热带地区的海面温度对热带地区和邻近大陆的气候有重大影响

热带地区的海面温度对热带地区和邻近大陆的气候有重大影响。例如，它们确定了热带辐合带的位置以及西非季风的开始和强度。因此，了解海面温度的变化对于气候预测很重要。到目前为止，还没有充分解释热带北大西洋海表温度的季节性周期。GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的Rebecca Hummels博士解释说：“更准确地说，海面比以前对太阳辐射，水流和混合的直接观测所预测的还要冷，尤其是在7月至9月的夏季。”基尔和研究的第一作者现在发表在自然交流。

2015年9月，德国研究船METEOR进行了基于船的观测，首次测量了海面以下强烈的湍流混合事件，该区域的混合比以前在此地点观测到的混合因子高100倍。该研究的合著者Marcus Dengler博士说：“当我们注意到在数据处理过程中水柱中的湍流大大增强时，我们首先怀疑我们的传感器有故障。” “但是当我们还注意到海面有强烈的水流时，我们变得好奇了。” 准确地说，此类事件可以解释海洋表面温度较低的原因。

Hummels博士解释说：“我们能够隔离这场持续了几天的强烈混合事件的过程。” Hummels继续说道：“这是一个所谓的惯性波，是一个非常短暂但剧烈的流动事件。” 惯性波是水平波现象，其中表面的电流随时间顺时针旋转，而运动随着深度的增加而迅速衰减。表面和下面的层中的不同速度导致不稳定，并最终在表面层中的热水和下面的冷水之间混合。这样的惯性波可能是由近地表风的短暂变化引起的。到目前为止，在该地区通常只观察到弱电流，并且一年中这个时候相当稳定的贸易风并未显示出特别强烈的混合事件。但是，风的变化对于在上层海洋触发这些波浪至关重要。风不必特别强，但理想情况下应与洋流相同的方向旋转。由于这种风的波动相对较小并且仅持续几天，因此尚无法在该区域内通过相关的强混合来测量这种强波现象。

在2015年9月的“流星”巡游中发现此事件后，基尔的科学家们想进一步了解此类事件的发生频率和实际影响。“通过基于模型的数据分析，我们能够为现场观测提供背景信息，” GEOMAR海洋动力学研究部的合著者Willi Rath博士解释说。Rath博士补充说：“我们共扫描了20年的全球风观测资料，寻找由风波动引发的类似事件，并描述了它们在该地区以及一年中的发生情况。” 这支持了这样一种假说，即此类事件的时间和空间分布确实可以解释上层海洋热量平衡的差距。

表层底部的惯性波引起的强烈湍流混合对生物学也至关重要：例如，在这种情况下，冷水混入表层也将营养物质从更深层带入上层海洋在阳光下。该研究的共同作者弗洛里安·舒特(FlorianSchütte)博士解释说：“这也解释了该地区迄今无法解释的叶绿素水华的发生，这也可以归因于这些惯性波的季节性增加。”

在热带大西洋上的船舶测量是与国际PIRATA计划密切合作进行的。20多年来，PIRATA 表面浮标一直为海洋研究提供有价值的数据-大气相互作用，也用于本研究。探险队首席科学家彼得·布兰德(Peter Brandt)教授说：“实际上，密集的混合测量是由于流星的液压​​系统故障而导致的，当时无法进行其他测量。” 尽管浮标和一系列的船只远征到该地区，新现象仍然被发现(有时是偶然的)，这些决定性地增进了我们对热带气候的理解。