, which is designed to establish the hierarchy of models and the

communication network, the computa-tions have been based on the

ECMWF perpetual year surface forcing. 

The CYCOM numerical algorithm uses an A 

r 

a 

k 

awa C-grid and time

splitting, with the barotropic mode com-puted with a step of 5 sec and

the vertical structure and temperature and salinity fields updated with a

step of 450 sec. Horizontal sub-grid mixing is modelled by an eddy vis-

cosity defined by the Smagorinsky scheme while vertical mixing is

treated by the turbulent energy scheme of Mellor and Yamada. The sur-

face boundary conditions for temperature and salinity were taken to

include terms providing relaxation to climatol-ogy, in the form

where the heat and salt ?uxes, Q and W

s

, are com-puted using month-

ly ECMWF forcing (wind stress, solar radiation, back radiation, evap-

oration and precipitation). D the water depth, 

s

the sigma coordinate,

K

H

the vertical diffusivity, C

p

the specific heat, T

*

, S

*

the climatolog-

icalT, S fields and C

1

, C

2

relaxation coefficients.

ForT

*

and S

*

the monthly mean surface values from the MED6

database were used, modified according the method of Kilworth so

that linear interpolation between successive values produces the

observed monthly means.

The model domain has open boundaries on the west and south sides

at which it is nested within the ALERMO regional model and it is

essential that the mesoscale features generated in the Levantine Basin

by the regional model should in?uence the model solution in the

CYCOM shelf model. The ALERMO output of velocities, tempera-ture

and salinity were extracted at intervals of 10 days and interpolated spa-

tially to the open boundary points of the CYCOM grid and also in time

to each time step. The barotropic velocities normal to the boundary

were imposed in the form of a Flather mixed radiation/specific 

a 

t 

i 

o 

n

condition while the tangential components as well as the baro-clinic

components of velocity were strictly imposed on the shelf model. T 

h 

e

temperature and salinity were imposed from ALERMO at points where

there was in?ow while at out?ow points these variables were comput-

ed simply by advection from the inside of the shelf reg 

i 

o 

n 

.

A principal demand for the success of the nested models is that the

results of the shelf model should reproduce the dominant features

found by ALERMO for the Cyprus Basin. To the west of Cyprus the

?ow in both models is dominated by a strong northerly jet which

forms the eastern extension of the Rhodos cyclonic gyre, and is at the

same time the northerly branch of the Mid-Mediterranean Jet. This jet

bi-furcates SW of Cyprus and the other branch ?ows eastwards, actu-

ally south of the CYCOM model region, and enters this region in the

SE corner as a northward current. It again branches, partly ?owing

westwards where it forms a cyclonic activity south of Cyprus and part-

ly continuing northwards into the Lattakian Basin. With some season-

al variations, the current ?ows from the Lattakian basin, round the NE

tip of Cyprus and turns westwards into the Cicilian Basin where it is

known as the Asia Minor current, and is known to transfer warm

waters as far west as the Aegean Sea. In this basin the main jet follows

a meandering path, ?owing north of a significant cyclonic eddy lying

off the northern coast of Cyprus, with generally anti-cyclonic activities

to both east and west of it. The nested models show consisteny

between the coarse and fine grid results, as well as reproducing the

main features that are known to exist in the CYCOM model region.

References

1. EuroGOOS, 1997.The strategy for EuroGOOS. EuroGOOS Pupl., 1,

132pp.

2. Blumberg, A. F., G. L. Mellor, 1987. A description of a three-

dimensional coastal ocean circulation model, Three Dimensional Coastal

Ocean Models, edited by N. Heaps, 208 pp., American Geophysical

Union.

MEDITERRANEAN FORECASTING SYSTEM:

SUB-MODEL FOR THE CYPRUS AND NORTH-EAST LEVANTINE BASINS

George Zodiatis

1*

, Robin Lardner

1

,Alex Lascaratos

3

, Georgios Georgiou

2

, Gerasimos Korres

4

and Michalis Syrimis

2

1

LPO-Oceanography Section, DFMR, Nicosia, Cyprus

2

Department of Mathematics & Statistics, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus

3

Oceanography group, Department of Meteorology, University of Athens, Greece

4

Department of Marine Sciences, University of the Aegean, Mytilini, Greece

Abstract

A high resolution nested coastal/shelf model for the sea area in Cyprus and NE Levantine is implemented to fulfil the objectives of the

MFS-Mediterranean Forecasting System pilot project. The Cyprus model is nested within the Aegean Levantine regional coarse grid model

for fully prognostic runs. The project results show the feasibility of the approach for the development of the operational MFS.

Keywords : Levantine Basin, mesoscale phenomena, currents, open sea

Figure 1. Cyprus model grid, 146x122x30 grid cells.

K

H

d

TQC

1

--------=---+---(T

*

-T)

D

ds

s

=0

?

C

p

?

C

p

K

H

d

T

--------=W

s

+ C

2

(S

*

- S)

D

ds

s

=0