Este mapa de datos satelitales del estudiante de doctorado Shikhar Rai muestra:en azul, áreas de los océanos donde la "destrucción de los remolinos" resulta en una pérdida neta de energía cinética. Las áreas en negro representan masas de tierra y regiones oceánicas con cobertura de hielo estacional o permanente. Crédito:Hussein Aluie
Corrientes oceánicas, propulsado por la energía cinética del viento, son los grandes moderadores de nuestro clima. Al transferir calor del ecuador a las regiones polares, ayudan a que nuestro planeta sea habitable.
Y todavía, Los modelos a gran escala utilizados por los científicos para estudiar este complejo sistema no dan cuenta con precisión del impacto del viento en los componentes más energéticos del océano:remolinos, remolinos de mesoescala. Estas corrientes circulares de agua de 50 a 500 kilómetros de tamaño son críticas para determinar la trayectoria de corrientes oceánicas más grandes como la Corriente del Golfo.
En un papel en Avances de la ciencia , Investigadores de la Universidad de Rochester y el Laboratorio Nacional de Los Alamos documentan por primera vez cómo el viento, que impulsa corrientes más grandes, tiene el efecto opuesto en remolinos de menos de 260 kilómetros de tamaño, lo que resulta en un fenómeno llamado "muerte por remolinos".
También proporcionan la primera medida directa del impacto general de esta matanza en remolino:una pérdida continua de 50 gigavatios de energía cinética, equivalente a la detonación de una bomba nuclear de Hiroshima cada 20 minutos, todo el año.
Mejor análisis con observaciones satelitales
"Por primera vez, podemos desentrañar la destrucción de los remolinos mediante la medición directa de observaciones satelitales, con supuestos mínimos, "dice el autor correspondiente Hussein Aluie, profesor asociado de ingeniería mecánica en Rochester.
El equipo, que también incluye a Shikhar Rai, un doctorado estudiante en el grupo de turbulencia y flujo complejo de Aluie, y los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos, Matthew Hecht y Matthew Maltrud, aplicaron un enfoque de grano grueso a las imágenes de satélite. Hacerlo les permitió separar el complejo, Estructuras multiescala de corrientes oceánicas y remolinos incrustados entre sí.
Este método proporciona un análisis espacial más detallado de lo que es posible con los utilizados por la mayoría de los oceanógrafos, que se concentran en las fluctuaciones temporales, Dice Aluie. Esos métodos no tienen en cuenta el impacto de la destrucción de los remolinos o proporcionan estimaciones muy variables. "Los números han estado por todos lados, "Dice Aluie.
Aluie elogió a Rai, un doctorado de quinto año. estudiante, por hacer "todo el trabajo pesado" por el papel. "Hubo muchos problemas técnicos, pero perseveró y fue capaz de descifrarlos, "Dice Aluie." Tiene mucha promesa y talento ".
Los remolinos son corrientes circulares de agua (que se muestran aquí como patrones de remolinos verdes y azul claro de floraciones de fitoplancton) que juegan un papel importante en la determinación de las corrientes oceánicas. flujo de calor, concentraciones de sal, y afloramiento de nutrientes y organismos. Crédito:NASA / Goddard Space Flight Center Ocean Color
Un nuevo método podría cambiar el rumbo de los estudios de las corrientes oceánicas
Los científicos conocen la matanza de remolinos desde finales de la década de 1980 a partir de modelos idealizados, Dice Aluie.
El concepto básico es bastante simple de visualizar. Un remolino es como un círculo que gira en sentido horario o antihorario. Cualquier viento que fluya sobre el remolino, sin embargo, se moverá en una sola dirección, "ayudar" a que la mitad del círculo se mueva, al menos parcialmente, en la misma dirección, impidiendo la otra mitad.
Imagínese montar una bicicleta al lado de un automóvil que va en la misma dirección, muy parecido al viento que fluye sobre la parte del remolino que se mueve en la misma dirección. La diferencia de velocidad es proporcionalmente mucho menor que la que ocurre cuando pasas en bicicleta por delante de un automóvil que se mueve en la dirección opuesta, muy parecido al viento que empuja contra el otro lado del remolino. Esa diferencia en la velocidad proporcional explica el efecto neto de "muerte" en el remolino, dando como resultado que el viento extraiga energía.
"Por un lado, el viento hace que el océano se mueva, y, sin embargo, está matando la parte que tiene más energía. Entonces, es contrario a la intuición y es algo que no se había medido directamente antes porque las personas estaban usando las herramientas incorrectas, "Dice Aluie.
Una mejor herramienta es importante porque quedan muchas preguntas sobre otros factores que pueden influir en la eliminación de remolinos, y sobre la importancia de los remolinos en otros aspectos de las corrientes oceánicas, flujo de calor, concentraciones de sal, y afloramiento de nutrientes y organismos marinos, él dice.
Es de esperar que los oceanógrafos adapten el método demostrado en este artículo para "desentrañar" también estos misterios. Dice Aluie.
