海湾流“搅拌机效应”的首次直接证据 - 海洋混合的新机制

拖曳平台在风暴期间突破了海洋的波涛汹涌的表面。通过用水牵引这种平台，通过水，以“yo-yo”模式在旅行中改变其深度，科学家创造了高分辨率的快照，这些快照如何在海湾流前面发出上游的染料。

马里兰大学研究员发现了可能影响佛罗里达州的气候和渔业的重要海洋搅拌机效果。

新的研究为海湾流搅拌机效果提供了第一种直接证据，鉴定了在SWIFT移动电流上混合水的新机制。结果对天气，气候和渔业有重要影响，因为海洋混合在这些过程中发挥着关键作用。海湾流是佛罗里达州至纽芬兰和欧洲西部海岸的最大气候和生物生产力的驱动力之一。

在将荧光染料释放到水中，将一个研究人员从R / V knorr部署了浮子。然后科学家们通过海湾流追踪染料的漂移，漂浮，揭示了水流跨越电流的大量混合。

由马里兰州大学研究人员领导的多机构研究透露，沿着海湾溪流的边缘横跨一公里的区域搅拌可能是当前两侧之间的水域之间的海洋混合来源。该研究于2020年7月6日在国家科学院的诉讼程序中公布。

“这种长期辩论关于海湾流作为搅拌机或海洋混合障碍的辩论主要认为大洋漩涡，几公里到一百公里，”UMD的大气部助理教授雅各布·沃格拉特说和海洋科学与研究的牵头作者。“我们为这场辩论增加了什么新证据，即公里规模的变异性似乎正在做很多混合。这些尺度非常难以监控和模型。“

随着海湾流课程的途中，它向美国和加拿大的东海岸，它将热水咸水从热带融入北大西洋。但目前还创造了一个无形的水墙，遍布两个不同的海洋区域：较冷，沿着海湾溪流的北部边缘沿着逆时针方向旋流，较温暖的咸水，咸水的南部的南部边缘沿顺时针方向循环。

海湾溪流发生了多少海洋混合是科学辩论的问题。因此，预测气候，天气和生物生产率的海洋模型并未完全占据电流两侧两侧两种非常不同类型的水之间混合的贡献。

要进行研究，研究人员必须将其乐器带到来源：海湾流的边缘。两支科学家队在大西洋上冒着冬季风暴的两支球队，沿着海湾溪流北部释放荧光染料，并在接下来的日子里追踪其路径。

第一个团队释放了染料，漂浮着含有声音灯塔的浮点。下游，第二支队伍跟踪浮子，并监测染料浓度以及水温，盐度，化学等特征。

返回岸边，Wenegrat和他的共同讲述了对物理过程的高分辨率模拟，可能导致染料以录制的现场团队的方式通过水分散。它们的结果表明，跨越公里的区域的湍流对染料路径产生了重要影响，并导致水性和温度等水性的显着混合。

“这些结果强调了在当前难以使用卫星观察等标准方法难以观察的非常小的尺度上的作用，”Wenegrat说。“目前在全球气候模型中的变化目前尚未解决，不会几十年来，所以它会引起我们想知道的，我们遗漏了什么？”

通过表明海湾流的小规模混合可能产生重大影响，新的研究揭示了海洋循环，生物学和潜在气候的重要额外贡献者。

例如，海湾流在被称为海洋生物泵 - 一种捕获过量二氧化碳的系统中起重要作用，从全球变暖缓冲地球。在海湾流域的地表水域中，海洋混合会影响浮游植物的生长 - 海洋食品网的基础。这些浮游植物在表面附近吸收二氧化碳，后来水槽到底部，用它们含碳并将其捕获在深海。海洋生物泵的目前的模型不考虑海湾流的大型效果小型混合可能对浮游植物的生长。

“为了取得进展，我们需要找到使用理论，最先进的数字模型和新的观测技术来量化这些过程的方法，”韦格拉特说。“我们需要能够理解他们对大型循环和海洋生物化学的影响。”

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参考：“通过雅各布·奥克拉特，Leif N. Thomas，Miles A. Sundermeyer，John R. Taylor，Eric A.Asaro，Jody M.Klymak，Jody M.Klymak，Jody M.Klymak，Jody M.Klymak，Jody M.Klymak，R. Kipp Shearman和克雷格M. Lee，2020年7月10日，国家科学院的诉讼程序.DOI：
10.1073 / PNAS.2005558117.

现场研究是从大学 - 国家海洋实验室系统船舶R / V Knorr和R / V atlantis进行，并得到了海军研究办公室可扩展的横向混合和连贯的湍流部门研究倡议的支持。本文的内容不一定反映这些组织的观点。

除了曾格拉特，该研究的共同作者还包括来自斯坦福大学的研究人员，马萨诸塞州大学，剑桥大学，华盛顿大学，维多利亚大学和俄勒冈州立大学。