Wetenschap
Oppervlaktesnelheidsvector en magnitude (in kleur) rond de Hawaiiaanse eilanden op 25 maart 2012 uit simulatie. Gedetailleerde circulatie kan worden berekend waar wervelingen domineren - bijvoorbeeld in de luwte van het Grote Eiland. Credit:D. Menemenlis van NASA-JPL
Oceanografen berekenen gewoonlijk de oceaancirculatie op grote schaal aan de hand van satellietinformatie op zeeniveau met behulp van een concept dat "geostrofie" wordt genoemd. die de relatie tussen oceanische oppervlaktestromen en zeespiegelgradiënt beschrijft. Omgekeerd, onderzoekers vertrouwen op gegevens van stroommeters in het water om bewegingen op kleinere schaal te meten. Nieuw onderzoek onder leiding van de University of Hawai'i at Mānoa (UHM) oceanograaf Bo Qiu heeft uit waarnemingsgegevens bepaald op welke lengteschaal het gebruik van zeespiegelhoogte niet langer een betrouwbare berekening van de circulatie biedt.
Boven-oceanische processen voeren warmte af, voedingsstoffen vervoeren en de opname van koolstofdioxide beïnvloeden, waardoor de circulatie een cruciale motor wordt voor biologische activiteit in de oceaan. De beweging van water in de oceaan wordt bepaald door vele factoren, waaronder getijden; winden; oppervlaktegolven; interne golven, degenen die zich voortplanten in de lagen van de oceaan; en temperatuurverschillen, zoutgehalte of zeespiegelhoogte. Aanvullend, zoals hoge- en lagedruksystemen die te zien zijn op tv-weerkaarten, de oceaan is vol wervelingen, langzaam kolkende watermassa's.
"Als lengteschalen kleiner worden van enkele honderden mijlen tot enkele tientallen mijlen, we ontdekten het punt waarop de geostrofische balans niet langer geldig wordt - wat betekent dat de zeespiegel niet langer nuttig is voor het berekenen van de oceaancirculatie, " zei Qi, hoogleraar aan de UHM School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Dat komt door de aanwezigheid van oceanische interne golfbewegingen die in wezen de beweging verstoort die zou worden veroorzaakt door geostrofie."
Wetenschappers gebruiken de zeespiegel als een middel om de oceaancirculatie te berekenen, omdat satellieten dagelijks om de aarde cirkelen, het frequent en nauwkeurig verkrijgen van gegevens op zeeniveau. Voorafgaand aan deze studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , oceanografen wisten dat het zeeniveau kan worden gebruikt om een algemeen beeld van de circulatie te geven, maar niet in zeer fijne details. Echter, het specifieke detailniveau dat met deze aanpak kan worden verstrekt, was niet bekend, tot deze studie.
Verder, in gebieden van de oceaan met aanhoudende of frequente wervelingen, Qiu en co-auteurs van het Japan Meteorological Agency, Caltech en NASA Jet Propulsion Laboratory hebben vastgesteld dat zeeniveau betrouwbaar kan worden gebruikt om de circulatie te berekenen met een vrij hoge resolutie, dat is, op vrij kleine lengteschalen (resolutie van 10 mijl). Echter, in gebieden waar beweging wordt gedomineerd door interne golven, satellietzeeniveau kan alleen worden gebruikt om beweging op zeer grote schaal af te leiden (resolutie van 125 mijl).
"Dit aspect van de studie was een beetje een verrassing, " zei Qiu. "Ik had niet verwacht dat het overgangspunt binnen de westelijke Stille Oceaan met een orde van grootte zou variëren."
In de toekomst, Qiu en collega's hopen een wiskundige benadering te ontwikkelen voor het maken van meer gedetailleerde afbeeldingen van de circulatie op basis van zeeniveau op meer locaties in de Stille Oceaan.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com