Gli oceanografi calcolano comunemente la circolazione oceanica superficiale su larga scala dalle informazioni satellitari sul livello del mare utilizzando un concetto chiamato "geostrofia", che descrive la relazione tra i flussi superficiali oceanici e il gradiente del livello del mare. Al contrario, i ricercatori si affidano ai dati dei misuratori di corrente in acqua per misurare il movimento su piccola scala. Una nuova ricerca condotta dall'oceanografo Bo Qiu dell'Università delle Hawaii a Mānoa (UHM) ha determinato dai dati osservativi la scala di lunghezza alla quale l'utilizzo dell'altezza del livello del mare non offre più un calcolo affidabile della circolazione.

I processi oceanici superiori dissipano il calore, trasportano i nutrienti e influenzano l'assorbimento dell'anidride carbonica, rendendo la circolazione un fattore critico dell'attività biologica nell'oceano. Il movimento dell'acqua nell'oceano è determinato da molti fattori, comprese le maree; venti; onde di superficie; onde interne, quelli che si propagano all'interno degli strati dell'oceano; e differenze di temperatura, salinità o altezza del livello del mare. Inoltre, come i sistemi di alta e bassa pressione visti sulle mappe meteorologiche TV, l'oceano è pieno di vortici, masse d'acqua che vorticano lentamente.

"Quando le scale di lunghezza diventano più piccole da diverse centinaia di miglia a poche decine di miglia, abbiamo scoperto il punto in cui l'equilibrio geostrofico non diventa più valido, il che significa che il livello del mare non è più utile per calcolare la circolazione oceanica, " disse Qiu, professore alla UHM School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Ciò è dovuto alla presenza di moti ondoso oceanici interni che essenzialmente interrompono il movimento che sarebbe causato dalla geostrofia".

Gli scienziati usano il livello del mare come mezzo per calcolare la circolazione oceanica perché i satelliti circondano la Terra ogni giorno, acquisire dati sul livello del mare frequentemente e accuratamente. Prima di questo studio, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , gli oceanografi sapevano che il livello del mare può essere utilizzato per fornire un'immagine della circolazione in modo generale ma non molto dettagliato. Però, il livello di dettaglio specifico che può essere fornito utilizzando questo approccio non era noto, fino a questo studio.

Ulteriore, in zone dell'oceano con vortici persistenti o frequenti, Qiu e coautori dell'Agenzia meteorologica giapponese, Il Caltech e il Jet Propulsion Laboratory della NASA hanno stabilito che il livello del mare può essere utilizzato in modo affidabile per calcolare la circolazione a una risoluzione piuttosto elevata, questo è, a scale di lunghezza abbastanza piccole (risoluzione di 10 miglia). Però, nelle aree in cui il movimento è dominato da onde interne, il livello del mare del satellite può essere utilizzato solo per dedurre il movimento su una scala molto ampia (risoluzione di 125 miglia).

"Questo aspetto dello studio è stato un po' una sorpresa, " ha detto Qiu. "Non avevo previsto che il punto di transizione sarebbe variato di un ordine di grandezza all'interno del Pacifico settentrionale occidentale".

Nel futuro, Qiu e colleghi sperano di sviluppare un approccio matematico per creare immagini più dettagliate della circolazione basate sul livello del mare in più località del Pacifico.