Novi 3D modeli otkrivaju kako zagrevanje utiče na podvodna okeanska kretanja

Credit: Janik Chemolli / Panthermedia / Profimedia

Međutim, istraživači u poslednje vreme primećuju suptilne promene u površinskim merenjima koje nisu u skladu sa promenama Mesečeve i Sunčeve gravitacione sile. Umesto toga, sakupljeni podaci i teorija ukazuju da bi sve toplija površina okeana mogla biti razlog, piše Phys.org.

Radi ispitivanja ovih fenomena, dr Mihael Šindeleger sa Bonskog univerziteta koristi snagu superkompjutera u cilju boljeg razumevanja opservacionih podataka sakupljenih 1993-2020, povećavajući preciznost trodimenzionalnih modela okeanske cirkulacije.

Preporučujemo

„Plima i oseka često prikrivaju druge potencijalno zanimljive i manje predvidljive signale povezane sa generalnom cirkulacijom okeana ili efektima klimatskih promena“, kaže Šindeleger.

Interne struje doprinose kompleksnosti

Naučnici procenjuju da gornjih 700 metara okeana apsorbuje oko 90% viška toplote zarobljene u sve toplijim klimatskim sistemima. Dok se ova zona okeana zagreva, takođe se širi postaje manje gusta, što dovodi do veće razlike u gustini vode naspram dubljih nivoa okeana koji ostaju hladniji i gušći.

Šindeleger i kolege naročito proučavaju interaktivne odnose između klimatskog zagrevanja, okeanske stratifikacije kao mere razlike u gustini i dva tipa plimskih struja – barotropnih, koje se odnose na periodično kretanje okeanskih struja povezano sa gravitacionim silama; i baroklinih ili internih, koje se dešavaju kad barotropne struje teku nasuprot podvodne topografije, kao što je neki greben, izazivajući probijanje talasa gušće vode iz dubine u manje gustu površinsku vodu.

„Zagrevanje gornjeg sloja okeana povećava transfer energije iz barotropnih u baroklina kretanja, tako da kretanja na otvorenom okeanu sad gube nekoliko procenata više energije u korist internih talasa nego pre tri decenije“, objašnjava Šindeleger.

Da bi se procenila veličina ovih promena i predvideo njihov uticaj na priobalne oblasti, simulacije su nužan instrument.

Opservacioni podaci i modeliranje se moraju udružiti

Podaci sakupljeni u blizini obale mogu imati „šum“ i greške, a kompjuterski modeli su uvek pojednostavljeni prikazi procesa u stvarnom svetu.

„Rani pokušaji modeliranja bili su ograničeni na jedan sloj, model okeana sa konstantnom gustinom. Međutim, 3D modeli cirkulacije su bitni za proučavanje efekata stratifikacije na plimske promene“, kaže Šindeleger. „Kompleksniji modeli zahtevaju više računarske snage. Pošto se računarska mreža proteže i vertikalno, imamo oko 300 miliona tačaka za utvrđivanje relevantnih varijabli pritiska, temperature i saliniteta iz kalkulacija modela“.

Predviđanje plima i oseka

Iako su ove plimske promene na površini zasad neznatne, pitanje je kako će promene u stratifikaciji okeana uticati na priobalne oblasti u budućnosti. Čak i male promene mogu imati značajne posledice po oblasti kao što su Zaliv Mejn ili severna Australija, gde su plimska kretanja izražena i nailaze na složenu podvodnu topografiju.

Superkompjutersko modeliranje i opservacioni podaci će pomoći istraživačima da bolje razumeju ulogu zagrevanja okeana u podizanju i spuštanju nivoa okeana i njihovu ulogu u klimatskom sistemu.

(Telegraf Nauka/Phys.org)