Havets yttemperaturer i tropikerna har stort inflytande på klimatet i tropikerna och de intilliggande kontinenterna. Till exempel, de bestämmer positionen för den intertropiska konvergenszonen och början och styrkan för den västafrikanska monsunen. Därför, Det är viktigt att förstå variationen i havsytemperaturer för klimatprognoser. Tills nu, den säsongsbetonade cykeln av havytemperaturen i det tropiska Nordatlanten kunde inte förklaras tillräckligt. "Mer exakt, havsytan är kallare än förutsagt av kombinationen av tidigare direkta observationer av solstrålning, strömmar och blandning, särskilt under sommarmånaderna från juli till september, "förklarar Dr. Rebecca Hummels från GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel och första författare till en studie som nu publicerades i Naturkommunikation .

Fartygsbaserade observationer med det tyska forskningsfartyget METEOR i september 2015 gav de första mätningarna av en stark turbulent blandningshändelse under havsytan, där blandningen var upp till en faktor 100 högre än vad som tidigare observerats på denna plats. "När vi märkte den kraftigt förstärkta turbulensen i vattenpelaren under databehandling, vi först misstänkte ett fel på våra sensorer, "säger doktor Marcus Dengler, medförfattare till studien. "Men när vi också märkte starka strömmar vid havsytan, vi blev nyfikna. "Just sådana händelser kan förklara de lägre temperaturerna vid havsytan.

"Vi kunde isolera processen bakom denna starka blandningsevenemang, som bara varade i några dagar, "förklarar Dr Hummels." Det är en så kallad tröghetsvåg, vilket är en mycket kort men intensiv flödeshändelse, "Hummels fortsätter. Tröghetsvågor är horisontella vågfenomen där strömmen vid ytan roterar medurs med tiden, medan rörelsen snabbt avtar med ökande djup. De olika hastigheterna på ytan och i skiktet nedanför orsakar instabilitet och blandas slutligen mellan det varma vattnet i ytskiktet och det kallare vattnet nedanför. Sådana tröghetsvågor kan orsakas av korta variationer i vindarna nära ytan. Tills nu, i allmänhet har endast svaga strömmar observerats i denna region och de ganska stabila passatvindarna vid denna tid på året tyder inte på särskilt starka blandningshändelser. Dock, vindvariationer är avgörande för att utlösa dessa vågor i övre havet. Vindarna behöver inte vara särskilt starka, men helst bör rotera på samma sätt som havsströmmarna gör. Eftersom sådana vindfluktuationer är relativt sällsynta och bara varar några dagar, det har ännu inte varit möjligt att mäta ett så starkt vågfenomen med tillhörande stark blandning i detta område.

Efter upptäckten av denna händelse under METEOR -kryssningen i september 2015, Kiel -forskarna ville veta mer om frekvensen och den verkliga effekten av sådana händelser. "Genom modellbaserad dataanalys, vi kunde ge ett sammanhang till observationerna på plats, "förklarar medförfattaren Dr Willi Rath från Research Unit Ocean Dynamics på GEOMAR." Tillsammans, vi har skannat 20 års globala vindobservationer för att leta efter liknande händelser som utlöstes av vindfluktuationer och beskrivit deras förekomst i regionen och under året, "Dr Rath tillägger. Detta har stött hypotesen att den tidsmässiga och rumsliga fördelningen av sådana händelser verkligen kan förklara klyftan i värmebalansen i övre havet.

Den starka turbulenta blandningen som orsakas av tröghetsvågorna vid ytskiktets bas är också avgörande för biologin:det kalla vattnet som blandas in i ytskiktet under en sådan händelse ger också näringsämnen från djupare lager till det övre havet som penetreras av solljus. "Detta förklarar också den hittills i stort sett oförklarliga förekomsten av klorofyllblomningar i denna region, som nu också kan hänföras till den säsongsmässigt ökade förekomsten av dessa tröghetsvågor, "förklarar Dr Florian Schütte, också medförfattare till studien.

Fartygsmätningarna i den tropiska Atlanten utfördes i nära samarbete med det internationella PIRATA -programmet. I mer än 20 år har PIRATA-ytbojarna har tillhandahållit värdefull data för studier av havsatmosfärsinteraktion, som också användes för denna studie. "Verkligen, de intensiva blandningsmätningarna berodde på ett fel i METEORns hydraulsystem, vilket gjorde andra mätningar omöjliga vid den tiden, "säger professor Dr. Peter Brandt, expeditionens huvudvetare. Trots bojar och serier av skeppsexpeditioner till denna region, nya fenomen upptäcks fortfarande - ibland av en slump - som avgörande främjar vår förståelse av det tropiska klimatet.