Nieuwe kaarten van zoutgehalte onthullen de impact van klimaatvariabiliteit op oceanen

[univers]

Wereldwijd zoutoppervlak 2012 en 2017

Omdat de zoutheid van oppervlaktewateren in de oceaan een sleutelvariabele is in het klimaatsysteem, is inzicht in hoe dit verandert belangrijk voor het begrijpen van klimaatverandering. Dankzij ESA's Climate Change Initiative hebben wetenschappers nu een beter inzicht in het zoutgehalte van het zeeoppervlak met de meest complete wereldwijde dataset die ooit vanuit de ruimte is geproduceerd.

Als je een enthousiaste zeezwemmer bent, heb je misschien gemerkt dat het water op sommige plaatsen zouter kan zijn dan op andere. Dit komt omdat de zoutheid van het water afhankelijk is van toevoegingen van zoet water uit rivieren, regen, gletsjers of ijskappen in de buurt, of van het verwijderen van water door verdamping.

Het zoutgehalte van het oceaanoppervlak kan vanuit de ruimte worden gevolgd met behulp van satellieten om een ​​globaal beeld te geven van de variabele patronen van het zoutgehalte van het zeeoppervlak in de oceanen.

Ongebruikelijke zoutgehaltes kunnen wijzen op het begin van extreme klimaatgebeurtenissen, zoals El Niño. Wereldwijde kaarten van het zoutgehalte van het zeeoppervlak zijn bijzonder nuttig voor het bestuderen van de watercyclus, de uitwisseling van atmosfeer en oceaan en de circulatie van de oceaan, die alle vitale componenten zijn van het klimaatsysteem dat warmte, impuls, koolstof en voedingsstoffen over de hele wereld transporteert.

Een nieuw en doorlopend project voor ESA's Climate Change Initiative (CCI) - een onderzoeksprogramma gericht op het genereren van nauwkeurige en langetermijndatasets voor 21 essentiële klimaatvariabelen, vereist door het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering en het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering - heeft de meest complete wereldwijde dataset van zee-oppervlakte zoutgehalte van de ruimte tot op heden gegenereerd.

Het project heeft tot doel de kwaliteit en lengte van de beschikbare datasets voor het monitoren van het zoutgehalte van het zeeoppervlak over de hele wereld aanzienlijk te verbeteren", zegt Susanne Mecklenburg, hoofd van ESA's klimaatkantoor. "We willen graag dat deze nieuwe dataset wordt gebruikt en getest in verschillende toepassingen, met name om ons begrip van de fundamentele rol van oceanen in het klimaat te verbeteren."

Het onderzoeksteam, geleid door Jacqueline Boutin van LOCEAN en Nicolas Reul van IFREMER, heeft gegevens van drie satellietmissies samengevoegd om een ​​wereldwijde tijdreeks te maken die negen jaar beslaat, met kaarten die elke week en elke maand worden geproduceerd met een ruimtelijke resolutie van 50 km.

Ze gebruikten waarnemingen van de helderheidstemperatuur om het zoutgehalte van het zeeoppervlak af te leiden van microgolfsensoren aan boord van de SMOS, Aquarius en Soil Moisture Active passieve satellietmissies.

Dr. Boutin zei: "Door metingen tussen de verschillende sensoren te combineren en te vergelijken, heeft het team de nauwkeurigheid van kaarten van het zoutgehalte van het zeeoppervlak met ongeveer 30% kunnen verbeteren."

Metingen van het zoutgehalte sinds de jaren 1950 geven aan dat wereldwijd de meer zoute gebieden van de oceaan zouter worden en de zoetwatergebieden frisser worden. De gegevens hiervoor zijn echter relatief grof, genomen door schepen.

Het is pas sinds het begin van de 21e eeuw dat oceaandrijvers genaamd Argo worden geïnstalleerd, gemiddeld om de 300 km, om ondergrondse zoutgehalte verticale profielen te bieden tussen ongeveer 5 m en 2000 m diepte met tussenpozen van 10 dagen.

"Het monitoren van zoutgehalte vanuit de ruimte helpt om ruimtelijke en temporele schalen op te lossen die slecht worden bemonsterd door in situ platforms die directe waarnemingen doen, en vult gaten in het waarnemingssysteem," zegt Dr Boutin.

Uitwisselingen van oceaan en atmosfeer worden aangedreven door winden over de hele wereld, evenals door uitwisselingen tussen de oppervlakte en de oceaan onder de grond als gevolg van veranderingen in de dichtheid van het water zelf. Waterdichtheid is afhankelijk van zowel temperatuur als zoutgehalte. Warm water is minder dicht dan koud water, maar zout water is dichter dan zoet water. Op diepte wordt oceaancirculatie aangedreven door verschillen in dichtheid tussen watermassa's.

Het bestuderen van de wereldwijde veranderingen in zoutgehalte aan het oceaanoppervlak kan klimaatwetenschappers helpen om uitwisselingen tussen de atmosfeer en het oceaanoppervlak en tussen het oceaanoppervlak en de diepere oceaanlagen te modelleren en verandering te voorspellen. Regionale veranderingen in zoutgehalte zijn gekoppeld aan periodieke, jaarlijkse klimaatgebeurtenissen zoals de El Niño. Zoutgehalte is ook betrokken bij de intensivering van de mondiale watercyclus.

Om de voordelen van de nieuwe dataset aan te tonen, voert ESA's CCI Sea Surface Salinity-project een aantal klimaatstudies uit. Deze zijn gericht op een beter begrip van de watercyclus in de Baai van Bengalen, een gebied dat vatbaar is voor ernstige tropische cyclonen, en in de Golf van Guinee; over het begrip van de rol van zoutgehalte in de gelaagdheid van de bovenste laag van de oceaan en het effect ervan op de lucht-zee-uitwisselingen; en over een reconstructie van de klimaatvariabiliteit in de Atlantische Oceaan die de recent waargenomen afwijking van het Noord-Atlantische zoutgehalte omvat.

Het team werkt momenteel samen met klimaatwetenschappers om de nieuwe gegevensset te vergelijken met in situ observaties van Argo-drijvers en schepen, en met de output van modellen.

https://catalogue.ceda.ac.uk/uuid/9ef0e ... ac4899ec41

http://www.esa.int/Applications/Observi ... _on_oceans