Alguns aspectos da modelação ecológica na costa portuguesa (Aveiro) : efeitos físicos na distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctónica

Abstract

O presente trabalho propõe estudar alguns aspectos da modelação ecológica na Costa Portuguesa, nomeadamente o efeito físico na distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctónica. O principal propósito foi implementar e validar um modelo acoplado tridimensional físico e ecológico, para a costa portuguesa, e aplicá-lo numa área limitada, a norte, por Vila do Conde e a sul pela Figueira da Foz centrada na região de Aveiro, para estudar a distribuição, vertical e horizontal, de temperatura, nutrientes e biomassa fitoplanctónica. A região em estudo está situada na costa oeste da Península Ibérica e faz parte da Região de Afloramento do Atlântico Norte. É caracterizada por condições meteorológicas onde a predominância e prevalência, durante uma grande parte do ano, de ventos de norte/noroeste, constitui um dos principais elementos forçadores do transporte para o largo das águas costeiras e consequente subida das águas mais frias e profundas, ricas em nutrientes. A estas condições juntam-se as boas condições de luminosidade e temperatura essenciais ao desenvolvimento fitoplanctónico, que servirá de alimento às espécies marinhas. Este facto, torna esta região, uma zona de elevada riqueza biológica favorável ao desenvolvimento de várias espécies marinhas, transformando este local num ecossistema de forte produtividade. O modelo foi calibrado e validado para a área em estudo e simulou com sucesso, a resposta do sistema à situação de ventos favoráveis ao afloramento costeiro para a região em estudo. Quando comparada com dados observados, os resultados mostram que o modelo é capaz de prever satisfatoriamente as distribuições superficiais e na coluna de água: da temperatura, dos nutrientes, do oxigénio e da clorofila-a. Os resultados evidenciam o crucial papel desempenhado pelos processos físicos no aumento de fitoplâncton que ocorre ao longo de uma estreita área da costa norte portuguesa, mostrando a estreita ligação entre a distribuição costeira de fitoplâncton e a distribuição costeira de temperatura, à superfície. A produtividade do fitoplâncton que ocorre nas águas costeiras não só é atribuída à disponibilidade de nutrientes mas também à intensidade luminosa. A luz e a intensidade dos ventos de norte/noroeste são os factores chave no controlo dos blooms de fitoplâncton observados nesta região de afloramento, sobretudo no Verão, nomeadamente na camada de mistura pouco profunda e junto à nutriclina. Deste modo os modelos numéricos em associação com dados in situ e imagens de satélite poderão ser considerados uma excelente ferramenta para a análise e previsão de cenários, presentes e futuros, de acções praticadas sobre o meio ambiente.

The present work is aimed to study same aspects of ecological modelling of Aveiro coast, namely the physic effects on nutrients and phytoplanktonic biomass distributions. The main purpose is to implement a coupled threedimensional physical and ecological model for the Portuguese coast, and to apply it to the region between Vila do Conde and Figueira da Foz centred in Aveiro, to study the vertical and horizontal distribution of temperature nutrients, oxygen and phytoplanktonic biomass. The study area is situated in the west coast of Iberian Peninsula, which is located in the North Atlantic Upwelling Region, meteorologically characterized by noth/northest prevailing winds, the main force element of the transport of coastal waters to offshore and the following upwelling of the nutrient rich and cold deep waters, inshore. This condition addicted to favourable situations of light and temperature, induces the phytoplankton development, which is the primary food for marine species. This makes this region a zone of high biological resources favourable to the development of many marine species, transforming it into an ecosystem of strong productivity. This fact made this region an area of high biogeochemistry resources, favourable o the marine species development, transforming this place in an ecosystem of strong productivity with a high interest of study. The model has successfully simulated the response of the system to an upwelling favourable wind event. When compared to the observations the results show that the model is capable to predict satisfactory the temperature, the nutrients and the chlorophyll-a distributions. The results evidence, the crucial role played by the physical processes in the phytoplankton bloom, which takes place along a narrow coastal area of the Aveiro coast. It also evidences the closed link between the coastal surface phytoplankton distribution and the coastal surface temperature distribution. The phytoplankton bloom productivity taken place at the Aveiro coastal water is, therefore, not only attributed to nutrients availability but also to the increasing of the light intensity. Light and the north-westerly wind intensity are, therefore, the key environmental factors controlling the phytoplankton blooms observed in this upwelling region, namely the shoaling of the mixing layer and the nutricline, well reproduced by the model. The numerical models in association with in situ data and satellite images are therefore an excellent tool for the analysis and prevision of scenarios.