• <
escort_980x120_gif_2020

Pierwsze bezpośrednie dowody „efektu miksera" - nowego mechanizmu mieszania wody w oceanach

Strona główna Rybołówstwo, ekologia Pierwsze bezpośrednie dowody „efektu miksera" - nowego mechanizmu mieszania wody w oceanach
Pierwsze bezpośrednie dowody „efektu miksera"  - nowego mechanizmu mieszania wody w oceanach - GospodarkaMorska.pl
Platforma holownicza z przyrządami monitorującymi przedziera się przez Ocean Atlantycki podczas burzy; Craig M Lee, UW APL
Pierwsze bezpośrednie dowody „efektu miksera"  - nowego mechanizmu mieszania wody w oceanach - GospodarkaMorska.pl

sons/SciTechDaily

08.07.2020

Badacz z University of Maryland odkrył ważny "efekt miksera" oceanicznego, który może wpływać na klimat i rybołówstwo od Florydy po Nową Fundlandię i wzdłuż zachodniego wybrzeża Europy.

Nowe badania dostarczają pierwszych bezpośrednich dowodów na efekt blendera Prądu Zatokowego, identyfikując nowy mechanizm mieszania wody w szybko płynącym prądzie. Wyniki mają ważne implikacje dla pogody, klimatu i rybołówstwa, ponieważ mieszanie się oceanów odgrywa kluczową rolę w tych procesach. Prąd Zatokowy jest jednym z największych czynników napędzających klimat i produktywność biologiczną.

Zespół badawczy zastosował pływak z Knorr R/V przed wypuszczeniem barwnika fluorescencyjnego do wody. Następnie naukowcy wyśledzili dryf zarówno barwnika, jak i pływaka przez Prąd Zatokowy, ujawniając znaczące mieszanie się wód w szybkim nurcie.

Wieloinstytucjonalne badanie prowadzone przez badacza z University of Maryland ujawniło, że wzburzenie wody wzdłuż brzegów Prądu Zatokowego na obszarach tak małych jak kilometr może być wiodącym źródłem mieszania się oceanu między wodami po obu stronach prądu. Badanie zostało opublikowane w Proceedings of National Academy of Sciences 6 lipca 2020 r.

„Ta długotrwała debata na temat tego, czy Prąd Zatokowy działa jak blender, czy jak bariera dla mieszania się oceanów, dotyczyła głównie dużych wirów oceanicznych o szerokości od dziesiątek do stu kilometrów” - powiedział Jacob Wenegrat, adiunkt w Departamencie Atmosfery UMD oraz Oceanic Science i główny autor badania. „Do tej debaty dodajemy nowy dowód na to, że woda w skali kilometra również wydaje się znacznie miksować. A te skale są naprawdę trudne do monitorowania i modelowania.”

Gdy Prąd Zatokowy płynie w górę wschodniego wybrzeża USA i Kanady, przynosi ciepłą, słoną wodę z tropików na Północny Atlantyk. Ale prąd tworzy również niewidzialną ścianę wody, która dzieli dwa odrębne regiony oceaniczne: zimniejsze, świeższe wody wzdłuż północnej krawędzi Prądu Zatokowego, które wirują w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, oraz cieplejsze, bardziej słone wody na południowej krawędzi prądu, które krążą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Skala mieszania się oceanów w Prądzie Zatokowym była przedmiotem debaty naukowej. Modele oceaniczne przewidujące klimat, pogodę i produktywność biologiczną aktualnie nie uwzględniają w pełni wpływu mieszania dwóch bardzo różnych rodzajów wody po obu stronach prądu.

Aby przeprowadzić badanie, naukowcy musieli przenieść swoje instrumenty do źródła: krawędzi Zatoki Perskiej. Dwa zespoły naukowców na pokładzie dwóch światowej klasy statków badawczych stawiły czoła zimowym sztormom na Oceanie Atlantyckim, aby uwolnić barwnik fluorescencyjny wzdłuż północnego frontu Prądu Zatokowego i śledzić jego ścieżkę w kolejnych dniach.

Pierwszy zespół wypuścił barwnik wraz z pływakiem zawierającym akustyczny sygnał ostrzegawczy. Drugi zespół śledził pływak i monitorował stężenie barwnika wraz z temperaturą wody, zasoleniem, chemią i innymi cechami.

Na brzegu Wenegrat i jego współpracownicy opracowali symulacje procesów fizycznych, które mogą powodować, że barwnik rozproszy się w wodzie w sposób zarejestrowany przez zespoły polowe. Ich wyniki pokazały, że turbulencje na obszarach tak małych jak kilometr wywarły istotny wpływ na ścieżkę barwnika i spowodowały znaczne zmieszanie właściwości wody, takich jak zasolenie i temperatura.

„Wyniki te podkreślają rolę zmienności w bardzo małych skalach, które obecnie trudno jest zaobserwować przy użyciu standardowych metod, takich jak obserwacje satelitarne”, powiedział Wenegrat. „Zmienność w tej skali nie jest obecnie rozwiązana w globalnych modelach klimatycznych i nie będzie przez dziesięciolecia"

Wykazując, że mieszanie na małą skalę w Zatoce Perskiej może mieć znaczący wpływ, nowe badanie ujawnia ważny, niedoceniany wkład w cyrkulację oceanów, biologię i potencjalnie klimat.

Dla przykładu, Prąd Zatokowy odgrywa ważną rolę w tak zwanej pompie biologicznej oceanu - systemie, który zatrzymuje nadmiar dwutlenku węgla, chroniąc planetę przed globalnym ociepleniem. W wodach powierzchniowych regionu Prądu Zatokowego, mieszanie oceanów wpływa na rozwój fitoplanktonu - podstawy sieci pokarmowej oceanu. Fitoplankton absorbuje dwutlenek węgla blisko powierzchni, a następnie opada na dno, zabierając ze sobą węgiel i zatrzymując go w głębokim oceanie. Obecne modele oceanicznej pompy biologicznej nie uwzględniają dużego wpływu mieszania na małą skalę w Zatoce Perskiej na wzrost fitoplanktonu.

„Aby osiągnąć postęp, musimy znaleźć sposoby na kwantyfikację tych procesów w dokładniejszej skali przy użyciu teorii, najnowocześniejszych modeli numerycznych i nowych technik obserwacyjnych”, powiedział Wenegrat. Musimy być w stanie zrozumieć ich wpływ na cyrkulację na dużą skalę i biogeochemię oceanu.” - dodaje.

200707-Ocean-dye.jpg
Barwnik uwalniony wzdłuż północnej ściany Prądu Zatokowego; Lance Wills, WHOI
Float-Release-681x1024.jpg
Wypuszczenie pływaka; Craig M. Lee, UW APL
Zatokowy.png
Prąd Zatokowy; wikipedia
 Ropa brent 45,25 $ baryłka  -0,20% 17:36
 Cyna 17960,00 $ tona 0,39% 5 sie
 Cynk 2370,00 $ tona 2,86% 5 sie
 Aluminium 1739,00 $ tona 1,76% 5 sie
 Pallad 2250,85 $ uncja  0,90% 17:36
 Platyna 996,65 $ uncja  0,32% 17:36
 Srebro 28,10 $ uncja  3,77% 17:36
 Złoto 2054,20 $ uncja  0,69% 17:36

Dziękujemy za wysłane grafiki.