Ottica

La campagna di raccolta dati è iniziata nel gennaio 2002 con la collaborazione tra il Laboratorio di Biologia Marina di Trieste (LBM), l'Istituto Nazionale di Oceanografia e Geofisica Sperimentale (OGS) e l'Università degli Studi di Trieste ed è tuttora in corso. La frequenza di campionamento è stata, per i primi tre mesi del 2002, quindicinale e successivamente settimanale ad eccezione dei casi di maltempo.

I principali obiettivi:

• misure di produzione primaria in situ ed in laboratorio con lo scopo di confrontare i diversi metodi impiegati per la stima della produzione primaria;
• confronto tra misure di abbondanza planctonica ottenute mediante conteggio al microscopio e Optical Plankton Counter;
• misure di parametri fisici ottici della colonna d'acqua. Tali misure vengono effettuate in concomitanza alle uscite relative agli esperimenti di produzione primaria in situ ed in caso di particolari eventi biologici e/o fisici in ulteriori crociere.

Per misurare i parametri di tipo ottico sono stati utilizzati dei radiometri di tipo selettivo; analizzano il flusso luminoso entro una banda molto stretta dello spettro visibile. In particolare sono centrati su sette lunghezze d'onda (412, 443, 490, 510, 555, 665, 683 nm) con una larghezza di banda limitata a 10 nm.

I campionamenti vengono effettuati sempre nella stessa stazione "C1" con frequenza settimanale; questo ha permesso di monitorare oltre 90 giornate. Viene acquisita una moltitudine di parametri biologici, chimici e fisici mediante l'impiego di numerose sonde dedicate e la raccolta di campioni d'acqua da analizzare successivamente in laboratorio o da adoperare in situ.

In particolare, oltre ai radiometri selettivi della Satlantic, viene utilizzato anche uno spettrofotometro subacqueo a 9 bande nel visibile (AC9) [03] per analizzare i coefficienti di assorbimento a e quello di attenuazione c, per cercare poi di valutare indirettamente lo scattering. Una sonda CTD misura i classici parametri di temperatura e salinità, mentre una sonda PNF 300 analizza l'irradianza sferica PAR (400-700 nm) disponibile per gli organismi fitoplanctonici e rivela la radianza piana tipo sorgente clorofilla centrata a 683 nm.

Vengono prelevati, con una rosette, dei campioni d'acqua a diverse quote, i quali, successivamente, vengono in parte inviati in laboratorio per le analisi ed in parte utilizzati nell'incubazione in situ con la tecnica del carbonio radioattivo 14C.

Oltre 4000 file e più di 70.000.000 di dati!

La dotazione strumentale adottata nel primo anno di ricerca è stata implementata mediante la recente introduzione di altri strumenti di tipo ottico quali una sonda PAR piana ed una sferica da utilizzare per valutare la tecnica di integrazione dei radiometri selettivi della Satlantic ed ai fini di confrontare il flusso luminoso superficiale del tipo piano con quello sferico.

Dopo avere determinato l'irradianza PAR superficiale (piana) integrando i dati radiometrici misurati con il sensore di riferimento della Satlantic la si è confrontata con quella misurata dal sensore sferico della PNF 300 (LBM). Da tale raffronto si denota che il rapporto non si mantiene costante e che le due irradianze si avvicinano soltanto in alcuni casi caratterizzati da maggiore luce diffusa. Ne è conseguita la necessità di incrementare la strumentazione in dotazione (sonda PAR piana e sferica) per poter valutare e comprendere l'irradianza PAR ottenuta con l'integrazione dei dati Satlantic.

Monitorando poi, per ognuna delle sette lunghezze d'onda, l'andamento dell'irradianza e della radianza si è dedotto che le sette lunghezze d'onda si possono raggruppare in tre classi con comportamenti e valori molto simili: le basse (412 e 443 nm), le medie (490, 510 e 555 nm) ed infine le alte (665 e 683 nm) lunghezze d'onda.

Ciò può essere confermato dall'osservazione dell'evoluzione delle sette lunghezze d'onda, ad esempio per l'irradianza, in una particolare giornata o più correttamente dal confronto tra tutti i punti fino ad ora ricavati delle lunghezze d'onda agli estremi delle classi di appartenenza.

L'andamento dell'irradianza e della radianza di queste classi durante il periodo di studio mostra delle correlazioni con i grafici dei parametri termoalini. In particolare le rappresentazioni tempo-profondità dei coefficienti di attenuazione verticale, Kd e K, riproducono molto bene l'evoluzione termoalina con valori dei coefficienti che mutano radicalmente nel caso di piene isontine.

Oltre a ciò i plot tempo-profondità dei suddetti coefficienti Kd e K seguono ottimamente le variazioni del coefficiente di assorbimento a misurato mediante AC9 e della clorofilla da sonda.

I risultati preliminari di questo lavoro sono stati presentati ad un recente congresso sulla gestione dell'ambiente marino ad Albena. Il congresso dal titolo "Scientific and policy challenges towards an effective management of marine enviroment", si è svolto ad Albena (Bulgaria) dal 13 al 18 ottobre 2003.