Projekti / Programi
Cirkulacijski-biogeokemijski model visoke ločljivosti in 20-letna reanaliza primarne produkcije v Jadranu
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B260 |
Biomedicinske vede |
Hidrobiologija, morska biologija, ekologija voda, limnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
primarna produkcija, sklopljen fizikalno-biogeokemijski model, satelitski posnetki, dolgoročna reanaliza, dolg niz meritev, fitoplankton, klorofil
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
31481 |
dr. Martin Vodopivec |
Biologija |
Vodja |
2019 - 2022 |
84 |
Organizacije (1)
Povzetek
Razvili bomo sklopljeni fizikalno-biogeokemijski model Jadranskega morja in izvedli 20-letno reanalizo primarne produkcije in fitoplanktonske sestave. Naša reanaliza bo presegla dosedanje tovrstne raziskave v prostorski ločljivosti, kompleksnosti in natančnosti. Za izdelavo modela in določitev modelskih parametrov bomo uporabili 30-letni niz fizikalnih, kemijskih in bioloških opazovanj v Tržaškem zalivu. Uporabili bomo tudi druga in situ opazovanja z lokacij na Jadranu, ki so na voljo v literaturi in medmrežnih portalih. Z združitvijo in situ opazovanj, modelskih rezultatov in satelitskih meritev bomo sestavili dolgoročno in prostorsko homogeno reanalizo primarne produkcije in sestave fitoplanktonske združbe. Dosedanje delo kolegov z Morske biološke postaje Nacionalnega inštituta za biologijo kaže, da sestava fitoplanktonske združbe močno vpliva na povezavo med primarno produkcijo in koncentracijo klorofila. Z uporabo in situ meritev, satelitskih podatkov in modelskih rezultatov bomo razvili optimiziran algoritem za oceno primarne produkcije na osnovi satelitskih posnetkov barve morja v obalnih območjih zmernega pasu. Preizkusili bomo tudi nekaj osnovnih metod podatkovne asimilacije, kar bo služilo kot osnova za nadaljnje delo v smeri napredne asimilacije satelitskih posnetkov Chla. Naši rezultati bodo omogočili boljšo razlago procesov, ki vplivajo na primarno produkcijo in sestavo fitoplanktonske združbe v modelskem območju; pojasnili bodo vlogo procesov na majhni skali na celotno primarno produkcijo in izboljšali oceno primarne produkcije na osnovi satelitskih posnetkov. Na osnovi novih spoznanj, bomo ocenili produkcijsko kapaciteto Jadranskega morja in meje trajnostne rabe. Ker je primarna produkcija eden glavnih mehanizmov prečrpavanja ogljika iz atmosfere v morje, je dobro poznavanje slednje bistveno za oceno intenzitete in hitrosti klimatskih sprememb. Naš model bo postavil trdne temelje za raziskave višjih trofičnih nivojev in bo lahko služil tudi v prognostične namene, upravljanje z ribištvom in naravnimi rezervati ter za ocenjevanje posledic različnih podnebnih scenarijev. Nova spoznanja o tem kako procesi na majhni skali vplivajo na primarno produkcijo, bodo izboljšala ocene globalne primarne produkcije in parametrizacije v globalnih modelih.
Pomen za razvoj znanosti
Naše delo bo eno izmed redkih, ki v celoti integrirajo in situ meritve, satelitska opazovanja in računalniško modeliranje. Sega preko večih znanstvenih področij, saj vključuje fizikalne, kemijske in biološke procese in tako oblikuje celostno podobo ekosistema. Modificirali bomo enega od obstoječih biogeokemijskih modelov, da bo vključeval večje število fitoplanktonskih skupin, in ga sklopili z cirkulacijskim modelom visoke ločljivosti. Skupaj bosta tvorila najnaprednejši in najkompleksnejši model primarne produkcije do sedaj. Naša dolgoročna analiza bo nudila najcelovitejši pregled primarne produkcije in sestave fitoplanktonske združbe v Jadranu. Z njeno pomočjo bomo pojasnili nekatere, do sedaj neznane, kompleksne interakcije med fizikalnimi in kemijskimi parametri, dinamiko fitoplanktonske združbe in primarne produkcije. Naše delo bo pripomoglo k boljši parametrizaciji vpliva procesov manjših dimenzij na celotno primarno produkcijo v globalnih modelih. Izboljšali bomo oceno primarne produkcije na osnovi satelitskih meritev koncentracije klorofila v obalnih območjih zmernega pasu. Rezultati in programska koda modela bodo prosto dostopni, na voljo za nadaljnjo uporabo in predelavo v znanstvene in raziskovalne namene.
Pomen za razvoj Slovenije
Our project will be one of the rare endeavors that fully integrates in situ measurements, satellite observations and computer modeling. It reaches across many disciplines as it includes physical, chemical and biological mechanisms to construct a holistic representation of the ecosystem. We will modify an existing state of the art biogeochemical model, to include several phytoplankton groups, and couple it with high resolution ocean model to construct the most advanced primary production model to date. Our long-term reanalysis will provide the most comprehensive overview of primary production and phytoplankton dynamics in the Adriatic Sea. This will enable us to elucidate the complex interactions between physical and chemical parameters, phytoplankton community dynamics and primary production, which are still not well understood. Our work will contribute to better parametrizations of effects of small scale processes on primary production in global models and improve the estimation of primary production from remotely sensed (satellite) Chla concentrations in temperate coastal areas. We will make our model results and code freely available for future use and further modification by the scientific community.
