Os oceanógrafos comumente calculam a circulação oceânica de superfície em grande escala a partir de informações de satélite sobre o nível do mar usando um conceito chamado "geostrofia", que descreve a relação entre os fluxos da superfície oceânica e o gradiente do nível do mar. Por outro lado, os pesquisadores contam com dados de medidores de corrente na água para medir movimentos em escala menor. Uma nova pesquisa liderada pelo oceanógrafo Bo Qiu da Universidade do Havaí em Mānoa (UHM) determinou a partir de dados observacionais a escala de comprimento em que o uso da altura do nível do mar não oferece mais um cálculo confiável de circulação.

Os processos do oceano superior dissipam o calor, transportam nutrientes e afetam a absorção de dióxido de carbono - tornando a circulação um motor crítico da atividade biológica no oceano. O movimento da água no oceano é determinado por muitos fatores, incluindo marés; ventos; ondas de superfície; ondas internas, aqueles que se propagam dentro das camadas do oceano; e diferenças de temperatura, salinidade ou altura do nível do mar. Adicionalmente, como sistemas de alta e baixa pressão vistos em mapas meteorológicos de TV, o oceano está cheio de redemoinhos, massas de água girando lentamente.

"À medida que as escalas de comprimento tornam-se menores de várias centenas de milhas para algumas dezenas de milhas, descobrimos o ponto em que o equilíbrio geostrófico não é mais válido - o que significa que o nível do mar não é mais útil para calcular a circulação do oceano, "disse Qiu, professor da Escola de Ciência e Tecnologia do Oceano e da Terra da UHM (SOEST). "Isso se deve à presença de movimentos oceânicos de ondas internas que essencialmente interrompem o movimento que seria causado pela geostrofia."

Os cientistas usam o nível do mar como um meio de calcular a circulação do oceano porque os satélites giram em torno da Terra diariamente, adquirir dados sobre o nível do mar com freqüência e precisão. Antes deste estudo, publicado em Nature Communications , os oceanógrafos sabiam que o nível do mar pode ser usado para fornecer uma imagem da circulação de uma maneira geral, mas não em detalhes muito precisos. Contudo, o nível específico de detalhe que pode ser fornecido usando esta abordagem não era conhecido, até este estudo.

Avançar, em áreas do oceano com redemoinhos persistentes ou frequentes, Qiu e co-autores da Agência Meteorológica do Japão, O Caltech e o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA determinaram que o nível do mar pode ser usado de forma confiável para calcular a circulação em uma resolução bastante alta, isso é, em escalas de comprimento razoavelmente pequenas (resolução de 10 milhas). Contudo, em áreas onde o movimento é dominado por ondas internas, o nível do mar do satélite só pode ser usado para inferir o movimento em uma escala muito grande (resolução de 125 milhas).

"Este aspecto do estudo foi um pouco uma surpresa, "disse Qiu." Não previ que o ponto de transição variaria em uma ordem de magnitude no oeste do Pacífico Norte. "

No futuro, Qiu e seus colegas esperam desenvolver uma abordagem matemática para criar imagens mais detalhadas da circulação com base no nível do mar em mais locais do Pacífico.