Вихревые течения влияют на поток соли сильнее, чем на поток тепла

Моделирование трехмерной структуры вихрей в Красном море показывает, как перенос энергии и биохимических материалов влияет на циркуляционные паттерны в этом водоеме. Исследование, проведенное учеными под руководством Ибрагима Хотеита и Пэна Жаня из KAUST, выявило механизм, который уравновешивает колебания соли и тепла в бассейне.

Мезомасштабные вихри, часто называемые погодой океана, представляют собой трехмерные структуры шириной в сотни километров и глубиной в сотни метров. Они характеризуются температурой, соленостью и свойствами течения, отличными от окружающей воды, что позволяет им переносить энергию и материалы. Хотя для циркуляции Красного моря характерно большое количество мезомасштабных вихрей, их трехмерная структура изучена слабо.

Команда использовала модель общей циркуляции Массачусетского технологического института (MITgcm), специально настроенную для всего Красного моря. Это позволило смоделировать его динамику за 14-летний период с 2001 по 2014 год с разрешением, достаточным для изучения трехмерных характеристик вихрей. Было установлено, что вихревой перенос более активен в центральной и северной частях моря. На изменчивость вихрей приходится около 8% общей дисперсии поверхностного потока тепла и около 39% — потока соли.

Эта работа подчеркивает значительную роль вихревого переноса и обмена на границе океан-атмосфера в циркуляции Красного моря. Она также привела к открытию механизма отрицательной обратной связи между вихрями и крутизной глубины перемешанного слоя, который балансирует тепло и вихревой перенос.

«Сейчас мы разрабатываем систему ассимиляции данных для Красного моря, уделяя особое внимание улучшению моделирования вихревого переноса, — говорит Жань, — а также создаем связанную модель океан-атмосфера для дальнейшего изучения атмосферного отклика на мезомасштабные вихри в Красном море».