Decadal variability on the northwest european shelf

Summary

The seasonal cycles of sea surface temperature and other parameters at eight sites on the Northwest European Shelf show an interannual variability in the range of years to decades for the years 1960–1995. Statistical methods like spectral analysis or phase diagrams prove that only a few frequency peaks beyond the annual cycle are of real significance. Most prominent signals for temperature and salinity on the shelf are the periods around 8 and 17 years. In general the time series are too short to identify definitely long-term trends or transitions between different states of equilibrium. However, there is an indication of a shift in the thermohaline regime along the Belgian-Dutch coast from the eighties to the nineties. Explanations for the decadal variability can be given by the intrinsic time scales of the internal shelf dynamics as well as by external periods. A spectral analysis of calculated mass fluxes at sections across the Northern and the Channel entrances of the North Sea show significant peaks beyond the seasonal cycle.This suggests an advective influence from the Atlantic Ocean. Another external source of decadal variability on the Northwest European Shelf is the atmosphere. Here no phase shift can be expected between corresponding signals of time series at different North Sea sites as it is indeed observed.

The article is substantially a description and analysis of decadal variability based on observational and computational data as well as on statistical methods complied in the «Northwest European Shelf Programme” (NOWESP). The respective details are explained in other papers of this volume.

Zusammenfassung

Die JahresgÄnge von MeeresoberflÄchentemperatur und anderen Parametern in acht Regionen auf dem nordwesteuropÄischen Schelf zeigen für die Jahre 1960–1995 eine zwischenjÄhrliche VerÄnderlichkeit von Jahren bis zu Dekaden. Statistische Methoden wie Spektralanalyse oder Phasendiagramme zeigen, da\ nur wenige Frequenzen oberhalb des Jahreszyklus von realer Signifikanz sind. Die herausragenden Signale für Temperatur und Salzgehalt auf dem Schelf sind die Perioden um 8 und 17 Jahre. Im allgemeinen sind die Zeitserien zu kurz, um eindeutige Trends oder übergÄnge zwischen verschiedenen GleichgewichtszustÄnden zu identifizieren. Jedoch gibt es Anzeichen für eine Verschiebung im thermohalinen Regime entlang der belgisch-hollÄndischen Küste von den achziger zu den neunziger Jahren. ErklÄrungen für die dekadische VariabilitÄt können sowohl durch die Zeitskalen der internen Schelfdynamik als auch durch externe Perioden gegeben werden. Eine Spektralanalyse berechneter Massenflüsse durch einen Schnitt am nördlichen Eingang zur Nordsee und am Eingang vom Kanal zeigen signifikante Spitzen oberhalb des Jahreszyklus. Dies lÄ\t einen advektiven Einflu\ vom Atlantischen Ozean vermuten. Eine weitere externe Quelle dekadischer VariabilitÄt auf dem nordwesteuropÄischen Schelf ist die AtmosphÄre. Hier kann — wie es auch tatsÄchlich beobachtet wird — keine Phasenverschiebung zwischen analogen Signalen in den Zeitserien der verschiedenen Nordsee-Regionen erwartet werden.

Die Arbeit ist eine Beschreibung und Analyse der dekadischen VariabilitÄt aufgrund sowohl von Beobachtungen als auch von Berechnungen und statistischen Methoden, wie sie im “Northwest European Shelf Programme” (NOWESP) zusammengestellt wurden. Die entsprechenden Details werden in anderen Arbeiten dieses Bandes erlÄutert.