במפרץ אילת מתקיימים תהליכים הידרוגרפיים ואוקיינוגרפים ייחודיים המשפיעים באופן משמעותי על תפקוד המערכת האקולוגית הייחודית למפרץ ועל המחזורים הביו-גאוכימיים בסקלות זמן ומרחב משתנות. מס' התצפיות והדיגומים לאורך כל המפרץ הינם מועטים ולפיכך, חלק ניכר מהבנת משטר הזרימה מבוסס על מודלים תיאורטיים והידרודינמיים ימיים של המפרץ.
באופן כללי, עמודת המים במפרץ אילת חמה במשך כל השנה ובעלת תנודות עונתיות בטמפרטורת המים (20 – 29 0C), שיעורי האידוי (2 m/year), המליחות (40.3 – 41.6 ‰) והאלקליניות הכוללת (~ 2500 µmol/kg) גבוהים יחסית. ריכוזי כלורופיל a נעים בטווח 0.03 – 1.95 µg L-1 והיצרנות הראשונית בטווח 0.1 – 1.9 mg C m-2 d-1 כאשר עומק הכלורופיל המקסימלי (deep chlorophyll max) מגיע לעומק 80-90 מ'. עמודת המים כולה רוויה בחמצן (100% ~). האזור הפוטי המואר (photic zone) נע בין 80 ל-115 מ'. זמן השהות של מים (residence time) מוערך בכשנתיים. בבחינת שטף החום, בחודשי החורף מי המפרץ מאבדים חום לאטמוספרה (Kimor & Golandsky, 1977; Labiosa et al., 2003; Stambler, 2006; Lazar et al., 2008; THETIS, 2011; Gildor, 2014).
במהלך רוב השנה מתקיימת תחלופת מים בין מפרץ אילת לים האדום כאשר הזרימה במצרי טיראן (252 מ') היא דו-סטרית: מים מתוקים וחמים יחסית זורמים מצפון הים האדום אל תוך מפרץ אילת ממעל (בשכבה הקרובה לפני הים) ואילו מים קרים ומלוחים זורמים ממפרץ אילת אל תוך הים האדום מתחת (בעומק). הממוצע השנתי הוא פחות מ- 0.02 מיליון מ"ק מים בשנייה. הזרימה במפרץ מונעת על ידי מס' גורמים: א. שטפי חום ואידוי מפני המפרץ; ב. התנאים ההידרוגרפיים בצפון הים האדום; ג. גאות ושפל; ד. רוח (זרימת שטח). שני הגורמים הראשונים אחראים למשטר הזרימה ברחבי כל המפרץ. הרוח משפיעה באופן ישיר רק על שכבת המים העליונה (Gildor, 2014).
במהלך חודשי האביב והקיץ, כמות נכבדה של חום מגיעה למפרץ בהסעה, שמקורה באדווקציה של מים חמים שנכנסים מצפון הים האדום ונעים צפונה עד לצפון מפרץ אילת (בניגוד לרוחות הצפוניות) ובכך תורמת להתחממות שכבת מי פני השטח. לעומת זאת, בחודשי הסתיו והחורף מי המפרץ פולטים חום לאטמוספרה ומתקררים. כתוצאה מההתקררות, המים נעשים צפופים יותר והשיכוב שנבנה בחודשי האביב והקיץ נהרס בהדרגה והטרמוקלינה מעמיקה ויוצרת ערבול אנכי עמוק בעמודת המים, הנע בין 250 ל-850 מטרים (Genin et al., 1995). גם בסוף החורף ישנה כניסה של מי שטח מצפון הים האדום אל תוך מפרץ אילת אך הטמפרטורה של אלה נמוכה יחסית וקרובה לטמפרטורות המים במפרץ. כפועל יוצא, אדווקציית החום הודות לחליפת הזרמים נמוכה יחסית, והמים הנכנסים מתערבבים (אנכית) עם כניסתם למפרץ על ידי איבוד החום. (Biton & Gildor, 2011; THETIS, 2011, Gildor, 2014).
השינויים העונתיים בהידרוגרפיה משפיעים באופן ישיר על תהליכים ביולוגיים וכימיים במפרץ. במהלך חודשי מאי-ספטמבר, כאשר עמודת המים משוכבת, האזור הפוטי דל בנוטריינטים. במהלך סוף החורף והסתיו, הערבול האנכי מערבב מי עומק עשירים בנוטרייניים לתוך האזור הפוטי, תהליך זה מביא ל"פריחת האביב" המתבטאת בעלייה ביצרנות הראשונית ובפיטופלנקטון ובעקבותיה, עלייה בביומסת הזואופלנקטון. במהלך תקופה זו נמדדים גם שיאים בשטף החלקיקי הכללי ובשטף החלקיקי האורגני והפחמני בעמודת המים. דינמיקה זו תהא בעצימות גבוה יחסית ככל שמשך זמן הערבוב ארוך ועומק הערבוב עמוק יותר (Lindell & Post, 1995; Labiosa et al., 2003; Lazar et al., 2008; Chernihovsky et al., 2020; Torfstein et al., 2020).
זרימת השטח המונעת ע"י רוחות צפוניות במפרץ אילת יוצרות בתקופות שונות מערבלים (eddies) לאורך הציר הראשי של המפרץ (Biton & Gildor, 2011; Afargan & Gildor, 2015). בנוסף לכך, בקצה הצפוני מזרחי של המפרץ, רוחות צפוניות גורמות לעליית מי עומק (upwelling) עשירים בנוטריינטים ובכך לעלייה בריכוזי הכלורופיל לאורך החוף (Labiosa et al., 2003). זרמי הגאות והשפל במפרץ אילת מושפעים באופן ישיר מתנאי הגאות והשפל השוררים בים האדום (Monismith & Genin, 2004; Gildor, 2014).
ביבליוגרפיה
.Afargan, H., Gildor, H. (2015). The role of the wind in the formation of coherent eddies in the Gulf of Eilat/Aqaba. Journal of Marine Systems, 142:75-95
Biton, E., Gildor, H. (2011). The general circulation of the gulf of Aqaba (gulf of Eilat) revisited: the interplay between the exchange flow through the straits of Tiran and surface fluxes. Journal of Geophysical Research, 116(C8). DOI: 10.1029/2010jc006860
Chernihovsky, N., Almogi-Labin, A., Kienast, S. S., Torfstein, A. (2020). The daily resolved temperature dependence and structure of planktonic foraminifera blooms. Sci. Rep. 10, 17456. DOI: 10.1038/s41598-020-74342-z
Genin, A., Lazar, B., Brenner, S. (1995). Vertical mixing and coral death in the Red Sea following the eruption of Mount Pinatubo. Nature 377(6549):507-510. DOI: 10.1038/377507a0
Gildor, H. (2014). The circulation dynamics of the Gulf of Eilat (Gulf of Aqaba). In Stambler, N. (ed.) The glory of the sea: stability and change in the aquatic systems of Israel. Tel Aviv: The Israeli Association of Aquatic Sciences, pp. 327-336 [in Hebrew]
Kimor, B., Golandsky, B. (1977). Microplankton of the Gulf of Elat: Aspects of seasonal and bathymetric distribution. Mar. Biol. 42, 55–67
Labiosa, R. G., Arrigo, K. R., Genin, A., Monismith, S. G., van Dijken, G. (2003). The interplay between upwelling and deep convective mixing in determining the seasonal phytoplankton dynamics in the Gulf of Aqaba: Evidence from SeaWiFS and MODIS. Limnology and oceanography 48(6):2355-2368. DOI: 10.4319/lo.2003.48.6.2355
Lazar, B., Erez, J., Silverman, J., Rivlin, T., Rivlin, A., Dray, M., Meeder, E., Iluz, D. (2008). Recent environmental changes in the chemical-biological oceanography of the Gulf of Aqaba (Eilat). Aqaba-Eilat, the improbable gulf. Environment, biodiversity and preservation, 49-61
Lindell, D., Post, A. F. (1995). Ultraphytoplankton succession is triggered by deep winter mixing in the Gulf of Aqaba (Eilat), Red Sea. Limnology and Oceanography 40(6):1130-1141. DOI: 10.4319/lo.1995.40.6.1130
Monismith, S. G., Genin, A. (2004). Tides and sea level in the Gulf of Aqaba (Eilat). Journal of Geophysical Research: Oceans, 109(C4)
Stambler, N. (2006). Light and picophytoplankton in the gulf of Eilat (Aqaba). Journal of Geophysical Research Atmospheres, 111 (C11). DOI: 10.1029/2005jc003373
THETIS SpA, the Interuniversity Institute for Marine Sciences in Eilat, Marine Science Station Uni. Of Jordan/Yarmouk Uni. Aqaba, Israel Limnological and Oceanography Research (2011). Red Sea Dead Sea conveyance study program additional studies – Red Sea study. The Red Sea–Dead Sea Conveyance Feasibility Study, 2008–2012. Available from: https://www.researchgate.net/publication/274831790_The_Red_Sea-Dead_Sea_Conveyance_Feasibility_Study_2008-2012
Torfstein, A., Kienast, S. S., Yarden, B., Rivlin, A., Isaacs, S., Shaked, Y. (2020). Bulk and export production fluxes in the Gulf of Aqaba, Northern Red Sea. ACS Earth and Space Chemistry, 4(8):1461-1479