การวิจัยใหม่เผยให้เห็นผลกระทบที่น่าประหลาดใจของลมต่อสภาพอากาศในมหาสมุทร

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ได้ค้นพบว่าลมที่พัดปกติสามารถสร้างพลังให้กับรูปแบบสภาพอากาศในมหาสมุทรเหมือนกับกระแสน้ำวน ขึ้นอยู่กับทิศทางการหมุนของลม

มหาสมุทรของโลกเราก็มีระบบ "สภาพอากาศ" ของตัวเองที่มีลักษณะไดนามิกคล้ายกับสภาพอากาศบนบก เรียกว่า เอ็ดดี้ กระแสน้ำวนนี้ซึ่งโดยทั่วไปมีความกว้างประมาณ 100 กิโลเมตร มีบทบาทสำคัญในสมดุลพลังงานโดยรวมของมหาสมุทร อย่างไรก็ตาม การวิจัยใหม่ของมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์เผยให้เห็นปฏิสัมพันธ์ที่น่าแปลกใจระหว่างรูปแบบมหาสมุทรเหล่านี้กับลมในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับไดนามิกของมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศไปอย่างสิ้นเชิง

การเรียน, การตีพิมพ์ ใน Nature Communications ได้ใช้ภาพถ่ายดาวเทียมและข้อมูลจำลองภูมิอากาศที่มีความละเอียดสูงเพื่อศึกษาว่าลมส่งผลกระทบต่อรูปแบบมหาสมุทรเหล่านี้อย่างไร

นักวิทยาศาสตร์เคยเชื่อว่าลมในชั้นบรรยากาศมีผลในการชะลอความเร็วของกระแสน้ำวน แต่การค้นพบใหม่เผยให้เห็นความสัมพันธ์ที่ละเอียดอ่อนยิ่งขึ้น

“จริงๆ แล้วมันน่าสนใจมากกว่าที่ผู้คนเคยคิดไว้เสียอีก” ฮุสเซน อาลูอี ผู้เขียนบทความซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์และนักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่ห้องปฏิบัติการพลังงานเลเซอร์ของมหาวิทยาลัยกล่าวใน ข่าวประชาสัมพันธ์“มีความไม่สมดุลอย่างเห็นได้ชัดในวิธีที่ลมส่งผลต่อการเคลื่อนไหวเหล่านี้ และมันขึ้นอยู่กับทิศทางที่ลมหมุน”

ตามที่ Aluie กล่าวไว้ ลมที่พัดแรง เช่น ลมตะวันตกและลมค้าขาย จะทำให้กระแสน้ำวนหมุนช้าลงเมื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงข้าม อย่างไรก็ตาม หากการหมุนของกระแสน้ำวนสอดคล้องกัน ลมเดียวกันนี้ก็สามารถกระตุ้นกระแสน้ำวนให้มีพลังได้

นอกจากกระแสน้ำวนแล้ว การศึกษานี้ยังเจาะลึกถึงลักษณะของมหาสมุทรที่มองเห็นได้น้อยกว่าแต่มีความสำคัญเท่าเทียมกัน ซึ่งเรียกว่ารูปแบบความเครียด แม้ว่าจะไม่สามารถแยกแยะได้ง่ายด้วยตาเปล่า แต่รูปแบบความเครียดคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานจลน์ของมหาสมุทร และได้รับอิทธิพลจากลมในชั้นบรรยากาศในลักษณะเดียวกับกระแสน้ำวน

“เส้นทางพลังงานใหม่ระหว่างบรรยากาศและมหาสมุทรที่เราค้นพบสามารถช่วยออกแบบระบบสังเกตการณ์มหาสมุทรที่ดีขึ้นและปรับปรุงแบบจำลองสภาพอากาศได้” Shikhar Rai อดีตนักศึกษาปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมเครื่องกลจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์และปัจจุบันเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล ซึ่งเป็นผู้เขียนคนแรกได้กล่าวเสริม

โมเดลที่ปรับปรุงใหม่เหล่านี้มีศักยภาพที่จะช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางภูมิอากาศได้อย่างมาก นอกจากนี้ การคาดการณ์รูปแบบสภาพอากาศของมหาสมุทรได้ดีขึ้นอาจให้ประโยชน์ในทางปฏิบัติแก่ภาคอุตสาหกรรม เช่น การประมง โดยช่วยในการพัฒนาระบบนำทางและเส้นทางเดินเรือที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

เมื่อมองไปข้างหน้า Aluie วางแผนที่จะตรวจสอบบทบาทของกระแสน้ำวนในการขนส่งพลังงานระหว่างมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศ

งานวิจัยใหม่นี้เปิดโอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับการทำความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างสภาพบรรยากาศและพฤติกรรมของมหาสมุทร ซึ่งจะปูทางไปสู่ความก้าวหน้าที่อาจส่งผลกระทบในวงกว้างต่อทั้งวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับภูมิอากาศและธุรกิจเชิงพาณิชย์