Hoe beïnvloedt de atmosfeer het weer op de oceaan?

Nieuwe studie onthult invloed van atmosferische winden op oceaanwervelingen

Nieuwe onderzoeksresultaten tonen verrassende manieren aan waarop atmosferische winden oceaanwervelingen beïnvloeden, en daarmee de weerpatronen in de oceaan op een complexere wijze vormen dan eerder gedacht.

Net zoals de winderige weerpatronen die het aardoppervlak beïnvloeden, ervaren de oceanen van onze planeet hun eigen unieke weerpatronen. Deze weerpatronen, bekend als wervelingen, zijn cirkelvormige waterstromen die doorgaans ongeveer 100 kilometer breed zijn.

Een nieuwe studie van satellietbeelden en gegevens van klimaatmodellen met hoge resolutie, uitgevoerd door wetenschappers van de Universiteit van Rochester, doet eerdere aannames verdwijnen en biedt inzicht in hoe deze oppervlakte- en oceaanweerpatronen met elkaar interageren. Wetenschappers dachten voorheen dat atmosferische winden een dempend effect hadden, waardoor de wervelingen vertraagd werden. Het in Nature Communications gepubliceerde onderzoek biedt echter een nieuwe theorie die de complexiteit van de invloed van atmosferische winden op wervelingen beter verklaart.

“Het is eigenlijk interessanter dan wat mensen eerder dachten,” zegt Hussein Aluie, professor aan de afdeling Werktuigbouwkunde en de afdeling Wiskunde en senior wetenschapper aan het Laboratorium voor Laserenergetica van de Universiteit. “Er is een duidelijke asymmetrie in hoe de wind deze bewegingen beïnvloedt, en dit hangt af van de richting waarin ze draaien.”

Aluie legt uit dat heersende winden die longitudinaal over de globe bewegen, zoals de westenwinden en handelswinden, de wervelingen vertragen wanneer ze in de tegenovergestelde richting bewegen, maar ze kunnen energie geven als hun draaiing is uitgelijnd.

Tussen de draaiende wervelingen bevinden zich ingewikkelde kluwen van oceaanweerpatronen die bekend staan als strain. Hoewel strainpatronen niet zo gemakkelijk met het blote oog te onderscheiden zijn, zegt Aluie dat ze ongeveer de helft van de kinetische energie van de oceaan vertegenwoordigen en op soortgelijke manieren door wind kunnen worden gedempt of versterkt als wervelingen.

“De nieuwe energiestromen tussen de atmosfeer en de oceaan die we hebben ontdekt, kunnen helpen bij het ontwerpen van betere oceaanobservatiesystemen en het verbeteren van klimaatmodellen,” zegt Shikhar Rai, eerste auteur van de studie en postdoctoraal onderzoeker bij het Woods Hole Oceanographic Institution. Naast het verbeteren van klimaatmodellen, kan het beter voorspellen van de weerpatronen in de oceaan praktische toepassingen hebben voor de visserij en helpen commerciële schepen beter te sturen.

De studie richtte zich voornamelijk op de mechanische interacties tussen de atmosfeer en de oceaan. In toekomstige studies is Aluie van plan om de rol van wervelingen bij het transporteren van energie tussen de oceanen en de atmosfeer verder te onderzoeken.