Προσομοίωση της υδροδυναμικής μεταφοράς και διάχυσης ρύπων από τον Εύξεινο Πόντο στο βόρειο Αιγαίο με τη χρήση υδροδυναμικών μοντέλων και μελέτη των επιπτώσεων που θα επιφέρει η μακροχρόνια συγκέντρωση των ρύπων αυτών στο περιβάλλον των παρακτίων περιοχών του βορείου Αιγαίου
Authors: Κοπασάκης Κυριάκος 
Published: January 2014

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή η αριθμητική προσομοίωση και η μελέτη των υδροδυναμικών και βιολογικών και χημικών χαρακτηριστικών του Β. Αιγαίου καθώς και της δυναμικής μεταφοράς διασποράς και συσσώρευσης των παθητικών ρύπων της Μαύρης Θάλασσας που εκρέουν από τα Στενά των Δαρδανελίων, πραγματοποιείται με την χρήση του τρισδιάστατου υδροδυναμικού μοντέλου ELCOM και του συνεργαζομένου περιβαλλοντικού μοντέλου CAEDYM. Ο έλεγχος αξιοπιστίας των αριθμητικών μοντέλων ELCOM και CAEDYM πραγματοποιήθηκε συγκρίνοντας τα αριθμητικά αποτελέσματα των μοντέλων με αντίστοιχα εργαστηριακά αποτελέσματα με αποτελέσματα μετρήσεων πεδίου που διατίθενται στην βιβλιογραφία και με αντίστοιχες δορυφορικές εικόνες, καταδεικνύοντας την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητά τους. Μετά την επικύρωση των αριθμητικών μοντέλων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκαν μακροχρόνιες προσομοιώσεις προκειμένου να μελετηθεί λεπτομερειακά η δυναμική των ρύπων της Μαύρης θάλασσας στο Β. Αιγαίο και να διερευνηθούν οι περιοχές οι οποίες παρουσιάζουν υψηλές συγκεντρώσεις των ρύπων αυτών στις επιφανειακές και πυθμενικές του στρώσεις. Επίσης, πραγματοποιήθηκε εκτεταμένη μελέτη των υδροδυναμικών χαρακτηριστικών του επιφανειακού πλουμίου των Δαρδανελίων και της ευρύτερης περιοχής του Β. Αιγαίου ενώ μια σειρά προσομοιώσεων εμπεριέχοντας και το αριθμητικό μοντέλο CAEDYM πραγματοποιήθηκε έτσι ώστε ναμελετηθεί η επίδραση του φυτοπλαγκτού των αιωρούμενων ανόργανων στερεών και των θρεπτικών συστατικών του αζώτου και φωσφόρου που εκρέουν από τα Δαρδανέλια, στην βιογεωχημική μεταβολή της υδάτινης στήλης του Β. Αιγαίου. Από τα αποτελέσματα των μακροχρονίων προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν για το Β. Αιγαίο συμπεραίνεται πως μια σημαντική ποσότητα του ΡΜΟ (Ρύπου της Μαύρης Θάλασσας) που εκρέει στο Β. Αιγαίο εκτρέπεται και συσσωρεύεται στις παράκτιες περιοχές του και ιδιαίτερα στα θρακικά παράλια με μεγάλο κίνδυνο μέσα στις επόμενες δεκαετίες την περιβαλλοντική τους υποβάθμιση. Οι παράκτιες περιοχές του Β. Αιγαίου οι οποίες δέχονται μεγάλες ποσότητες συγκέντρωσης ΡΜΟ είναι η ακτογραμμή που βρίσκεται ανάμεσα στην Αλεξανδρούπολη και την Καβάλα, όλη η παράκτια περιοχή της Σαμοθράκης, το βόρειο και ανατολικό τμήμα της Θάσου και το νότιο και ανατολικό τμήμα της Λήμνου. Τα αποτελέσματα που προέρχονται από την σύζευξη των δυο αριθμητικών μοντέλων ELCOM και CAEDYM καταδεικνύουν πως υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών του φωσφόρου και αζώτου οι οποίες συνοδεύονται από υψηλές συγκεντρώσεις χλωροφύλλης-α εμφανίζονται κατά τους μήνες Μάιο και Οκτώβριο στις παράκτιες περιοχές του Θρακικού Πελάγους, στον Κόλπο του Θερμαϊκού και στον Παγασητικό Κόλπο, εξαιτίας των δράσεων της δύναμης Coriolis και των έντονων επιφανειακών ρευμάτων που αναπτύσσονται στην περιοχή, προσδίδοντάς τους έναν εποχιακό ευτροφικό χαρακτήρα. Τέλος, από τα συνολικά αποτελέσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι εμφανές ότι, η αριθμητική μεθοδολογία διερεύνησης που προτείνεται, επικυρώνεται και αποτιμάται για την περίπτωση του Β. Αιγαίου μπορεί να αποτελέσει ένα ολοκληρωμένο και πολλά υποσχόμενο εργαλείο διερεύνησης και για άλλα παρόμοια υδροδυναμικά συστήματα.