Deep and intermediate water replacement in the Strait of Georgia

Abstract

Abstract We have studied deep‐water replacement processes in the Strait of Georgia using data from two different observational programs. From the monthly hydrographic data of Crean and Ages (1971) we have recognized the propagation of cold, brackish and well oxygenated waters northwards from Boundary Passage at depths between 75 and 200 m. We found a significant correlation over the years 1967–78 between surface cooling and temperature drops at those depths some months later. Measurements at an array of moorings in the central Strait of Georgia (Stacey et al., 1987) revealed the presence during summer months of currents concentrated near the bottom and varying with fortnightly and monthly periods. We have interpreted this phenomenon in terms of gravity currents originating from Boundary Passage during periods of neap tides and introducing at depth salty waters from the Strait of Juan de Fuca. Our analysis confirms in part the validity of the deep‐water replacement mechanisms advanced by Waldichuk; however, we find that wintertime replacement does not usually reach bottom while summertime penetration of waters from the Strait of Juan de Fuca clearly does. Because of the important role played by tidal mixing, monthly sampling is inadequate to resolve and understand the deep‐water replacement processes. Résumé Nous avons examiné les phénomènes de remplacement d'eaux profondes dans le détroit de Georgie à partir d'observations obtenues au cours de deux campagnes de mesures. A l'aide des données hydrographiques mensuelles de Crean et Ages (1971) nous avons identifié le mouvement d'eaux froides, peu salées et bien oxygénées qui avancent en hiver vers le nord à partir du Boundary Passage entre les profondeurs de 75 et 200 m. Une corrélation significative a été démontrée, de 1967 à 1978, entre le refroidissement des eaux de surface et les températures en profondeur quelques mois plus tard. D'autre part, un échantillonage à un réseau de mouillages au centre du détroit de Georgie (Stacey et al., 1987) a révélé la présence durant l'été de courants concentrés au fond et variant avec des périodes mensuelles et semi‐mensuelles. Nous avons interprété ce phénomène comme des courants de gravité qui émanent du Boundary Passage durant les périodes de mortes eaux et introduisent en profondeur des eaux salées du détroit de Juan de Fuca. Notre analyse confirme en partie l'existence des mécanismes présentés par Waldichuk (1957); toutefois, nous observons que les remplacements d'hiver n'atteignent généralement pas le fond alors que durant l'été les eaux du détroit de Juan de Fuca sont clairement identifiables au fond du détroit de Georgie. Le mélange vertical dû aux courants de marée joue un rôle important dans le remplacement des eaux profondes: un échantillonage mensuel ne suffit donc pas à identifier et comprendre ce phénomène.