Sedan upptäckten av deras allestädes närvarande närvaro i havet för decennier sedan, har mesoskala virvlar erkänts som viktiga bidragsgivare för att transportera värme och ämnen. En vanlig syn på meridional avböjning av virvelutbredning är polen för cykloner och mot ekvatorn för anticykloner.
Men genom att analysera nästan 30 år av höjdmätare-härledda virvelspårningsdatauppsättningar, fann en forskargrupp att detta allmänt accepterade polaritetskänsliga mönster har blivit alltmer underminerat med tanke på att det systematiskt kränks på både zonal och regional skala. Istället verkar det primära mönstret av virvelavböjning vara geografiskt korrelerad och polaritetsoberoende.
För att undersöka det geografiska beroendet av virvelavböjning skapas en klimatologi för meridional avböjningskarta med framträdande ekvator-/polavböjningszoner identifierade:Framträdande ekvatorriktade avböjningszoner observeras i de östra delarna av mitten av latitud Stilla havet och Atlanten av de två halvkloten, medan polavböjande zoner i bassängskala finns i de tropiska haven såväl som längs huvudvägarna för de västra gränsströmmarna som Kuroshio och Golfströmmen.
Denna studie leds av Prof. Ge Chen (Frontiers Science Center for Deep Ocean Multispheres and Earth System, School of Marine Technology, Ocean University of China). Resultaten publiceras i tidskriften Science China Earth Sciences .
"Vi delar upp kartan ytterligare i västerut/österutgående anticyklon/cyklonvirvlar. Helt överraskande återkommer inte bara mönstren i bassängskala, utan även de regionala skalan behåller, vilket tyder på att, till nollordningens approximation, meridional avböjning av virvel. rörelse är geografiskt korrelerad, oberoende av andra virvelegenskaper som polaritet eller zonutbredningsriktning, säger professor Chen.
Teamet fann att geostrofisk justering spelar en avgörande roll för att definiera meridionalrörelsen hos en virvel. Specifikt observeras en konsekvent polriktad (ekvatorriktad) banaböjning av rumsligt (temporärt) ageostrofiska virvlar oberoende av deras polaritet.
I det inledande skedet av en ageostrofisk virvel som identifieras av dess rumsliga skala, är den liten till storleken och asymmetrisk till formen, med en tendens till en gradvis ökning till ett relativt maximum på högre latitud när den blir jämförbar med Rossby-deformationsradien där en geostrofisk balans kan uppnås. Mekanismen för virvelavböjning bestäms också av dess zonutbredningsriktning. Virvlar som fortplantar sig västerut påverkas avsevärt av termisk blekning, medan motsatta av flödesdragning.
Ocean eddy är känd för sin starka förmåga att transportera ämnen över hela bassängen, med en potentiell global påverkan som kan vara positiv (om t.ex. näringsämne medförs) eller negativ (om t.ex. föroreningar medförs). För att undvika vilseledande konsekvenser inom virvelvetenskapen måste den ytliga beskrivningen av polaritetsbestämd avböjning mot pol/ekvator ersättas med en geografiskt beroende karakterisering som tar hänsyn till de huvudsakliga inblandade mekanismerna.
Förhoppningsvis kommer en realistisk och heltäckande förståelse av virvelavböjning att ge ett betydande bidrag till förutsägelsen av virvelbanan och skyddet av havsmiljön.
Mer information: Ge Chen et al, Meridional deflection of global eddy propagation derived from tandem altimetry:Mechanism and implikation, Science China Earth Sciences (2024). DOI:10.1007/s11430-023-1264-8
Journalinformation: Science China Earth Sciences
Tillhandahålls av Science China Press
