Globalt energispektrum for den generelle oceaniske cirkulation

For første gang har forskere fra University of Rochester kvantificeret energien af ​​havstrømme større end 1.000 kilometer. I processen har de og deres samarbejdspartnere opdaget, at den mest energiske er den antarktiske cirkumpolære strøm, omkring 9.000 kilometer i diameter.

Holdet, ledet af Hussein Aluie, lektor i maskinteknik, brugte den samme grovkornede teknik udviklet af hans laboratorium til tidligere at dokumentere energioverførsel i den anden ende af skalaen under "eddy-killing", der opstår, når vinden interagerer med midlertidige, cirkulære vandstrømme på mindre end 260 kilometer.

Disse nye resultater, rapporteret i Nature Communications , viser, hvordan den grovkornede teknik kan give et nyt vindue til at forstå oceanisk cirkulation i al dens multiskala kompleksitet, siger hovedforfatter Benjamin Storer, en forskningsmedarbejder i Aluies Turbulence and Complex Flow Group. Dette giver forskere en mulighed for bedre at forstå, hvordan havstrømme fungerer som en central moderator for Jordens klimasystem.

Holdet omfatter også forskere fra University of Rome Tor Vergata, University of Liverpool og Princeton University.

Traditionelt har forskere, der er interesseret i klima og oceanografi, plukket kasser i havet på 500 til 1.000 kvadratkilometer store. Disse boksregioner, som blev antaget at repræsentere det globale hav, blev derefter analyseret ved hjælp af en teknik kaldet Fourier-analyse, siger Aluie.

"Problemet er, at når du vælger en kasse, begrænser du dig allerede til at analysere, hvad der er i den kasse," siger Aluie. "Du går glip af alt i større skala."

"Det, vi siger, er, at vi ikke har brug for en boks; vi kan tænke ud af boksen."

Når forskerne bruger grovkornet teknik til at "sløre" satellitbilleder af globale cirkulationsmønstre, for eksempel, finder de ud af, at "vi vinder mere ved at nøjes med mindre," siger Aluie. "Det giver os mulighed for at adskille strukturer af havstrømme i forskellige størrelser på en systematisk måde."

Han tegner en analogi til at fjerne dine briller og derefter se på et meget skarpt, detaljeret billede. Det ser ud til at være sløret. Men når du ser gennem en række af stadig stærkere briller, vil du ofte være i stand til at opdage forskellige mønstre ved hvert trin, som ellers ville være skjult i detaljerne.

I bund og grund er det, hvad grov korndannelse tillader forskerne at gøre:kvantificere forskellige strukturer i havstrømmen og deres energi "fra de mindste, fineste skalaer til de største," siger Aluie.

Aluie krediterer Storer for at videreudvikle og forfine koden; den er publiceret, så andre forskere kan bruge den. + Udforsk yderligere

Første direkte måling af den samlede påvirkning af havhvirveldrab