Podaci i metode obrade

Podaci su skupljani u okviru tri cjeline.

Cjelina 1. Na postaji RV001 (Slika 1) nalazi se plutača koja mjeri parametre na površini mora i u atmosferi. Mjere se, za površinu mora, temperatura, salinitet, sadržaj kisika, koncentracija klorofila i raspršenje svjetlosti (cilj O2.1.) te temperatura zraka, tlak zraka, vlažnost zraka, smjer i brzina vjetra odnosno količina i intenzitet oborina (dodatno); mjerenja, bez prekida, su započela 14. srpnja.

Cjelina 2. Na nizu standardnih postaja (Slika 1) mjerilo se na klasičan način, uzorkovanjem standardnih dubina i/ili sondom, koja uzorkuje vertikalni profil s visokom rezolucijom (za cilj O2.2. i O2.3.). Parametri koji se uzorkuju na standardnim dubinama su temperatura, salinitet, sadržaj kisika, klorofil, pH, hranjive soli, brojnost i vrsta fitoplanktona i zooplanktona, te brojnost bakterija te otopljeni (DOC) i partikulatni (POC) organski ugljik. Glavni parametri, pouzdanih vrijednosti, koji se određuju sondom, su temperatura, salinitet i gustoća, a mjere se još i sadržaj kisika, klorofil (odnosno prirodna florescencija), propusnost svjetla  (transmisija svjetla) i intenzitet svjetla. Mjerilo se na RV001 (klasično i sondom) i ZI332 (sondom); 4. 10., 25. 10., 28.11., 18.12., 25. 1., 5.3.; svi spomenuti parametri; te na SJ108, SJ101, SJ103, SJ105, SJ107, ZI032 i RV001 (klasično i sondom) te SJ1A1, SJ1B1, SJ1A8, SJ1B8, SJ102, SJ104, SJ106, ZI031, ZI332 (sondom); 28. 03. i 30. 08.; svi spomenuti parametri osim brojnosti bakterija.

Cjelina 3. Na potezu u sjevernom Jadranu (Slika 2) se 09. 04. su se uz pomoć tzv. „undulatora“ (sonde koja se tijekom vožnje diže i spušta) izmjerili s visokom prostornom (i horizontalnom i vertikalnom) rezolucijom temperatura, salinitet i gustoća (za cilj O2.4.) Na četiri položaja na potezu na standardnim dubinama i/ili sondom određeni je skup svih parametara navedenih u prethodnom odlomku (dodatna, neplanska aktivnost); EC001, EC002 i EC003 (klasično i sondom) te EC004 (sonda).

Slika 1. Položaj i nazivi standardnih postaja u sjevernom Jadranu.

Slika 2. Plavom crtom je označena staza undulatora, a crvenim kvadraticima postaje na stazi.

Cjelina 1: Podaci s plutače

Oceanografska plutača je tipa „Jadran“, ukupne težine 1300 kg i sa solarnim napajenjem. Tijelo plutače je valjak visine 1 m i promjera 3 m, koji se otprilike jednom trećinom svoje visine nalazi u vodi. Iznad valjka na oko 2 m iznad površine mora nalazi se set senzora za mjerenje meteoroloških parametara, tzv. „pretvornik vremenskih uvjeta“, WAISALA WXT520 (Slika 3). Na dno tijela plutače plutače priključeni su oceanografski senzori (Slika 4). To su uređaji proizvođača Seabird, SBE 37-SIP-IDO-MicroCAT koji uključuje senzor SBE 43 Dissolved Oxigen sensor (temperatura, salinitet i otopljeni kisik) i Wetlabs NTU/CHL (klorofil i raspršenje svjetla). Podaci se prikupljaju kontinuirano s frekvencijom uzorkovanja je 8 Hz.

Slika 3. Plutača sa sastavnim dijelovima (engleski nazivi).

Slika 4. Oceanografski senzori na dnu tijela plutače (slika je samo primjer; plutača ispred Rovinja na dnu tijela ima drugačije senzore).

Cjelina 2. Podaci s postaja

Klasično uzorkovani podaci

a) Fizikalni i kemijski parametri
Uzorci vode su skupljeni Niskinovim crpcima sa standardnih oceanografskih dubina (0 m, 5 m, 10 m, 20 m, 30 m i oko 35 m na dubljim postajama SJ105 i SJ107). Temperatura (t) je mjerena obrtnim termometrom (Richter&Wiese; točnost  ± 0.01 °C) zakačenim na crpac. Uzorci saliniteta (S) su određeni salinometrima visoke preciznosti (Beckman RS-7C and Yeo-Kal 601; točnost  ± 0.01) korištenjem algoritama koje preporuča UNESCO (1983). Koncentracije hranjivih soli (ukupan anorganski dušik TIN kao suma nitrata-NO3, nitrita-NO2 i amonijakla-NH4  te ortofosfat-PO4 and ortosilikat-SiO4) su određene na licu mjesta nakon uzorkovanja i analizirani spektrofotometrijeski (Parsons et al., 1984). Amonijak je određen prema modificiranoj metodi indofenola (Ivančić and Degobbis, 1984.).

Koncentracije klorofila a određene su floriometrijski nakon ekstrakcije acetonom kroz filtere GF/F (Parsons et al., 1984). Sadržaj kisika (O2j) određen Winklerovom metodim ((Strickland & Parsons 1972). Parametar pH se određuje se kalibriranom elektrodom očitanjem na pH-metru. Elektroda se kalibrira standardnim (IUPAC) otopinama pufera pH 4 i 7 na određenoj temperaturi. Otopljeni (DOC) i partikulatni (POC) organski ugljik se mjeri metodom visokotemperaturne katalitičke oksidacije s platinom na siliki kao katalizatorom, te nedisperznim infracrvenim detektorom za CO2 na TOC-VCPH (Shimadzu) instrumentu.

• Ivančić, I., Degobbis, D., 1984. An optimal manual procedure for ammonia analysis in natural waters by the indophenol blue method. Water Research 18, 1143-1147.
• Parsons, T.R., Maita, Y., Lalli, C.M., 1984. A manual of chemical and biological methods for seawater analysis. Pergamon Press, Toronto, 173 pp.
• Strickland J.D., Parsons T.T., 1972. A practical handbook of seawater analysis. Bulletin of the Fishery Research Board of Canada, 167, 310.
• UNESCO, 1983. Algorithms for computation of fundamental properties of seawater. UNESCO Technical Papers in Marine Science, No. 44, 53 pp.

b) Određivanje abundancije i taksonomskog sastava fitoplanktona

Uzorkovalo se Uzorci (200 mL) za analizu abundancije fitoplanktona fiksirani su u 2 %-tnoj otopini neutraliziranog formaldehida. Nakon toga poduzorci od 50 mLsedimentiraju se 24 sata u komoricama za sedimentaciju. Abundancija stanica odredila se brojanjem stanica inverznim mikroskopom Zeiss Axiovert 200 metodom prema Utermöhlu(1958). Stanice se broje u vidnim poljima i transektima. Prvo se broje stanice veličine 2 20 µm u pola transekta na povećanju od 400×. Na taj se način broje kokolitoforidi, male pojedinačne stanice dijatomeja (npr. stanice roda Chaetoceros), mali dinoflagelati i nanoflagelati. Nanoflagelatinisu analizirani do razine vrste nego su grupirani u sljedeće skupine: Kriptofiti, primnesioftes, prasinofiti, i chlorofites.

Skupine koje su bile izrazito brojne broje se u nasumce odabranim vidnim poljima na povećanju od 400×. Zatim se pregledavaju transekti na povećanju 200× i pomoću faznog kontrasta gdje se broje stanice mikroplanktona. Nakon toga se na povećanju 100× pregledaju obje polovice dna komorice i na taj se način broje velike stanice male abundancije. Vrste mikrofitoplanktona koje se pojavljuju u velikom broju mogu se izbrojiti i metodom nasumce odabranih probnih polja pod povećanjem 200×. Točnost brojanja ovom metodom iznosi ±10 %. Tako dobivene vrijednosti preračunavaju se u broj stanica po litri morske vode s različitim faktorima konverzije. Da bi se morfološki odredila taksonomska pripadnost korišteni su standardni ključevi za identifikaciju morskog fitoplanktona (Tomas 1997, Viličič 2002).

• Tomas, C. R., 1997. Identifying marine phytoplankton. Academic press. San Diego. Viličić D., 2002. Fitoplankton Jadranskoga mora: biologija i taksonomija. Školska knjiga.

c) Zooplankton

Uzorci za zooplankton su uzeti na površini, na 10 i 20 m, te blizu dna korištenjem 5-litarskog Niskinovog crpca. Uzorci plankton bili su držani u otopini formaldehida (2.5%). U laboratoriju su s originalnog volumena od 5 l  reducirani na 10 ml tijekom sedimentacije u trajanju od 72 sata. Organizmi su prebrojani sa stakalca (7 x 4.5 x 0.5 cm) obrtnim Olympus IMT-2 mikrsokopom povećanja 100 i 400x. Identifikacija tintinida je rađena prema lorica morfologiji uz korištenje standardne taksonomske reference (Kršinić, 2010). Mezoplankton se skupljao mrežom WP2 koja se vukla od dna do površine, promjera 80 cm, a nakon toga se pregledao mikroskopom Olympus SZX.

Kršinić, F., 2010. Tintinnids (Tintinnida, Choreotrichia, Ciliata) in the Adriatic Sea, Mediterranean. Part I. Taxonomy, Institute of Oceanography and Fisheries, Split, 186 pp.

d) Brojnost heterotrofnih bakterija (HB), heterotrofnih nanoflagelata (HNF) i cijanobakterija

Za određivanje broja heterotrofnih bakterija (HB), heterotrofnih nanoflagelata (HNF) i cijanobakterija uzorci volumena 20 ml fiksirani su formaldehidom (konačna konc. 2% v/v) i čuvani u hladnjaku do daljnje obrade. Poduzorci za brojanje bakterija obojeni su s 4',6'-diamino-2fenilindolom (DAPI, Sigma) u konačnoj koncentraciji od 5 μg/ml  i filtrirani na crnim polikarbonatnim filtrima (Whatman, Nuclepore, 0.22 µm, 25 mm) (Porter i Feig, 1980). Za svaki uzorak izbrojeno je barem 500 stanica. Poduzorci za brojanje CB i HNF filtrirani su na crnim polikarbonatnim filtrima (Whatman, Nuclepore, 0.4 µm, 25 mm). Brojanje CB izvedeno je koristeći ekscitaciju zelenim svijetlom te za svaki uzorak izbrojeno je barem 300 stanica (Takahashi et al., 1985). Brojnost HNF dobivena je DAPI bojanjem(Sherr et al., 1993). Stanice zadržane na filtru brojane su na epifluorescentnom mikroskopu uz povećanje 1000x (Zeiss Axio Imager. Z1).

• Porter, K.G., Feig, Y.S., 1980. The use of DAPI for identifying and counting aquatic microflora. Limnol. Oceanogr. 25, 943–948.
• Sherr, E.B., Caron, D.A and Sherr, B.F., 1993. Staining of heterotrophic protists for visualization via epifluorescence microscopy. Ch. 26 in Handbook of methods in aquatic microbial ecology., 213-229.
• Takahashi, M.K., Kikuchi, K., Hara, Y., 1985. Importance of picocyanobacteria (unicellular blue-green algae) in the phytoplankton population of the coastal waters off Japan Mar. Biol. 89, 63–69.

Uzorkovanje sondom

Uzorkovalo se sondom „SeaBird Electronic SBE 25“ s frekvencijom uzorkovanja od 8 Hz. Osim standardnih senzora za uzorkovanje vodljivosti (za određivanje saliniteta), temperature i tlaka (za određivanje dubine), ovaj uređaj ima i dodatne senzore: za mjerenje sunčevog zračenja (Li-COR Par LI-193), otopljenog kisika (Dissoslved Oxygen SBE43), prozirnosti (transmissometer C-Star-Wetlabs) i klorofila a (fluorometer AFL-040-WetLabs).

Slika 5. Sonda

Cjelina 3. Uzorkovanje undulatorom

Undulator je uređaj odnosno platforma za prostorno i vremenski intenzivna mjerenja svojstava mora. Kompletni sustav čine plovilo (undulator u užem smislu) koje se tegli iza broda i koje se sastoji od okvira s motorom i računalno upravljanim krilima, CTD sonda SBE49 koja je montirana na plovilo, jedinica za napajanje te transmisiju podataka, sustav za globalno pozicioniranje (GPS), dubinomjer, električno vitlo s kliznim kontaktima te kabel za tegljenje. Tu su još i tri palubna računala. Jedno služi za upravljanje i nadzor, drugo za akviziciju izmjerenih podataka, a treće za prikaz u realnom vremenu.

Tipična brzina broda pri tegljenju je 5-6 čvorova, a profilira se od površine do dubine od približno 50 m. Sonda SBE49 mjeri temperaturu, vodljivost i tlak s frekvencijom od 16 Hz. Vertikalna rezolucija je tipično bolja od 10 cm, a horizontalna rezolucija je oko 200 m.

Slika 6. Undulator s montiranom sondom.

Podaci s oceanografske plutače dostupni su na linku.

Model koji spaja Regional Ocean Modeling System ROMS i Biogeochemical Flux Model BFM, a razvio se za potrebe projekta dostupan je na linku.