Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα θαλάσσια οικοσυστήματα αντιδρούν στην αύξηση της θερμοκρασίας είναι ζωτικής σημασίας, ιδιαίτερα σε περιοχές που θερμαίνονται ταχύτερα, όπως η Μεσόγειος Θάλασσα. Το φυτοπλαγκτόν αποτελεί κρίσιμο δείκτη αυτών των αλλαγών, καθώς αποτελεί τη βάση του τροφικού πλέγματος και παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγικότητα και τον κύκλο του άνθρακα. Ο Κυκλώνας της Ρόδου, μια «όαση» μέσα στην ολιγοτροφική Ανατολική Μεσόγειο, χαρακτηρίζεται από υψηλότερη παραγωγικότητα και επηρεάζει τη γενικότερη κυκλοφορία στη Μεσόγειο. Μέχρι σήμερα, η έλλειψη συνεχών -στο χώρο και το χρόνο- επιτόπιων μετρήσεων καθώς και περιορισμός των δορυφορικών παρατηρήσεων στην επιφάνεια της θάλασσας, καθιστούσαν πρόκληση την παρακολούθηση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε μεγαλύτερα βάθη. Στη παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκε ένα σύνολο δεδομένων, που συνδυάζει δορυφορικές παρατηρήσεις και δεδομένα από αισθητήρες Argo, παρέχοντας πληροφορίες για τη βιολογία τόσο στην επιφάνεια όσο και σε βάθος, αξιοποιώντας οικολογικούς δείκτες σε χρονικές, χωρικές και κατακόρυφες κλίμακες για 23 χρόνια (1998–2020). Τα αποτελέσματα δείχνουν αύξηση της επιφανειακής θερμοκρασίας μετά το 2009, που συνδέεται πιθανώς με τη γενική θέρμανση των ωκεανών, και την ταυτόχρονη μείωση της Χλωροφύλλης-α (Chl-a) και του Σωματιδιακού Οργανικού Άνθρακα. Η αυξημένη θερμοκρασία κατά την πρόσφατη περίοδο (2009–2020) ενίσχυσε τη θερμική στρωμάτωση, οδηγώντας σε ρηχότερο Βάθος Ανάμειξης (MLD). Επιπλέον, υψηλότερες συγκεντρώσεις Chl-a εντοπίζονται πλέον κάτω από το MLD κατά το καλοκαίρι, γεγονός που υποδηλώνει παγίδευση θρεπτικών συστατικών σε βαθύτερα στρώματα, ενώ παρατηρείται αύξηση της ολιγοτροφίας στη ζώνη ανάμιξης. Οι δείκτες φαινολογίας του φυτοπλαγκτού δείχνουν ότι η περίοδος άνθησης έχει μειωθεί κατά περίπου πέντε εβδομάδες στα ανώτερα 150 μέτρα και δέκα εβδομάδες στη ζώνη ανάμιξης, πιθανότατα λόγω της αποδυνάμωσης της κατακόρυφης ανάμιξης. Παράλληλα, η μείωση της ταχύτητας του ανέμου φαίνεται να συνέβαλε στην ενίσχυση της θερμικής στρωμάτωσης. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν την αυξανόμενη ευπάθεια του Κυκλώνα της Ρόδου στις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, καθώς και τη σημασία της χρήσης μακροπρόθεσμων 3D δεδομένων για την κατανόηση οικοσυστημικών αλλαγών στη στήλη του νερού που δεν είναι εμφανείς μέσω δορυφορικών παρατηρήσεων. Τέλος, η χρήση οικολογικών δεικτών και πολυπαρατηρησιακών δεδομένων ενισχύει την κατανόηση των σχέσεων μεταξύ της βιομάζας φυτοπλαγκτού και των ανώτερων τροφικών επιπέδων, παρέχοντας χρήσιμα εργαλεία για τη διαχείριση της ποιότητας των υδάτων.
(EL)
Understanding marine ecosystem responses to increasing temperatures is crucial, especially in rapidly warming regions like the Mediterranean Sea. Phytoplankton are key indicators of ecosystem shifts, forming the foundation of the marine food web, playing a significant role in carbon cycling and marine productivity. The Rhodes Gyre, an 'oasis' within the oligotrophic Levantine Basin (Eastern Mediterranean), is known for its higher primary productivity and as a major formation area of Levantine Intermediate Water—an important feature of the Mediterranean's circulation. However, previous studies on phytoplankton dynamics have been constrained by sparse in situ data and the surface-only coverage of satellite observations, limiting insights into long-term subsurface changes. Here, we use a Global 3D Multiobservational dataset, which combines satellite and Argo-derived in situ observations to provide depth-resolved biological information, enabling the estimation of ecological indicators across temporal, spatial, and vertical scales over a 23-year period (1998–2020). Our findings reveal a rise in surface temperatures after 2009, likely linked to broader oceanic warming, accompanied by evident declines in Chlorophyll-a (Chl-a, an index of phytoplankton biomass) and Particulate Organic Carbon. The warmer recent period (2009-2020) has intensified stratification, contributing to a shallower Mixed Layer Depth (MLD). We show that higher concentrations of Chl-a now occur below the MLD during summer, suggesting nutrient entrapment in subsurface layers, that coincides with an increase in oligotrophy in the mixing zone (from the surface to MLD). Phytoplankton phenology indicators show a shortening of the blooming period by approximately five weeks in the upper 150 meters and ten weeks in the mixing zone, probably related to a weakening of vertical mixing. In addition to warming, an apparent reduction in wind speed may have also contributed to the increased stratification. Our results highlight the Rhodes Gyre's increasing vulnerability to climate-driven changes and the utility of long-term 3D observational data in revealing ecosystem responses often overlooked by satellite-derived datasets. Furthermore, integrating ecological indicators and multiobservational datasets enhances our understanding of the links between phytoplankton biomass and higher trophic levels, supporting water quality management.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
