Turbulentie in de zee speelt een sleutelrol bij het mengen van oceaanwater en het transporteren van voedingsstoffen, warmte en opgeloste gassen. Bronnen van oceaanturbulentie zijn zeer gevarieerd en omvatten wind, stromingen, verwarmings- en afkoelingscycli en meer. De Noordelijke IJszee heeft een duidelijke oorzaak van turbulentie:drijvend zee-ijs.

Nauwkeurige metingen van turbulentie zijn belangrijk voor het begrijpen van de oceaandynamiek. Het vastleggen van turbulentie direct onder bewegend ijs brengt echter praktische uitdagingen met zich mee, en conventionele methoden kunnen turbulentie niet betrouwbaar meten op een afstand van minder dan een paar meter onder het ijs.

Nu, Fer et al. aantonen dat een speciaal ontworpen instrument turbulentie kan kwantificeren binnen 1 meter van het ijs-oceaan grensvlak. Een stijgende verticale microstructuurprofiler wordt door een gat in het ijs gedropt en tot een diepte van maximaal 80 meter neergelaten. Het drijvende instrument stijgt dan totdat het de onderkant van het ijs bereikt, waarbij de turbulentie langs zijn verticale pad wordt gemeten.

De onderzoekers gebruikten dit nieuwe instrument als onderdeel van de grote, internationale Multidisciplinair Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expeditie, waarbij de ijsbreker R/V Polarstern een jaar lang in de Noordelijke IJszee dreef terwijl de deelnemers tal van onderzoeken uitvoerden projecten.

Tijdens de expeditie legden de onderzoekers van februari tot september 2020 in totaal 167 turbulentiemetingen vast, die betrekking hadden op seizoensveranderingen in zee-ijsbedekking en drift, evenals variërende windsnelheden. Ze ontdekten dat turbulentie aanzienlijk varieerde, afhankelijk van ijs- en weersomstandigheden, diepte en locatie in de Noordelijke IJszee.

Over het algemeen was de turbulentie onder dikker "pakijs" groter naar het grensvlak van ijs en zeewater en nam af met de diepte. Na harde wind breidde de turbulentie zich echter uit tot 20 meter onder het ijs. Sommige metingen zijn uitgevoerd in open wateren in het centrale Noordpoolgebied; deze toonden meer turbulentie dan gezien onder een dunne ijslaag.

Deze bevindingen - en toekomstig onderzoek met vergelijkbare methoden - kunnen helpen het begrip van de Arctische ijs-oceaandynamiek te verdiepen. Ze kunnen bijvoorbeeld worden toegepast om computermodellen van oceaanmenging onder ijs te verfijnen. + Verder verkennen

Tot op de bodem van de afname van het zee-ijs in het Noordpoolgebied:profilering van smeltwaterverdelingen om voorspellingen van zee-ijs te versterken

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.