NASA, Neden Antenli Sensörleri Fil Foklarına Taktı?

Antarktika Çevresi Akımı, Atlantik, Pasifik ve Hint okyanuslarını birbirine bağlayan Antarktika'nın etrafındaki bir halkada akar. İklim sistemimizdeki en önemli okyanus akıntılarından biridir, çünkü bağladığı okyanuslar arasında ısı ve diğer özelliklerin değişimini kolaylaştırıyor.

NASA, Neden Antenli Sensörleri Fil Foklarına Taktı?
Etiketli bir fil foku, Antarktika'daki bir Fransız bölgesi olan Kerguelen Adası'na basıyor. Fil mühürleri, Fransa Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) tarafından işletilen SO-MEMO (Gözlem Sistemi - Okyanus Ortamının Örnekleyicileri Olarak Memeliler) adlı bir Fransız araştırma programının bir parçası olarak etiketlendi. Etiketler - aslında, antenleri olan sensörler - hayvanlar, üremek veya üremek için karaya çıktıklarında, etik standartlarına uygun olarak contaların başlarına yapıştırılır. Ar

Antarktika Çevresi Akımı, Atlantik, Pasifik ve Hint okyanuslarını birbirine bağlayan Antarktika'nın etrafındaki bir halkada akar. İklim sistemimizdeki en önemli okyanus akıntılarından biridir, çünkü bağladığı okyanuslar arasında ısı ve diğer özelliklerin değişimini kolaylaştırıyor.

Ancak akımın, özellikle dikey olarak okyanusun üst katmanından alt katmanlara ve bunun tersi yönde, ısı transferinin nasıl olduğu tam olarak anlaşılmamıştır. Bu akım çok çalkantılı olup, girdaplar oluşturur - atmosferdeki fırtınalara benzeyen dönen girdaplar - çapı 30 - 125 mil (50 - 200 kilometre) arasındadır. Ayrıca, dünyanın özellikle uzak ve kaçınılmaz bir kısmı boyunca 13.000 mil (21.000 kilometre) boyunca uzanıyor ve bu da bilim insanlarının gözlemlemesi ve ölçmesi için en zor akımlardan biri olmasını sağlıyor.

Neyse ki, Kaliforniya'daki Pasadena'daki NASA'nın Jet Propulsion Laboratory'de ziyaret eden bir bilim adamı olan Lia Siegelman için, kaba denizler bilimsel yardımcısı için hiçbir zorluk çıkarmadı: etiketli bir güney fili.

Küçük bir şapkayı andıran özel bir sensörle donatılmış olan conta, üç aylık bir yolculukta 3.000 milden (4.800 kilometre) daha fazla yüzdü, çoğu Antarktika Sirküpolar Akımının türbülanslı, eddy bakımından zengin sularında. Mühür, bu süre zarfında günde 550 ila 1,090 metre (500 ila 1,000 metre) arasında değişen derinliklerde yaklaşık 80 dalış yaptı. Bu süre zarfında, bu uçucu bölgede sıcaklığın okyanus katmanları arasında dikey olarak nasıl hareket ettiği hakkında yeni bilgiler sağlayan sürekli bir veri akışı topladı - bize Güneş'ten okyanusun orada ne kadar sıcak olduğunu anlamaya bir adım daha yaklaşan içgörü emerler.

Bu 3B şematik etiketli bir fil mührünün, Antarktika yakınlarındaki türbülanslı sularda uzun mesafelerde yüzerek ve büyük derinliklere dalarak nasıl veri topladığını gösterir. Uydu verileri, contaların yüzdüğü suların özelliklerini tanımlamak için kullanılır. Mavi, soğuk ve yoğun suyu temsil eder; kırmızı alanlar daha az yoğundur ve genellikle daha sıcaktır. Kredi: Tandi Sebep Dahl

Son zamanlarda Nature Geoscience'da yayınlanan yeni bir makale için Siegelman ve ortak yazarları, mühürün verilerini uydu altimetre verileriyle birleştirdi. Okyanus yüzeyinin uydu verileri, dönen girdapların akım içinde bulunduğunu ve hangi girdabın yüzdüğünü göstermiştir. Birleşik veri setini analiz ederek, bilim adamları dikey ısı taşımacılığında daha küçük okyanus özelliklerinin rolüne özellikle dikkat ettiler. Siegelman sonuçları şaşırttı.

“Bu orta büyüklükteki eddilerin küçük ölçekli cephelerin - atmosferdeki soğuk ve ılık cephelere benzer su yoğunluğundaki ani değişimlerin üretimini sağladığı bilinmektedir” dedi. “Bu cephelerin, birçok araştırmanın önerdiği gibi sadece yüzey katmanında değil, okyanus içlerine yaklaşık 500 metre açık olduğunu ve dikey ısı taşımacılığında aktif bir rol oynadıklarını gördük.”

Siegelman'a göre, analizleri bu cephelerin okyanusun iç kısmından yüzeye çok fazla ısı taşıyan kanallar gibi hareket ettiğini gösterdi. “Çoğu mevcut modelleme çalışması, bu durumlarda ısının yüzeyden okyanusun iç kısmına taşınacağını gösteriyor, ancak mühür tarafından sağlanan yeni gözlemsel verilerle durumun böyle olmadığını gördük” dedi.

Neden Önemli?

Okyanus yüzey katmanı, buharlaşma ve çökelme gibi doğal işlemlerden önce soğuması için devreye girmeden önce yalnızca sınırlı miktarda ısı emebilir. Derin okyanus cepheleri yüzeye ısı gönderdiğinde, bu ısı yüzey katmanını ısıtır ve onu ısı eşiğine yaklaştırır. Bu nedenle, esasen, bu dinamiğin bulunduğu alanlarda, okyanus, Güneş'ten olabildiğince fazla ısı ememiyor.

Mevcut iklim modelleri ve Dünya'nın ısı bütçesini tahmin etmek için kullanılanlar, bu küçük ölçekli okyanus cephelerinin etkilerini etkilemiyor, ancak makalenin yazarları, yapmaları gerektiğini savunuyorlar.

Siegelman, “Bu küçük cephelerin yanlış temsili, okyanusun iç yüzeyinden yüzeye geri aktarılan ısı miktarını önemli ölçüde küçümseyebilir ve bunun sonucunda okyanusun emebileceği ısı miktarını potansiyel olarak abartır” dedi. “Bu, iklimimiz ve okyanusun küresel ısınmanın etkilerini dengelemedeki rolünü, ısının çoğunu emerek önemli bir etki olabilir.”

Bilim adamları, bu fenomenin, Atlantik Okyanusu'ndaki Körfez Akıntısı ve Kuzey Pasifik Okyanusu'ndaki Kuroshio Uzantısı da dahil olmak üzere, girdapların yaygın olduğu okyanusun diğer çalkantılı bölgelerinde de mevcut olduğunu söylüyor.

Sonuçları önemli olmasına rağmen, Siegelman, bu cephelerin küresel okyanus ve iklim sistemimiz üzerindeki uzun vadeli etkilerini tam olarak anlamak ve ölçmek için daha fazla araştırma yapılması gerektiğini söylüyor. Örneğin, çalışma ilkbahar sonlarında ve yaz başlarında gözlemlere dayanmaktadır. Sonuçlar, bu küçük ölçekli cephelerin daha güçlü olma eğiliminde olduğu kış aylarında daha belirgin olabilir. Bu araştırma topluluğu başka yerlerdeki ek çalışmalardan da faydalanacaktır.


Referans: Lia Siegelman, Patrice Klein, Pascal Riviere, Andrew F. Thompson, Hector S. Torres, Mar Flexas ve Dimitris Menemenlis, 2 Aralık 2019, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038 / s41561-019-0489-1