Il calore viene trasportato attraverso l'oceano da un sistema di circolazione oceanico profondo, noto come il nastro trasportatore di calore globale, che fa circolare costantemente l'acqua in tutto il mondo e aiuta a bilanciare il clima della terra.

Uno dei rami superiori di questo nastro trasportatore, noto come Indonesian Throughflow (ITF), è una corrente oceanica che scorre attraverso vari canali tra il Borneo e la Nuova Guinea, più di 9, 000 miglia dal Delaware.

Sebbene molti di questi canali siano noti ai ricercatori da anni, Il team di ricerca Xiao-Hai Yan dell'Università del Delaware ha scoperto un percorso precedentemente non spiegato che trasportava il calore dall'Oceano Pacifico all'Oceano Indiano, e anche oltre l'Oceano Meridionale, che circonda l'Antartide.

Uno studio recente, utilizzando modelli e dati dal 2003 al 2012 di Yan e colleghi della Princeton University, Università di Xiamen e Università del Texas ad Austin, ha rivelato che l'acqua calda potrebbe prendere una scorciatoia nell'Oceano Indiano orientale lungo la costa occidentale dell'Australia. Quest'acqua calda si fa strada verso l'Oceano Australe più rapidamente di quanto precedentemente noto o riportato, rivelando un importante legame tra l'Oceano Indo-Pacifico e l'Oceano Australe durante un modello meteorologico di La Ninã, che è il raffreddamento dell'Oceano Pacifico lungo l'equatore.

"Quando il calore scorre dal Pacifico nell'Oceano Indiano, ci aspettiamo che il calore segua la corrente equatoriale meridionale dal flusso indonesiano fino alla costa orientale dell'Africa, " ha detto Yan, la Maria A.S. Professore di Lighthipe in studi marini e direttore del Center for Remote Sensing di UD presso il College of Earth, Oceano, e Ambiente. "Anziché, i dati e i risultati del modello hanno mostrato che l'acqua anormalmente calda ha viaggiato più vicino all'Australia occidentale, suggerendo che altri processi stavano spingendo l'acqua verso sud".

Questo aumento del trasferimento di acqua calda al sud ha importanti conseguenze climatiche, Liao, ha detto un coautore della Princeton University. Può influenzare la quantità di pioggia che cade sulla costa occidentale dell'Australia e aumentare la frequenza degli "eventi caldi" che possono causare lo sbiancamento dei coralli, un fenomeno in cui i coralli espellono le alghe simbiotiche che vivono all'interno dei loro tessuti in risposta allo stress termico, ponendoli a maggior rischio di mortalità. La Grande Barriera Corallina australiana si sta ancora riprendendo dai devastanti eventi di sbiancamento nel 2016 e nel 2017, derivante da elevate temperature oceaniche sostenute in mezzo a un forte modello meteorologico di El Niño.

La scoperta ha implicazioni per lo studio del cambiamento climatico e potrebbe informare ciò che gli scienziati attualmente sanno sul riscaldamento globale.

Un sistema connesso a livello globale

Nello studio, Yan e i suoi colleghi hanno osservato come il contenuto di calore dell'oceano variasse di 700 metri (quasi 3, 000 piedi) sotto la superficie dell'oceano nell'Oceano Indiano dal 2003 al 2012, un periodo di tempo in cui si dice che una quantità anormalmente grande di calore sia stata trasportata dal Pacifico all'Oceano Indiano.

Questo studio del contenuto di calore è stato condotto utilizzando simulazioni di modelli numerici, dati misurati dalle navi e dal telerilevamento oceanico profondo, che è data mining utilizzando la temperatura superficiale misurata via satellite, salinità e livello del mare.

I ricercatori hanno utilizzato un nuovo modello climatico globale all'avanguardia noto come Community Earth System Model (CESM) per comprendere i processi fisici, come modelli di vento, che potrebbe aver contribuito a questo cambiamento.

Sulla base di questa constatazione, Yan e i suoi colleghi teorizzano che questa scorciatoia potrebbe aver intensificato il trasporto di calore tra le acque dei bacini oceanici nei diversi emisferi fornendo una nuova rotta per l'acqua più calda per viaggiare direttamente dall'Oceano Pacifico indiano tropicale all'Oceano Australe.

Comprendere questo collegamento è importante perché l'oceano è un sistema connesso a livello globale, e le temperature possono influenzare significativamente le temperature della superficie del mare (SST) e la salinità in altri luoghi, come l'Oceano Atlantico. Per esempio, L'SST dell'Atlantico tropicale più alto può indebolire il vasto sistema di correnti oceaniche che trasportano l'acqua calda dai tropici verso nord nell'Atlantico settentrionale, noto come Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), ma può anche innescare il riscaldamento o il raffreddamento, anomalie SST simili a El Niño/La Niña nel Pacifico tropicale.

Entrambi questi scenari hanno impatti profondi sui sistemi climatici che possono manifestarsi in modelli meteorologici estremi, come quelli vissuti questo autunno con gli uragani Florence e Michael, che approdò nelle Carolinas e lungo il panhandle della Florida, ma ha colpito anche le regioni costiere a nord fino alla penisola di Delmarva, New Jersey e New York.

I ricercatori hanno recentemente riportato le loro scoperte sulla rivista scientifica Dinamiche climatiche .

I coautori dello studio includono Enhui Liao, l'autore principale del documento ed ex studente di dottorato di Yan ora alla Princeton University; Jiang Yuwu dell'Università di Xiamen in Cina e Autumn N. Kidwell dell'Università del Texas ad Austin.

Esperti nella ridistribuzione del calore

Yan e i membri del suo laboratorio hanno trascorso anni a studiare quello che è noto come il periodo di pausa del riscaldamento globale, osservata dal 1998 al 2013 e causata dalla ridistribuzione e dallo stoccaggio del calore nelle profondità oceaniche. Yan ha spiegato che durante questo periodo quasi tutti gli strati profondi dei bacini oceanici sono diventati più caldi.

In uno studio successivo, segnalato in Rapporti scientifici sulla natura , Yan e Lu Han, un ex studente laureato UD, ha esaminato specificamente i meccanismi che hanno causato un eccessivo accumulo di calore nella regione di Agulhas.

La regione di Agulhas si riferisce alle acque oceaniche al largo della punta meridionale dell'Africa, ed è considerata una delle regioni con il riscaldamento più rapido al mondo negli ultimi decenni. I dati supportano che le acque nella regione di Agulhas hanno guadagnato più calore durante il periodo di pausa rispetto ai precedenti periodi di accelerazione del riscaldamento globale nella stessa regione. È anche un importante pozzo oceanico per il calore in eccesso trovato nell'oceano perché la temperatura media globale della superficie ha mostrato che il riscaldamento nella maggior parte delle altre aree dell'oceano è rallentato durante il periodo di pausa.

"Nel periodo di pausa del riscaldamento globale dal 1998 al 2013, l'Oceano Australe, compresa la regione di Agulhas, non aveva mai rallentato. Faceva ancora caldo, " ha detto Yan.

Secondo Han e Yan, l'aumento della salinità nell'oceano durante il periodo di pausa è stato il principale responsabile del riscaldamento dell'oceano interno. Questo aumento di salinità ha costretto il calore a spostarsi orizzontalmente, invece di seguire la colonna d'acqua verso il basso, movimento verticale, come era tipico durante il periodo di accelerazione. Questa forzatura orizzontale, Yan ha detto, ha portato a temperature più elevate nell'interno dell'oceano durante un periodo in cui la maggior parte dell'oceano ha mostrato una diminuzione della temperatura superficiale.

Inoltre, hanno scoperto che la corrente di Agulhas e la dispersione di Agulhas, una corrente d'acqua che si sposta nell'Oceano Atlantico anziché andare nell'Oceano Indiano lungo la sua normale traiettoria, servono come percorsi per il trasporto del calore tra l'Oceano Indiano e l'Oceano Atlantico meridionale.

Presi insieme, i risultati di questi due documenti rivelano importanti connessioni tra il trasporto di calore nascosto e la ridistribuzione attraverso i bacini oceanici che possono avere un impatto significativo sul nostro sistema climatico globale.

"Collegano insieme l'"interruttore" del cambiamento climatico nell'Oceano Atlantico e il "motore" nell'Oceano Pacifico occidentale, " ha detto Yan.