Вихри в океане: новая теория взаимодействия с ветром

Подобно ветровым погодным системам, влияющим на поверхность Земли, океаны нашей планеты имеют свои собственные погодные системы. Эти погодные системы, известные как вихри, представляют собой круговые течения воды, ширина которых обычно составляет около 100 километров.

Новое исследование спутниковых снимков и данных климатических моделей с высоким разрешением, проведенное учеными из Университета Рочестера, опровергает предыдущие предположения и дает представление о том, как взаимодействуют эти поверхностные и океанские погодные системы. Ранее ученые полагали, что атмосферный ветер оказывает демпфирующее действие, замедляя вихри, но исследование, опубликованное в Nature Communications, предлагает новую теорию, которая лучше объясняет сложности того, как атмосферный ветер влияет на вихри.

Хуссейн Алуйе, профессор кафедры машиностроения и кафедры математики, а также старший научный сотрудник Лаборатории лазерной энергетики Университета, говорит, что это на самом деле интереснее, чем думали раньше, и существует заметная асимметрия в том, как ветер влияет на эти движения, и это зависит от направления их вращения.

Алуйе говорит, что преобладающие ветры, которые движутся в продольном направлении по всему земному шару, такие как западные и пассаты, будут замедлять вихри, когда они движутся в противоположном направлении, но заряжать их энергией, если их вращение совпадает.

Между закрученными вихрями находятся сложные сплетения океанских погодных систем, известные как деформации. Хотя деформационные структуры не так легко различимы невооруженным глазом, Алуйе говорит, что на них приходится около половины кинетической энергии океана, и они демпфируются или заряжаются энергией ветром так же, как и вихри.

Шихар Рай, первый автор исследования и научный сотрудник Океанографического института Вудс-Хоула, говорит, что новые пути передачи энергии между атмосферой и океаном, которые они обнаружили, могут помочь в разработке более совершенных систем наблюдения за океаном и улучшении климатических моделей. Помимо улучшения климатического моделирования, возможность лучше прогнозировать погодные условия в океане может иметь практическое применение для рыболовства и помочь лучше направлять коммерческие суда.

Исследование, в значительной степени посвященное механическим взаимодействиям между атмосферой и океаном, было поддержано Национальным научным фондом, NASA, Министерством энергетики и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. В будущих исследованиях Алуйе планирует изучить роль вихрей в переносе энергии между океанами и атмосферой.