An ruhigen Tagen erwärmt Sonnenlicht die Meeresoberfläche und löst Turbulenzen aus

In den tropischen Ozeanen zeigen beispiellose neue Beobachtungsdaten, die von einem Forscher der Oregon State University gesammelt wurden, dass die Kombination von Sonnenlicht und schwachen Winden die atmosphärischen Turbulenzen erhöht, indem die Oberflächentemperaturen am Nachmittag erhöht werden.

Simon de Szoeke, Professor am OSU College für Erd-, Ozean- und Atmosphärenwissenschaften und Hauptautor der Studie, sagte, die neuen Erkenntnisse könnten wichtige Auswirkungen auf die Wettervorhersage und die Klimamodellierung haben.

“Der Ozean erwärmt sich nur ein oder zwei Grad am Nachmittag, aber dies ist ein weitgehend übersehener Effekt”, sagte De Szoeke. “Wir möchten genauer wissen, wie oft dies passiert und welche Rolle es in globalen Wettermustern spielen kann.”

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht. Mitautoren sind Tobias Marke und W. Alan Brewer vom NOAA Chemical Sciences Laboratory in Boulder, Colorado.

An Land kann die Erwärmung am Nachmittag atmosphärische Konvektion und Turbulenzen verursachen und häufig Gewitter verursachen. Konvektion, die am Nachmittag über dem Ozean stattfindet, zieht Wasserdampf von der Meeresoberfläche, um die Atmosphäre zu befeuchten und Wolken zu erzeugen. De Szoeke sagte, dass die Erwärmung über dem Ozean dünner ist und stärker wird, wenn der Wind schwach ist.

De Szoekes Arbeit zur Erwärmung des Ozeans begann vor einigen Jahren während einer Forschungsexpedition im Indischen Ozean. Das Forschungsschiff war mit Doppler-Lidar ausgestattet, einer radarähnlichen Fernerkundungstechnologie, die einen Laserpuls zur Messung der Fluggeschwindigkeit verwendet. Auf diese Weise konnten die Forscher erstmals Messungen der Höhe und Stärke von Turbulenzen erfassen, die durch die Erwärmung am Nachmittag verursacht wurden.

De Szoeke sagte, dass frühere Beobachtungen von Turbulenzen über dem Ozean nur von Flugzeugen gemacht wurden.

„Mit Lidar können wir Turbulenzen rund um die Uhr erfassen und so erfassen, wie diese kleinen Temperaturänderungen Luftturbulenzen verursachen“, sagte er. “Noch nie hat jemand diese Art von Messung am Meer durchgeführt.”

Die Forscher sammelten etwa zwei Monate lang 24 Stunden am Tag Daten von Lidar. An einem Punkt erwärmten sich die Oberflächentemperaturen jeden Nachmittag vier Tage lang mit ruhigen Windgeschwindigkeiten, was den Forschern die richtigen Bedingungen bot, um ein Profil der Turbulenzen zu beobachten, die bei einem solchen Ereignis zur Erwärmung der Meeresoberfläche entstehen.

De Szoeke sagte, dass zur Erfassung dieser beispiellosen Beobachtungen ein “perfekter Sturm” von Bedingungen erforderlich sei, einschließlich Probenahme bei Tag und Nacht und ein langer Ozeaneinsatz durch Lidar.

Sonnenlicht erwärmt die Meeresoberfläche am Nachmittag, wobei die Oberflächentemperaturen um ein Grad oder mehr ansteigen. Diese Erwärmung tritt in etwa 5% der Tage in den tropischen Ozeanen der Welt auf. Diese Ozeane machen etwa 2% der Erdoberfläche aus, ungefähr so ​​groß wie die Vereinigten Staaten.

Ruhige Winde und wärmendes Wetter treten in verschiedenen Teilen des Ozeans als Reaktion auf Monsune auf, bei denen es sich um atmosphärische Störungen im Ozeanmaßstab handelt, die regelmäßig in den Tropen auftreten, sowie auf Wetterbedingungen wie die Madden-Julian-Oszillation oder MJO.

De Szoeke sagte, um die Rolle dieser unterschiedlichen Temperaturen bei tropischen Wetterbedingungen zu bestimmen, müssen die Wettermuster die Auswirkungen der Oberflächenerwärmung berücksichtigen.

“Es gibt viele subtile Effekte, die Menschen versuchen, bei der Klimamodellierung richtig zu machen”, sagte De Szoeke. “Diese Forschung gibt uns ein genaueres Verständnis dafür, was passiert, wenn der Wind nachlässt.”

Die Forschung wurde von der NOAA und der Maritime Research Agency unterstützt.