Circulația Walker - Walker circulation

O diagramă schematică a cvasi-echilibrului și a fazei La Niña ale oscilației sudice. Circulația Walker se vede la suprafață ca est , vanturi comerciale care apa mișcare și aer încălzit de soare spre vest. Partea vestică a Pacificului ecuatorial este caracterizată de vreme caldă și umedă cu presiune scăzută, deoarece umezeala colectată este aruncată sub formă de taifunuri și furtuni. Oceanul este cu aproximativ 60 cm mai înalt în vestul Pacificului ca urmare a acestei mișcări. Apa și aerul sunt returnate spre est. Ambele sunt acum mult mai reci, iar aerul este mult mai uscat. Un episod El Niño se caracterizează printr-o defalcare a acestui ciclu al apei și aerului, rezultând apă relativ caldă și aer umed în estul Pacificului.

Circulația Walker , de asemenea , cunoscut sub numele de celula Walker , este un model conceptual al fluxului de aer la tropice în atmosfera inferioară ( troposferă ). Conform acestui model, coletele de aer urmează o circulație închisă în direcțiile zonale și verticale. Această circulație, care este aproximativ consistentă cu observațiile, este cauzată de diferențele de distribuție a căldurii între ocean și uscat. A fost descoperit de Gilbert Walker . Pe lângă mișcările în direcția zonală și verticală, atmosfera tropicală are și o mișcare considerabilă în direcția meridională , ca parte, de exemplu, a circulației Hadley .

Termenul „circulație Walker” a fost inventat în 1969 de meteorologul norvegian-american Jacob Bjerknes .

Metodologia lui Walker

Gilbert Walker a fost un matematician aplicat stabilit la Universitatea din Cambridge când a devenit director general al observatoarelor din India în 1904. În timp ce era acolo, a studiat caracteristicile musonului din Oceanul Indian , eșecul căruia ploile aduseseră foamete severă în țară. în 1899. Analizând cantități mari de date meteo din India și din restul lumii, în următorii cincisprezece ani a publicat primele descrieri ale marii oscilații a oscilației presiunii atmosferice între Oceanul Indian și Pacific și corelația acesteia cu temperatura și precipitațiile modele pe o mare parte din regiunile tropicale ale Pământului, inclusiv India. De asemenea, a lucrat cu Departamentul Meteorologic Indian, în special în legătura musonului cu fenomenul Oscilației Sudice. În 1911 a fost însoțit de Ordinul Stelei Indiei .

Walker a stabilit că scara de timp a unui an (folosită de mulți care studiază atmosfera) nu este adecvată, deoarece relațiile geospațiale ar putea fi complet diferite în funcție de sezon. Astfel, Walker și-a rupt analiza temporală în decembrie-februarie, martie-mai, iunie-august și septembrie-noiembrie.

Walker a selectat apoi o serie de „centre de acțiune”, care includeau zone precum Peninsula Indiană. Centrele se aflau în inimile regiunilor cu presiuni permanente sau sezoniere ridicate și scăzute. El a adăugat, de asemenea, puncte pentru regiunile în care precipitațiile, vântul sau temperatura au fost un control important.

El a examinat relațiile dintre valorile de presiune și precipitații de vară și de iarnă, concentrându-se mai întâi pe valorile de vară și de iarnă și, mai târziu, extinzându-și lucrările la primăvară și toamnă.

El concluzionează că variațiile de temperatură sunt în general guvernate de variațiile de presiune și precipitații. Se sugerase anterior că petele solare ar putea fi cauza variațiilor de temperatură, dar Walker a argumentat împotriva acestei concluzii, arătând corelații lunare ale petelor solare cu temperatura, vânturile, acoperirea norilor și ploaia care erau inconsistente.

Walker și-a propus să publice toate rezultatele corelației sale, atât relațiile considerate importante, cât și relațiile care s-au dovedit a fi lipsite de importanță. El a făcut acest lucru în scopul descurajării cercetătorilor de a se concentra asupra corelațiilor care nu existau.

Efecte oceanice

Temperaturi medii ecuatoriale din Pacific
Grafic care prezintă o termoclină a oceanului tropical (adâncime vs. temperatură). Rețineți schimbarea rapidă între 100 și 1000 de metri. Temperatura este aproape constantă după 1500 de metri adâncime.

Circulațiile Walker din bazinele tropicale indiene, Pacific și Atlantic au ca rezultat vânturi de suprafață de vest în nordul verii în primul bazin și vânturi de est în al doilea și al treilea bazin. Ca rezultat, structura temperaturii celor trei oceane prezintă asimetrii dramatice. Pacificul și Atlanticul ecuatorial au ambele temperaturi de suprafață reci în nordul verii în est, în timp ce temperaturile de suprafață mai reci predomină doar în vestul Oceanului Indian. Aceste modificări ale temperaturii suprafeței reflectă modificările adâncimii termoclinei.

Modificările circulației Walker cu timpul apar împreună cu modificările temperaturii suprafeței. Unele dintre aceste schimbări sunt forțate extern, cum ar fi mutarea sezonieră a Soarelui în emisfera nordică vara. Alte modificări par a fi rezultatul feedback-ului cuplat ocean-atmosferă în care, de exemplu, vânturile de est determină scăderea temperaturii suprafeței mării în est, sporind contrastul de căldură zonal și, prin urmare, intensificând vânturile de est de-a lungul bazinului. Aceste esturi îmbunătățite induc o creștere ecuatorială mai mare și ridică termoclina în est, amplificând răcirea inițială de către sud. Acest feedback cuplat ocean-atmosferă a fost propus inițial de Bjerknes. Din punct de vedere oceanografic, limba rece ecuatorială este cauzată de vânturile de est. Dacă clima pământului ar fi simetrică cu ecuatorul, vântul ecuatorial ar dispărea, iar limba rece ar fi mult mai slabă și ar avea o structură zonală foarte diferită decât se observă astăzi. Celula Walker este indirect legată de revărsarea în largul coastelor Peru și Ecuador . Aceasta aduce la suprafață apă rece bogată în substanțe nutritive , crescând stocurile de pescuit.

El Niño

Articol principal: Oscilația sudică El Niño

Circulația Walker este cauzată de forța gradientului de presiune care rezultă dintr-un sistem de înaltă presiune peste estul Oceanului Pacific și un sistem de presiune scăzută peste Indonezia . Circulația Walker provoacă o revărsare a apei de mare adânci reci, răcind astfel suprafața mării. El Niño rezultă atunci când această circulație scade sau se oprește, deoarece circulația afectată sau inhibată face ca suprafața oceanului să se încălzească la temperaturi peste medie. O circulație marcat crescută a lui Walker provoacă un La Niña prin intensificarea revărsării apei reci de mare adâncă; care raceste suprafata marii la temperaturi sub medie.

Un studiu științific publicat în mai 2006 în revista Nature indică faptul că circulația Walker a încetinit de la mijlocul secolului al XIX-lea. Autorii susțin că încălzirea globală este un factor cauzal probabil în slăbirea modelului de vânt. Cu toate acestea, un studiu din 2011 din The Twentieth Century Reanalysis Project arată că, în afară de ciclurile de oscilare sudică El Niño, viteza generală și direcția circulației Walker au rămas constante între 1871 și 2008.

Vezi si

Referințe

Citate în linie