Nye havobservationer forbedrer forståelsen af ​​bevægelse

Oceanografer beregner almindeligvis havcirkulation i stor skala ud fra satellitinformationer om havniveau ved hjælp af et koncept kaldet "geostrofi". som beskriver forholdet mellem oceaniske overfladestrømme og havniveaugradient. Omvendt forskere er afhængige af data fra strømmålere i vandet for at måle bevægelse i mindre skala. Ny forskning ledet af University of Hawai'i at Mānoa (UHM) oceanograf Bo Qiu har ud fra observationsdata bestemt længdeskalaen, ved hvilken brug af havniveauhøjde ikke længere giver en pålidelig beregning af cirkulation.

Øvre oceaniske processer spreder varme, transportere næringsstoffer og påvirke optagelsen af ​​kuldioxid - hvilket gør cirkulationen til en kritisk drivkraft for biologisk aktivitet i havet. Vandets bevægelse i havet bestemmes af mange faktorer, herunder tidevand; vinde; overfladebølger; indre bølger, dem, der forplanter sig inden for havets lag; og temperaturforskelle, saltholdighed eller havniveauhøjde. Derudover som høj- og lavtrykssystemer set på tv-vejrkort, havet er fyldt med hvirvler, langsomt hvirvlende vandmasser.

"Efterhånden som længdeskalaerne bliver mindre fra flere hundrede miles til nogle få snese miles, vi opdagede det punkt, hvor geostrofisk balance ikke længere bliver gyldig - hvilket betyder, at havniveauet ikke længere er nyttigt til at beregne havcirkulation, " sagde Qiu, professor ved UHM School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Det skyldes tilstedeværelsen af ​​oceaniske indre bølgebevægelser, som i det væsentlige forstyrrer den bevægelse, der ville være forårsaget af geostrofi."

Forskere bruger havoverfladen som et middel til at beregne havcirkulationen, fordi satellitter dagligt kredser om Jorden, indhentning af havniveaudata hyppigt og præcist. Forud for denne undersøgelse, udgivet i Naturkommunikation , oceanografer vidste, at havniveau kan bruges til at give et billede af cirkulationen på en generel måde, men ikke i særlig fine detaljer. Imidlertid, det specifikke detaljeringsniveau, der kan gives ved hjælp af denne tilgang, var ikke kendt, indtil denne undersøgelse.

Yderligere, i områder af havet med vedvarende eller hyppige hvirvler, Qiu og medforfattere fra Japan Meteorological Agency, Caltech og NASA Jet Propulsion Laboratory fastslog, at havniveau pålideligt kan bruges til at beregne cirkulation ved en ret høj opløsning, det er, ved ret små længdeskalaer (opløsning på 10 miles). Imidlertid, i områder, hvor bevægelse er domineret af interne bølger, satellit havets overflade kan kun bruges til at udlede bevægelse i meget stor skala (opløsning på 125 miles).

"Dette aspekt af undersøgelsen var lidt af en overraskelse, " sagde Qiu. "Jeg havde ikke forudset, at overgangspunktet ville variere med en størrelsesorden inden for det vestlige nordlige Stillehav."

I fremtiden, Qiu og kolleger håber på at udvikle en matematisk tilgang til at skabe mere detaljerede billeder af cirkulation baseret på havniveau flere steder i Stillehavet.