Hvirvelstrømme påvirker saltstrømmen mere end varme

Modellering af 3D-strukturen af ​​Rødehavshvirvler viser, hvordan transport af energi og biokemiske materialer påvirker cirkulationsmønstrene i Rødehavet.

En undersøgelse af hvirvel-induceret transport af energi og biokemiske partikler og dens indflydelse på cirkulationsmønstre i Det Røde Hav afslører en mekanisme, der afbalancerer fluktuationer i både salt og varme i bassinet.

Mesoscale hvirvler, ofte beskrevet som havets vejr, er 3-D strukturer typisk hundredvis af kilometer brede og hundredvis af meter dybe. De er kendetegnet ved temperatur, saltholdighed og strømningsegenskaber, der adskiller sig fra det omgivende vand, gør dem i stand til at transportere energi og materialer rundt i havet.

Selvom cirkulationen af ​​Det Røde Hav er kendetegnet ved et stort antal mesoskala hvirvler, lidt er kendt om deres 3-D strukturer.

Anført af Ibrahim Hoteit, Peng Zhan og kolleger ved KAUST undersøger hvirvler, der cirkulerer i Det Røde Hav.

"Havhvirvler flyder normalt hurtigere sammenlignet med gennemsnitlig havcirkulation og bidrager derfor væsentligt til transporten af ​​energi og materialer, " siger Zhan. "At studere tredimensionel hvirvel-induceret transport vil uddybe vores forståelse af cirkulationen af ​​Det Røde Hav og identificere den vigtige rolle, som hvirvler spiller i både horisontal og vertikal transport og luft-sø-interaktioner."

Holdet brugte Massachusetts Institute of Technologys generelle cirkulationsmodel (MITgcm), specifikt konfigureret til at dække hele Det Røde Hav. Dette betød, at de kunne simulere dynamikken i Det Røde Hav, der spænder over en 14-årig periode fra 2001-2014 med tilstrækkelig rumlig og tidsmæssig opløsning til at løse mesoskala hvirvler, giver dem mulighed for at undersøge deres 3-D karakteristika.

De fandt ud af, at hvirvel-induceret transport er mere aktiv i det centrale og nordlige Røde Hav. De fandt også, at variabiliteten i hvirvler tegnede sig for omkring 8 procent af den samlede varians i overfladevarmefluxen og for omkring 39 procent i saltfluxen.

"Det er de områder, hvor varme, salt og biogeokemiske partikler er mere tilbøjelige til at blive spredt og fremme den regionale udveksling af energi og materialer, " forklarer Zhan.

Dette arbejde fremhæver den vigtige rolle, som hvirvelfremkaldt transport og luft-søudveksling spiller i cirkulationen af ​​Det Røde Hav. Det har også ført til opdagelsen af ​​en negativ feedback-mekanisme mellem hvirvler og stejlheden af ​​blandede lags dybde, der balancerer varme og hvirvel-induceret transport i Det Røde Hav.

"Vi udvikler nu et dataassimileringssystem for Det Røde Hav ved at fokusere på at forbedre vores evner til at modellere hvirvel-induceret transport, " siger Zhan, "samt at udvikle en ocean-atmosfære koblet model til yderligere at undersøge den atmosfæriske reaktion på de mesoskala hvirvler i Det Røde Hav."