Wave beams blander og omrører havet for at skabe klima

Havcirkulationsmønstre har en dybtgående effekt på det globale klima. Bølger dybt inde i havet spiller en vigtig rolle i etableringen af ​​denne cirkulation, opstår, når tidevandsstrømme svinger over en ujævn havbund. De indre bølger, der genereres ved denne proces, omrører og blander havet, bringe kulde, dybt vand til overfladen, der skal opvarmes af solen.

Denne uge i journalen Væskers fysik , forskere fra South China Sea Institute of Oceanography rapporterer, hvordan man kan fortælle, hvilken vej interne bølger vil gå. Den foreslåede teori forener flere tidligere forståede forklaringer på bølgeudbredelse.

Uden disse indre bølger, dybhavscirkulationen ville lukke ned, og oceanerne ville blive lagdelt i varmt vand lagret over permanent koldt dybt vand. Når tidevandet fejer vand frem og tilbage over havbunden hver dag, der skabes mange bølger, der strækker sig lodret fra havbunden til havets overflade.

Den gentagne bevægelse af disse tidevandsoscillationer får de lodrette bølger til at overlejre, eller ophobes, indtil der dannes en såkaldt "bølge stråle". Denne sammensatte bølge transporterer vand fra havdybderne til overfladen og opfører sig lidt som en lysstråle - deraf dets navn.

Bakkerne, kamme og dale i havbunden spiller en central rolle i dannelsen af ​​bølgebjælker. Grænsen for en kontinentalsokkel, præsenterer en skarp kant eller brud i hældningen, er også vigtig i denne proces. En nøgleparameter involverer to vinkler, den ene er den vinkel, havbunden gør med vandret, og den anden, selve bølgestrålen.

Hvis havbundens hældningsvinkel er mindre end bølgestrålevinklen, situationen er "subkritisk". En "superkritisk" situation opstår, når den topografiske hældning overstiger bølgestrålens vinkel. Der eksisterer en "kritisk" situation, når de to vinkler matcher. Arbejdet rapporterede i Væskers fysik udforsker dannelsen af ​​interne bølger i alle tre tilfælde og forklarer bølgestråler direkte selv. Den medfølgende figur viser typiske resultater fra de offentliggjorte simuleringer.

Eksistensen af ​​bølgestråler på tværs af havbundens topografi har været kontroversiel, og nylige forklaringer på disse er utilstrækkelige. Denne undersøgelse blev udført for at tydeliggøre litteraturen.

Efterforskerne stødte på et noget overraskende resultat for bjælken, der lå på en kritisk skråning. Oprindelsespunktet for bølgebjælker (magenta prik i panel (b) i figuren) er nær, men stadig et stykke nede fra, det pludselige brud på kontinentalsoklen. Teoretisk set interne bølger skal genereres langs hele ned-skråningen, så det er ikke klart, hvorfor bjælker skulle stamme fra dette ene mystiske sted. Fremtidig forskning vil fokusere på at bestemme, hvorfor denne funktion opstår, og hvad den betyder for simuleringer af dette vigtige globale fænomen.