Исследователи выяснили причину возникновения холодных течений в тропиках

Судовые наблюдения с немецким исследовательским судном METEOR в сентябре 2015 года позволили провести первые измерения сильного турбулентного потока 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 установить причину наблюдаемого процесса, 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, но тогда как движение быстро затухает с увеличением глубины. Разность скорости движения потока на поверхности и в слое ниже вызывают нестабильность и, в конечном счете, происходит смешивание между теплой водой в поверхностном слое и более холодной водой, находящейся 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 (сухие тропические ветра, постоянно дующие от тропиков к экватору) в это время года не предполагали особенно сильных событий смешивания. Тем не менее, колебания ветра имеют решающее значение для работы 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 колебания 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 “круговоротов”. «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 пересмотрели 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 слоя океана.

Сильное турбулентное смешивание, 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 океана в верхние слои солнечным светом. «Это также объясняет до сих пор в значительной степени необъяснимое возникновение цветения хлорофилла в этом регионе, что теперь может быть также связано с сезонно возросшим появлением этих инерционных волн», – объясняет доктор Флориан Шютте, также соавтор исследования.

Измерения исследовательского судна 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.

При цитировании информации активная гиперссылка на evo-rus.com обязательна.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»