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La mezcla del subsuelo oceánico cerca del ecuador afecta significativamente la comprensión y la previsibilidad del clima


Los investigadores de la Universidad Estatal de Florida y la Universidad A&M de Florida forman parte de un equipo internacional que ha identificado un papel fundamental que desempeña el océano ecuatorial en la predicción de los efectos del cambio climático a través de un proceso conocido como mezcla oceánica.


por McKenzie Harris, Universidad Estatal de Florida


Los resultados del estudio de tres años del equipo se publicaron en la revista Communications Earth & Environment .

«Es necesario predecir con precisión las trayectorias de las principales corrientes para predecir el clima oceánico y, posteriormente, todo nuestro clima», dijo Xu Chen, investigador del Centro de Estudios de Predicción Atmosférica y Oceánica de FSU y FAMU. «Hay un intercambio de agua tan fuerte cerca del ecuador que debería ser aplicable a todas las partes del vasto océano ecuatorial».

Los océanos son fundamentales para la comprensión científica del cambio climático . En un nivel básico, las aguas del océano absorben grandes cantidades de dióxido de carbono y calor de la atmósfera. Pero la mezcla del agua del océano, el cambio en las propiedades que incluyen la salinidad, los nutrientes, el gas y la temperatura que resulta de la fuerza mecánica generada por los vientos, las mareas, el enfriamiento y el calentamiento, afecta la absorción de carbono y calor, así como el clima oceánico a gran escala.

La mezcla de los océanos se ha estudiado principalmente en la superficie del agua porque la superficie interactúa con los fenómenos meteorológicos que ocurren justo encima de ella en la atmósfera, como los ciclones tropicales. Sin embargo, este estudio, el primero de su tipo, reveló la existencia de vías de mezcla clave que existen mucho más allá de la superficie del océano y los límites conocidos.

Chen, junto con el profesor de Oceanografía y Ciencias Ambientales Pierre Welander William Dewar y colaboradores de la Academia de Ciencias de China, utilizaron instrumentos como perfiladores de corriente Doppler acústico y sensores de conductividad, temperatura y profundidad para registrar las temperaturas del agua de mar, los niveles de salinidad, las velocidades y el movimiento general. .

«Otros estudios recientes han propuesto caminos en los que las corrientes a gran escala impulsan directamente la mezcla del océano , pero sus resultados indicaron que estos caminos se limitan a la superficie del océano o a los límites topográficos», dijo Chen, quien era estudiante de doctorado bajo la asesoría de Dewar cuando el estudio comenzó en 2018. «Nuestro estudio proporciona la primera evidencia observacional y validación numérica de la existencia de vías de mezcla clave lejos de la superficie y los límites».

Chen, quien continuó esta investigación como investigadora postdoctoral en COAPS y actualmente todavía investiga allí en una cita de cortesía, verificó los datos utilizando el modelo de circulación general del Instituto Tecnológico de Massachusetts, un código numérico que resuelve las ecuaciones de movimiento que ocurren en el océano o la atmósfera.

Si la mezcla subsuperficial del océano es fuerte, las corrientes más grandes pueden disiparse, dividirse y convertirse en corrientes más pequeñas en diferentes direcciones, mientras que la mezcla débil permite que la corriente continúe su curso. La fuerza de la mezcla oceánica encontrada en el estudio está relacionada con El Niño-Oscilación del Sur, un patrón climático anual que influye en la circulación atmosférica y determina las temperaturas y las precipitaciones en todo el mundo.

El tipo de mezcla observada en este estudio se había observado previamente cerca de Kuroshio, una fuerte corriente oceánica frente a la costa de Japón que tiene un fuerte impacto en el clima de Asia.

La mezcla del subsuelo observada en el estudio podría ocurrir cerca del ecuador debido a las propiedades físicas naturalmente diferentes de las aguas a ambos lados del ecuador. Esta área de fuerte interacción y mezcla se extiende entre 200 y 400 metros bajo la superficie del océano. Debido a que la mezcla real del agua del océano es extremadamente difícil, cualquier mecanismo que facilite la mezcla es útil. Las aguas menos profundas no pueden mezclarse fácilmente con aguas más profundas, por lo que esta mezcla vertical es una observación significativa.

«No hay tanta energía en la mezcla debajo de la superficie como en la superficie, pero debido a que el ecuador ocupa una parte tan grande del océano, algo que tendría un efecto pequeño basado en la energía tiene un efecto mucho mayor debido a la vasta área», dijo Dewar. «Comprender el flujo de estas corrientes más grandes es esencial para crear modelos oceánicos más precisos».

Entre los próximos pasos del equipo está investigar la mezcla en el resto del océano ecuatorial y ese vínculo específico con ENSO, un índice crítico para el clima global que indica si El Niño o La Niña regresarán cada año. La Niña es la contraparte más fría de El Niño, y el patrón entre los dos tiende a cambiar cada dos a siete años.

Hui Zhou del Instituto de Oceanología, parte de la Academia de Ciencias de China, dirigió el estudio y entre los colaboradores adicionales se incluyen investigadores del Laboratorio Nacional Piloto de Ciencia y Tecnología Marinas en Qingdao, el Instituto de Meteorología Aplicada de Beijing, el Laboratorio Estatal Clave de Ingeniería de Geoinformación. en Xi’an, Laboratoire de Glaciologie et Geophysique de l’Environnement, y Scripps Institution of Oceanography.



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