Le correnti oceaniche a volte pizzicano sezioni che creano correnti d'acqua circolari chiamate "vortici". Questo movimento "a vortice" sposta i nutrienti sulla superficie dell'acqua, svolgendo un ruolo significativo nella salute dell'ecosistema della barriera corallina delle Florida Keys.

Utilizzando un modello numerico che simula le correnti oceaniche, ricercatori dell'Harbour Branch Oceanographic Institute della Florida Atlantic University e collaboratori dell'Alfred-Wegener-Institute in Germania e dell'Institut Universitaire Europeen De La Mer/Laboratoire d'Océonographie Physique et Spatiale in Francia stanno facendo luce su questo importante "movimento dell'oceano". " Hanno condotto uno studio unico nel suo genere che identifica i meccanismi alla base della formazione di vortici sub-mesoscala negli Stretti della Florida, che hanno importanti implicazioni ambientali.

Nonostante il rapido flusso della Florida Current, che scorre nello Stretto della Florida e collega la Corrente ad anello nel Golfo del Messico alla Corrente del Golfo nell'Oceano Atlantico occidentale, i vortici forniscono un meccanismo per la ritenzione di organismi marini come pesci e larve di corallo. Dal momento che intrappolano le acque ricche di nutrienti della piattaforma della Florida occidentale, forniscono l'habitat a molte specie di barriera corallina e pelagica all'interno della regione del Florida Keys Reef Track, che sostiene l'altissima produttività di questa regione.

Inoltre, nonostante la tendenza della piattaforma della Florida occidentale a traboccare nello Stretto della Florida, la formazione di vortici fornisce un meccanismo che limita il trasporto trasversale di acque cariche di sostanze nutritive. Di conseguenza, la formazione di vortici interrompe l'esportazione delle acque della piattaforma della Florida occidentale attraverso lo Stretto della Florida, impedendo che eventi come le maree rosse attraversino Cuba o le Bahamas. Al contrario, le acque tossiche della marea rossa provenienti dalla piattaforma rimangono più a lungo nelle vicinanze dell'ecosistema della barriera corallina del Florida Keys Reef Tract, influendo negativamente sulla salute dell'ecosistema.

Questi vortici frontali su piccola scala sono frequentemente osservati e presentano un'ampia varietà di numeri, forme, e dimensioni, che suggeriscono origini e meccanismi di formazione diversi. Il loro viaggio attraverso lo Stretto della Florida è a volte caratterizzato dalla formazione e dalla presenza di mesoscala, ma soprattutto vortici frontali sub-mesoscala sul lato ciclonico della corrente.

Lo studio, pubblicato in Journal of Physical Oceanography , fornisce una panoramica completa e la comprensione delle dinamiche di pendenza della piattaforma dello Stretto della Florida sulla base di una simulazione realistica del Regional Oceanic Modeling System (ROMS) ad alta risoluzione bidirezionale della regione oceanica della Florida meridionale. L'annidamento completo a due vie ha consentito l'interazione di dinamiche multiscala attraverso i confini del nido.

I risultati hanno mostrato che la formazione dei vortici frontali sub-mesoscala negli Stretti della Florida è associata allo scroscio della Florida Current, che consiste nell'oscillazione della distanza del nucleo attuale dallo scaffale. Quando il nucleo della Florida Current viene spinto contro lo scaffale, il taglio sullo scaffale aumenta e si possono formare vortici frontali sub-mesoscala per instabilità barotropica. Quando questa posizione è rilassata, l'instabilità baroclina invece rischia di formare vortici sub-mesoscala. A differenza dell'instabilità barotropica, che è guidato da taglio, l'instabilità baroclina è guidata da cambiamenti nelle anomalie di densità.

"Nello stretto della Florida, si formano vortici più piccoli del loro parente in mare aperto. quei vortici, chiamati vortici sub-mesoscala, sono comuni e possono essere facilmente osservati nelle immagini a colori dell'oceano, " disse Laurent Cherubin, dottorato di ricerca, autore senior e professore associato di ricerca, Filiale del porto della FAU. "A differenza dei più grandi vortici di mesoscala dell'oceano aperto, non sono in equilibrio geostrofico, il che significa che la loro circolazione non è sostenuta dall'equilibrio tra il gradiente di pressione e le forze di Coriolis. Anziché, alcuni dei vortici frontali nello Stretto della Florida sono in equilibrio di vento a gradiente, che indica che una terza forza, la forza centrifuga, è abbastanza grande da modificare l'equilibrio geostrofico".

La corrente della Florida fa parte del ramo occidentale del vortice anticiclonico dell'Atlantico settentrionale guidato dal vento, che è intensificato sul lato occidentale del bacino del Nord Atlantico rispetto al suo lato orientale. Tipi simili di correnti si trovano anche sul lato occidentale dei bacini oceanici come la corrente di Agulhas nell'Oceano Indiano meridionale o il Kuroshio nell'Oceano Pacifico settentrionale. Sono chiamate correnti di confine perché incidono sulla piattaforma continentale e come tali, subiscono una notevole quantità di attrito sul fondo dell'oceano. Questo attrito, che agisce verticalmente e orizzontalmente sulla corrente di confine, contribuisce alla formazione di uno strato limite tranciato.

"Il nostro studio mostra che questo strato di taglio può diventare instabile e formare vortici. Questo processo è infatti un percorso per la dissipazione dell'energia eolica iniettata nell'oceano. Pertanto, nello stretto della Florida, si formano vortici più piccoli del loro parente in mare aperto, " disse Cherubin.

Oltre ai vortici sub-mesoscala formatisi localmente negli Stretti della Florida, ci sono vortici mesoscala in arrivo che transitano nello Stretto della Florida, come il Tortugas Gyre.

"I risultati della nostra ricerca mostrano anche che i vortici su mesoscala possono essere schiacciati sullo scaffale e trasformati in vortici sub-mesoscala quando la corrente della Florida è nella sua posizione prolungata o rimane relativamente inalterata se la corrente della Florida viene ritirata dallo scaffale, " disse Cherubin.