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Primeira evidência direta da mistura oceânica na corrente do Golfo
A Corrente do Golfo é um dos maiores impulsionadores da produtividade climática e biológica da Flórida à Terra Nova e ao longo da costa oeste da Europa.
Por University of Maryland - 06/07/2020


A plataforma de reboque "Triaxus" rompe a superfície irregular do oceano durante uma tempestade. Ao rebocar essa plataforma com instrumentos de monitoramento através da água, alterando sua profundidade em um padrão de "ioiô" enquanto viajava, os cientistas criaram instantâneos de alta resolução de como um corante liberado a montante evoluía na frente da corrente do Golfo. Crédito: Craig M. Lee, UW APL

Novas pesquisas fornecem a primeira evidência direta do efeito liquidificador da Corrente do Golfo, identificando um novo mecanismo de mistura de água através da corrente que se move rapidamente. Os resultados têm implicações importantes para clima, clima e pesca, porque a mistura oceânica desempenha um papel crítico nesses processos. A Corrente do Golfo é um dos maiores impulsionadores da produtividade climática e biológica da Flórida à Terra Nova e ao longo da costa oeste da Europa.

O estudo multi-institucional liderado por um pesquisador da Universidade de Maryland revelou que agitar-se ao longo das margens da Corrente do Golfo em áreas tão pequenas quanto um quilômetro pode ser uma das principais fontes de mistura oceânica entre as águas dos dois lados da corrente. O estudo foi publicado no Proceedings da Academia Nacional de Ciências em 6 de julho de 2020.

"Este debate de longa data sobre se a Corrente do Golfo age como um misturador ou uma barreira para a mistura oceânica considerou principalmente grandes redemoinhos oceânicos, com dezenas de quilômetros a cem quilômetros de diâmetro", disse Jacob Wenegrat, professor assistente do Departamento de Atmosfera da UMD. e Oceanic Science e o principal autor do estudo. "O que estamos acrescentando a esse debate é essa nova evidência de que a variabilidade na escala de quilômetros parece estar misturando bastante. E essas escalas são realmente difíceis de monitorar e modelar".

À medida que a corrente do Golfo percorre a costa leste dos EUA e do Canadá, ela traz água quente e salgada dos trópicos para o norte do Atlântico. Mas a corrente também cria uma parede invisível de água que divide duas regiões oceânicas distintas: as águas mais frias e frescas ao longo da borda norte da Corrente do Golfo, que giram no sentido anti-horário, e as águas mais quentes e salgadas na borda sul da corrente. que circulam no sentido horário.

Uma equipe de pesquisa implantou uma bóia do R / V Knorr antes de liberar um corante
fluorescente na água. Os cientistas acompanharam a deriva de ambos os corantes
e flutuam através da corrente do Golfo, revelando uma mistura significativa
de águas através da corrente rápida. Crédito: Craig M. Lee, UW APL

Quanta mistura oceânica ocorre na corrente do Golfo tem sido motivo de debate científico. Como resultado, os modelos oceânicos que prevêem clima, clima e produtividade biológica não foram totalmente responsáveis ​​pela contribuição da mistura entre os dois tipos muito diferentes de água em ambos os lados da corrente.

Para conduzir o estudo, os pesquisadores tiveram que levar seus instrumentos à fonte: a beira da corrente do Golfo. Duas equipes de cientistas a bordo de dois navios de pesquisa de classe global enfrentaram tempestades de inverno no Oceano Atlântico para liberar um corante fluorescente ao longo da frente norte da corrente do Golfo e traçar seu caminho nos dias seguintes.
 
A primeira equipe lançou o corante junto com uma bóia contendo um farol acústico. A jusante, a segunda equipe rastreou a bóia e monitorou a concentração do corante, juntamente com a temperatura da água , salinidade, química e outras características.

De volta à costa, Wenegrat e seus co-autores desenvolveram simulações de alta resolução dos processos físicos que poderiam causar a dispersão do corante na água da maneira que as equipes de campo registravam. Seus resultados mostraram que a turbulência em áreas tão pequenas quanto um quilômetro exerceu uma influência importante no caminho do corante e resultou em uma mistura significativa das propriedades da água, como salinidade e temperatura.

O corante fluorescente fornece uma maneira única de acompanhar a evolução e a
mistura de água na corrente do Golfo. Em um estudo recente, o corante fluoresceína
(como mostrado aqui) foi lançado ao longo da parede norte da Corrente do Golfo
e rastreado por navio enquanto se misturava horizontalmente ao longo
da corrente. Crédito: Lance Wills, WHOI

"Esses resultados enfatizam o papel da variabilidade em escalas muito pequenas que atualmente são difíceis de observar usando métodos padrão, como observações de satélite", disse Wenegrat. "A variabilidade nessa escala não está atualmente resolvida nos modelos climáticos globais e não será nas próximas décadas, por isso nos leva a pensar: o que estamos perdendo?"

Ao mostrar que a mistura em pequena escala na corrente do Golfo pode ter um impacto significativo, o novo estudo revela um importante e sub-reconhecido colaborador da circulação oceânica, biologia e potencialmente clima.

Por exemplo, a Corrente do Golfo desempenha um papel importante no que é conhecido como bomba biológica oceânica - um sistema que retém o excesso de dióxido de carbono, protegendo o planeta do aquecimento global. Nas águas superficiais da região da Corrente do Golfo, a mistura oceânica influencia o crescimento do fitoplâncton - a base da cadeia alimentar do oceano. Estes fitoplâncton absorvem dióxido de carbono perto da superfície e depois afundam no fundo, levando carbono com eles e prendendo-o no fundo do oceano. Os modelos atuais da bomba biológica oceânica não respondem pelo grande efeito que a mistura em pequena escala na corrente do Golfo poderia ter no crescimento do fitoplâncton.

"Para progredir nisso, precisamos encontrar maneiras de quantificar esses processos em uma escala mais fina usando a teoria, modelos numéricos de ponta e novas técnicas de observação", disse Wenegrat. "Precisamos ser capazes de entender seu impacto na circulação em larga escala e na biogeoquímica do oceano".

O artigo de pesquisa, "Mistura aprimorada através do limite do giro na frente da corrente do Golfo", Jacob O. Wenegrat, Leif N. Thomas, Miles A. Sundermeyer, John R. Taylor, Eric A. D'Asaro, Jody M. Klymak, R. Kipp Shearman e Craig M. Lee, foram publicados na edição de 6 de julho de 2020 da Proceedings da Academia Nacional de Ciências .

 

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