Wetenschap
Tropische cyclonen kunnen een onwaarschijnlijke bondgenoot zijn in de strijd tegen oceaanhypoxie
Tropische cyclonen, ook bekend als orkanen en tyfoons, zijn meteorologische verschijnselen die voorkomen boven tropische en subtropische oceanen met een lage atmosferische druk, waar waterdamp uit de warme oceanen condenseert en spiraalvormige wolkenformaties van honderden meters breed produceert. De resulterende zware regen en windsnelheden van meer dan 120 kilometer per uur kunnen verwoestingen veroorzaken voor gemeenschappen op hun pad wanneer deze tropische stormen aan land komen.
Tropische cyclonen hebben echter ook duidelijke gevolgen voor het mariene domein. Nieuw onderzoek, gepubliceerd in Frontiers in Marine Science , heeft het verband onderzocht tussen deze gebeurtenissen en de primaire productiviteit in onze oceanen.
Wen Yang, van de East China Normal University, en collega's richtten zich specifiek op de Oost-Chinese Zee en de Stille Oceaan, om te bepalen hoe de cyclus van zuurstof en voedingsstoffen wordt beïnvloed wanneer een tropische storm door de regio trekt. Ongeveer 46% van de tropische cyclonen in de Oost-Chinese Zee komen aan land langs de oostkust van het land.
Deze studie is gebaseerd op het principe van oceaanverstoring, waardoor de verticale en laterale vermenging van oceaanwater wordt gestimuleerd, wat betekent dat diepere lagen beter van zuurstof worden voorzien en voedingsstoffen aan een groter oppervlak worden geleverd, zodat primaire producenten kunnen gedijen.
Terwijl het eerste scenario de zuurstofuitputting en anoxie met de diepte helpt verminderen, betekent het laatste dat er meer zuurstof wordt verbruikt bij metabolische processen voor overleving en voortplanting. Daarom wilde het onderzoeksteam vaststellen of tropische cyclonen een netto positieve of negatieve impact hebben op de oxygenatie van de oceanen.
Door informatie over het spoor en de snelheid van tropische cyclonen uit eerdere gebeurtenissen te combineren met satellietobservaties van de kleur van het oceaanwater om de chlorofylconcentratie te meten (en zo de productiviteit van het oppervlaktefytoplankton te schatten) en computationele simulaties, identificeerden de wetenschappers veranderingen in het budget voor opgeloste zuurstof.
Oppervlaktechlorofylgegevens onthulden hoge concentraties post-tropische cycloon, maar met duidelijke veranderingen in concentratie, locatie en diepte tussen jaren. Dit werd verder onderzocht door middel van modellering om de bewolking te compenseren tijdens cyclonen die satellietbeelden verstoren, waarbij de onderzoekers twee fasen in de veranderingen in de chlorofylconcentratie identificeerden.
Voorafgaand aan een cycloon was er een merkbare en snelle afname van chlorofyl, voordat deze in offshore-gebieden toenam nadat de tropische storm was gepasseerd. In de tweede fase daalden de hoge chlorofylconcentraties op zee binnen vier tot vijf dagen na de gebeurtenis, maar namen ze geleidelijk toe nabij de kust, vooral voor de monding van de Changjiang. Daarom zijn hogere chlorofylconcentraties na een tropische storm indicatief voor een verhoogde productiviteit en een hoger verbruik van opgeloste zuurstof.
Voor de Oost-Chinese Zee ontdekten ze dat de belangrijkste factoren die van invloed waren op de oxygenatie en primaire productiviteit de cycloonintensiteit waren (die een lineair verband vertoonde), gecombineerd met de afstand tussen het traject van de tyfoon en de monding van Changjiang. Deze resulteerden in positieve veranderingen in de zuurstofstroom tussen de atmosfeer en het zeeoppervlak, het zuurstoftransport door waterbeweging en de snelheid van het zuurstofverbruik bij de afbraak van organisch materiaal.
Voor hun onderzoeksperiode van 2011 tot 2020 nam het op modellen gebaseerde zuurstofbudget van de oceaan toe na de passage van meerdere tropische cyclonen (doorgaans vijf per jaar), wat erop wijst dat er tijdens deze gebeurtenissen uiteindelijk een netto winst aan zuurstof naar de oceaan ontstaat. Bijgevolg is er een netto positieve impact op mariene trofische netwerken en de ecosysteemfunctie als geheel.
Dit onderzoek is belangrijk omdat de netto positieve impact van tropische cyclonen op de oxygenatie van de oceanen betekent dat het een belangrijk tegenwicht vormt voor de problemen van deoxygenatie en hypoxie (zuurstofconcentratie <2 mg/l) in de oceanen van de wereld, verergerd door antropogene activiteiten.
Naarmate de klimaatverandering voortduurt, zullen hittegolven op zee waarschijnlijk meer van deze klimatologische gebeurtenissen veroorzaken. Als zodanig resulteren tropische cyclonen in een paradoxale situatie:hoewel er verwoestende gevolgen kunnen zijn op het land, kan het mariene rijk daardoor welig floreren.