Are trends in SST, surface Chlorophyll-a, primary production and wind stress similar or different over the decadal scale in the south-eastern Black Sea?

Abstract: A 10-year time series of in-situ sea surface temperature (SST), chlorophyll-a concentration and wind stress from 2002 to 2011 was used to examine temporal changes in the South-Eastern Black Sea, together with primary production rates (PP) calculated empirically. Satellite-derived SST was used to support the in-situ SST, and showed a good agreement. The yearly averaged trend for in-situ and satellite-derived winter SST revealed a statistically significant warming over the last decade in the region of interest. Statistically significant correlation between winter NAO and winter averaged SST suggested that winter SST in the South-Eastern Black Sea is influenced by NAO climatic trends. A consistent decrease in wind stress was observed throughout the time series. Inverse relationship between winter averages of SST and wind stress suggested that SST is forced by wind speed. Chl-a and PP fluctuations during the study period revealed that the system is dominated by nanoplankton with some additional contribution from larger species. We concluded that SST in the South- Eastern Black Sea has increased over the decade, whereas the trend in Chl-a and PP rates were not straightforward. Hence, these conditions with respect to other parameters will need to be considered in future studies for the Black Sea ecosystem.Résumé: L'évolution de la température de surface, de la chlorophylle a de surface, de la production primaire et de la tension due au vent est-elle similaire à l'échelle décennale dans la partie sud-est de la Mer Noire ? Une série temporelle de 10 ans de mesures in situ de la température de surface de la mer (SST), de la concentration de chlorophylle a et de la tension due au vent, de 2002 à 2012, est analysée pour comprendre les variations temporelles de la partie sud-est de la Mer Noire, associée à une estimation de la production primaire (PP). Les données satellitales de SST ont été utilisées pour valider les données in situ de SST. La tendance moyenne annuelle des deux séries révèle un réchauffement significatif au cours de cette période dans la région. La corrélation significative entre l'indice NOA en hiver et les SST moyennes hivernales suggère que les SST hivernales de la partie sud-est de la Mer Noire sont sous l'influence des tendances climatiques de la NAO. Une diminution cohérente de la tension due au vent a été observée tout au long de la série temporelle. La corrélation négative entre les moyennes hivernales de la SST et de la tension due au vent suggère que la SST est forcée par la vitesse du vent. Les fluctuations de chlorophylle a et de PP pendant cette période montrent que le système est dominé par le nanoplancton et la contribution de plus grosses espèces. Nous concluons que la SST de cette région a augmenté au cours de cette période alors que la tendance pour la chlorophylle a et la PP n'est pas évidente. Par conséquent, ces résultats devront être pris en compte dans de futures études de l'écosystème de la Mer Noire.