La modellazione della struttura 3D dei vortici del Mar Rosso mostra come il trasporto di energia e materiali biochimici influenzi i modelli di circolazione nel Mar Rosso.

Uno studio sul trasporto di energia e particelle biochimiche indotto dai vortici e le sue influenze sui modelli di circolazione nel Mar Rosso rivela un meccanismo che bilancia le fluttuazioni sia del sale che del calore nel bacino.

vortici mesoscala, spesso descritto come il tempo dell'oceano, sono strutture 3D tipicamente larghe centinaia di chilometri e profonde centinaia di metri. Sono caratterizzati dalla temperatura, salinità e proprietà di scorrimento che differiscono dall'acqua circostante, consentendo loro di trasportare energia e materiali intorno all'oceano.

Sebbene la circolazione del Mar Rosso sia caratterizzata da un gran numero di vortici mesoscala, poco si sa delle loro strutture 3-D.

Guidato da Ibrahim Hoteit, Peng Zhan e i colleghi della KAUST stanno indagando sui vortici che circolano nel Mar Rosso.

"I vortici oceanici di solito scorrono più velocemente rispetto alla circolazione oceanica media e quindi contribuiscono in modo significativo al trasporto di energia e materiali, " dice Zhan. "Lo studio del trasporto tridimensionale indotto dai vortici approfondirà la nostra comprensione della circolazione del Mar Rosso e identificherà l'importante ruolo che i vortici svolgono sia nel trasporto orizzontale che verticale e nelle interazioni aria-mare".

Il team ha utilizzato il modello di circolazione generale del Massachusetts Institute of Technology (MITgcm), specificamente configurato per coprire l'intero Mar Rosso. Ciò significava che potevano simulare le dinamiche del Mar Rosso su un periodo di 14 anni dal 2001 al 2014 con una risoluzione spaziale e temporale sufficiente per risolvere vortici su mesoscala, permettendo loro di investigare le loro caratteristiche 3-D.

Hanno scoperto che il trasporto indotto dai vortici è più attivo nel Mar Rosso centrale e settentrionale. Hanno anche scoperto che la variabilità nei vortici rappresentava circa l'8% della varianza totale nel flusso di calore superficiale e circa il 39% nel flusso di sale.

"Queste sono le regioni dove il calore, le particelle di sale e biogeochimiche hanno maggiori probabilità di essere disperse e promuovono lo scambio regionale di energia e materiali, " spiega Zhan.

Questo lavoro mette in evidenza il ruolo significativo che il trasporto indotto dai vortici e lo scambio aria-mare giocano nella circolazione del Mar Rosso. Ha anche portato alla scoperta di un meccanismo di feedback negativo tra vortici e ripidezza della profondità dello strato misto che bilancia il calore e il trasporto indotto dai vortici nel Mar Rosso.

"Stiamo ora sviluppando un sistema di assimilazione dei dati per il Mar Rosso concentrandoci sul miglioramento delle nostre capacità di modellare il trasporto indotto dai vortici, " dice Zhan, "oltre a sviluppare un modello accoppiato oceano-atmosfera per indagare ulteriormente sulla risposta atmosferica ai vortici su mesoscala nel Mar Rosso".