Людмила Чмуневич
Редактор раздела "Туризм"

Короткие ветры с сильным охлаждающим эффектом

ИЗОБРАЖЕНИЕ:  Микроструктурный зонд на корме Метеора при запуске с собственной лебедкой прибора. Быстрое замирание оранжевого кевларового кабеля позволяет проводить измерения турбулентности ... смотреть больше 

Температура поверхности моря в тропиках оказывает большое влияние на климат в тропиках и на прилегающих континентах. Например, они определяют положение зоны межтропической конвергенции, начало и силу западноафриканского муссона. Поэтому важно понимать изменчивость температуры поверхности моря для климатических прогнозов. До настоящего времени сезонный цикл температуры поверхности моря в тропической Северной Атлантике не мог быть достаточно объяснен. «Точнее, поверхность моря холоднее, чем прогнозировалось сочетанием предыдущих прямых наблюдений солнечной радиации, течений и перемешивания, особенно в летние месяцы с июля по сентябрь», - объясняет д-р Ребекка Хаммельс из Центра исследований океана ГЕОМАР Гельмгольца Киль и первый автор исследования.

Судовые наблюдения с немецким исследовательским судном METEOR в сентябре 2015 года позволили провести первые измерения сильного турбулентного перемешивания под поверхностью моря, где перемешивание было в 100 раз выше, чем ранее наблюдалось в этом месте. «Когда мы заметили значительное усиление турбулентности в толще воды во время обработки данных, мы сначала подозревали неисправность наших датчиков», - говорит доктор Маркус Денглер, соавтор исследования. «Но когда мы также заметили сильные течения на поверхности океана, нам стало любопытно». Именно такие события могут объяснить более низкие температуры на поверхности океана.

«Мы смогли выделить процесс, стоящий за этим сильным событием, которое длилось всего несколько дней», - объясняет доктор Хаммельс. «Это так называемая инерционная волна, которая является очень коротким, но интенсивным потоком», - продолжает Хаммельс. Инерционные волны - это горизонтальные волновые явления, при которых ток на поверхности вращается по часовой стрелке со временем, тогда как движение быстро затухает с увеличением глубины. Различные скорости на поверхности и в слое ниже вызывают нестабильность и, в конечном счете, смешивание между теплой водой в поверхностном слое и более холодной водой ниже. Такие инерционные волны могут быть вызваны кратковременными изменениями приповерхностных ветров. До настоящего времени, как правило, в этом регионе наблюдались только слабые течения, и довольно устойчивые пассаты в это время года не предполагали особенно сильных событий смешивания. Тем не менее, колебания ветра имеют решающее значение для запуска этих волн в верхних слоях океана. Ветры не должны быть особенно сильными, но в идеале они должны вращаться так же, как океанские течения. Поскольку такие флуктуации ветра относительно редки и длятся всего несколько дней, еще не было возможности измерить такое явление сильной волны с соответствующим сильным перемешиванием в этой области.

После открытия этого события во время круиза METEOR в сентябре 2015 года кильские ученые хотели узнать больше о частоте и фактическом воздействии таких событий. «Благодаря анализу данных на основе моделей мы смогли дать контекст наблюдениям на месте», - объясняет соавтор доктор Вилли Рат из исследовательского подразделения Ocean Dynamics в GEOMAR. «Вместе мы отсканировали 20-летние наблюдения за глобальным ветром в поисках похожих событий, вызванных колебаниями ветра, и описали их возникновение в регионе и в течение года», - добавляет доктор Рат. Это подтвердило гипотезу о том, что временное и пространственное распределение таких событий действительно может объяснить разрыв в тепловом балансе верхнего океана.

Сильное турбулентное перемешивание, вызванное инерционными волнами у основания поверхностного слоя, также имеет решающее значение для биологии: например, холодная вода, которая смешивается с поверхностным слоем во время такого события, также доставляет питательные вещества из более глубоких слоев в верхние слои океана. солнечным светом «Это также объясняет до сих пор в значительной степени необъяснимое возникновение цветения хлорофилла в этом регионе, что теперь также можно отнести к сезонно возросшему появлению этих инерционных волн», - объясняет доктор Флориан Шютте, также соавтор исследования.

Измерения корабля в тропической Атлантике проводились в тесном сотрудничестве с международной программой PIRATA. На протяжении более 20 лет поверхностные буи PIRATA предоставляют ценные данные для изучения взаимодействия океана и атмосферы, которые также использовались для этого исследования. «Действительно, измерения интенсивного перемешивания были результатом отказа в гидравлической системе METEOR, что сделало невозможными другие измерения в то время», - говорит профессор доктор Питер Брандт, главный ученый экспедиции. Несмотря на буи и серию экспедиций кораблей в этот регион, новые явления все еще обнаруживаются - иногда случайно - которые решительно улучшают наше понимание тропического климата.

 

Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц