Krachtige computersimulaties onthullen nieuwe inzichten in de wateruitwisseling tussen de Rode Zee en de Golf van Aden.

Computersimulaties tonen aan dat de wateruitwisseling tussen de Rode Zee in het noorden en de Golf van Aden in het zuiden varieert van seizoen tot seizoen en van jaar tot jaar. De bevindingen helpen de circulatie en productiviteit van het Rode Zeebekken te verklaren, het instrueren van langetermijnmanagement.

KAUST oceaanmodelleringsexpert, Ibrahim Hotïteit, en collega's gebruikten een geavanceerde computersimulatiebenadering om een ​​gedetailleerde, hoge resolutie, meerjarig zicht op wateruitwisselingen in de Bab al-Mandab Straat, een smalle waterweg die de Rode Zee met de Indische Oceaan verbindt.

In de zeestraat in de winter, een bovenste laag zoet water stroomt van de Golf van Aden in de Rode Zee, terwijl een onderste laag zeer zout water in de tegenovergestelde richting stroomt. Tijdens de zomer, een ondiepe, warme oppervlaktelaag en een diepe, zwak stromende zoute laag uitstroom uit de Rode Zee sandwich een frisse, koude laag instromend water uit de Golf van Aden. Hoe dit winter-/zomerpatroon per seizoen en per jaar varieert, is slecht begrepen.

Uit de simulaties bleek dat de omschakeling tussen het winter- en zomerpatroon ongeveer één tot twee weken na een door de moesson veroorzaakte windomkering boven de Golf van Aden plaatsvindt. Er was van jaar tot jaar aanzienlijke variatie in de timing van de overstap, en ook voor de levensduur van elk seizoenspatroon. De waterverversing in de zomer leek met 1,45 dagen per jaar in lengte toe te nemen, terwijl de winteruitwisseling met ongeveer 1,22 dagen per jaar afneemt. Ook, het totale watervolume, zoutmassa en opgeslagen warmte die wordt uitgewisseld tussen de Rode Zee en de Golf van Aden varieert aanzienlijk van jaar tot jaar.

"Deze jaarlijkse variaties en trends kunnen zeer belangrijke implicaties hebben voor de thermohaliene - de temperatuur en het zout - structuur van de Rode Zee en voor het functioneren van zijn ecosysteem, " zegt de eerste auteur van de studie, Jieshuo Xie.

De bevindingen werden mogelijk gemaakt door een computermodel ontwikkeld aan het Massachusetts Institute of Technology, V.S. Dit model kan simulaties met hoge resolutie uitvoeren op basis van een tweede model met een lagere resolutie dat 19 jaar aan lucht- en watercirculatiegegevens van de Rode Zee bevat. Het team valideerde de nauwkeurigheid van de simulaties door ze te vergelijken met gegevens die tussen juni 1995 en november 1996 in de Straat van Bab al-Mandab zijn verzameld via op water gebaseerde apparaten en bootobservaties.

"Dit zijn de allereerste realistische simulaties op deze schaal in de Rode Zee, ' zegt Xie.

Wateruitwisselingen tussen de Rode Zee en de Golf van Aden door de Straat van Bab al-Mandab hebben een aanzienlijke invloed op de oceanografische processen in de Rode Zee en zijn van vitaal belang voor het behoud van het unieke ecosysteem. "Grote variaties tussen de jaren in deze uitwisseling kunnen een aanzienlijke impact hebben op de circulatie en productiviteit van het Rode Zeebekken, ", zegt Hoteit. "Het begrijpen van de processen die deze uitwisseling beheersen, is van groot belang voor het langetermijnbeheer van de Rode Zee in ons veranderende klimaat."