Pesquisadores da Universidade de Toronto identificaram o mecanismo responsável pela formação de "escadas" de temperatura e salinidade no Oceano Ártico, resolvendo um mistério que confundiu oceanógrafos e climatologistas por mais de meio século.
Compreender como essas estruturas verticais funcionam promete lançar mais luz sobre as causas e consequências da rápida perda de gelo marinho do Ártico em meio às mudanças climáticas.

"Nossa descoberta de um novo mecanismo de instabilidade hidrodinâmica fornece insights sobre a formação de estruturas semelhantes a escadas resultantes da mistura de água salgada quente e água doce mais fria", disse Yuchen Ma, Ph.D. candidato ao departamento de física da Faculdade de Artes e Ciências e autor principal de um estudo publicado em Fluidos de Revisão Física descrevendo os achados.

"Essas estruturas foram observadas pela primeira vez no final da década de 1960, mas o mecanismo responsável por sua existência nunca foi explicado".

Conhecidas como escadas termohalinas, essas variações de temperatura e concentração de sal são comuns em uma ampla gama de regiões do oceano global.

As descobertas relatadas em Fluidos de Revisão Física —que atraíram uma resposta positiva significativa da comunidade de pesquisa—verifique completamente uma análise anterior dos mesmos autores publicada no Journal of Fluid Mechanics em 2020 que documentou a existência desta nova instabilidade hidrodinâmica. A verificação foi realizada projetando uma série de simulações numéricas diretas de turbulência no Oceano Ártico para entender melhor a circulação oceânica global.

“O oceano é normalmente considerado um ambiente altamente caótico e turbulento, por isso é impressionante ver camadas tão fortemente definidas de sal e calor dentro dele”, diz Ma.

O fluxo de calor do oceano para o gelo marinho sobrejacente é fortemente aumentado pela presença de escadas termohalinas. Assim, entender o processo de formação da escada nos oceanos polares é importante para desenvolver futuras projeções de aquecimento global e informar os esforços para mitigar a perda de gelo marinho.

"Nesta era de aquecimento global, é um fato bem reconhecido que a perda da cobertura de gelo marinho do Oceano Ártico é um aspecto crítico desse processo global", disse o professor universitário W. Richard Peltier, do departamento de física que é um co-autor dos estudos e Ph.D de Ma. Supervisor.

"Embora a extensão em que a formação de escadas está contribuindo para essa perda ainda não tenha sido quantificada, podemos certamente dizer que o componente oceânico dos modelos climáticos empregados para fazer projeções do processo de aquecimento global não é capaz de resolver o processo de formação de escadas. "

A pesquisa baseia-se em trabalhos anteriores que se concentraram na compreensão da circulação oceânica global sob as condições da era do gelo de 30.000 a 70.000 anos atrás.

No modelo de clima glacial desenvolvido anteriormente, as transições rápidas de clima frio para quente foram causadas por um extenso "buraco" na cobertura de gelo marinho do Oceano Atlântico Norte, resultante do fluxo de calor do oceano para o gelo marinho. . A magnitude desse fluxo de calor foi determinada pela suposição de que uma escadaria havia se formado no oceano abaixo. + Explorar mais

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