Mode Water Wilco Hazeleger

Het klimaat verandert. Behalve de gelijkmatige temperatuurstijging door het versterkte broeikaseffect zijn er schommelingen van enkele tot tientallen jaren (decadale variabiliteit). Klimatologen en oceanografen vragen zich af waar die schommelingen vandaan komen. Oceanen spelen mogelijk een grote rol in deze langzame natuurlijke klimaatvariaties. Een van de processen waardoor decadale variabiliteit kan ontstaan is de wisselwerking tussen oceaan en atmosfeer en de vorming van zogenaamd "Mode Water". Om dit toe te lichten wordt hieronder eerst de stroming in de Noord Atlantische Oceaan beschreven, daarna wordt uitgelegd wat Mode Water eigenlijk is.

Subtropische Gyre en Golfstroom

In de Noord Atlantische Oceaan stroomt het meeste water met de klok mee (zie Figuur 1). Deze circulatiecel wordt de subtropische "gyre" genoemd. Aan de westkant van de gyre stroomt water het snelst. Dit is de bekende Golfstroom (Figuur 2). Die voert warm en zout water vanuit de tropen naar het noorden en oosten.

Het warme Golfstroom water (Figuur 2) komt aan de noordrand van de gyre in contact met koude lucht die vanaf het Amerikaanse continent blaast. Hierdoor koelt het water aan het oppervlak af, het wordt zwaarder en zal zinken (het omgekeerde van een luchtbalon). Dat zinken gaat gepaard met heftig mengende bewegingen. Het gevolg is dat het oppervlaktewater in de winter langs de Golfstroom heel goed gemengd is. De wind en de golven helpen ook een handje mee aan het mengen. Als men hier een thermometer afzakt in de oceaan verandert de temperatuur de eerste 200 meter nauwelijks.

Mode Water

Wanneer het water vanaf de noordrand van de gyre naar het zuiden stroomt, duikt het (nu koudere) water onder het veel warmere (en dus lichtere) oppervlakte water. Dit water is goed te herkennen in doorsnedes van temperatuur in de Atlantische oceaan. Een groot volume van goed gemengd en dus homogeen water is zichtbaar onder het oceaanoppervlak in Figuur 3. Dit water wordt Mode Water genoemd ( de term "mode" komt uit de statistiek, er is veel water met een bepaald eigenschappen, statistisch is dat een "mode") .

Figuur 3: Doorsnede van de temperatuur in de Noord Atlantische Oceaan van Cape Hatteras (VS) naar Gibraltar Tussen 100 en 500 meter diepte aan de linkerzijde van de figuur is het Mode Water zichtbaar dat een temperatuur van 18 graden Celsius heeft. Verder is nog een koude wervel zichtbaar (de uitstulping aan de linkerzijde van de figuur) (bron: Atlantic section atlas).

Omdat het water onder het oppervlak zit "voelt" het de atmosferische variaties niet meer. Het water behoudt zijn eigenschappen tijdens zijn reis van de noordkant van de gyre naar het westen. Buiten de Golfstroom stroomt het water langzaam. De reis van de noordkant van de gyre naar de westkant duurt ongeveer 10 jaar. Bij Florida kan het water weer omhoog komen. Dat water heeft eigenschappen van water dat 10 jaar geleden, duizenden kilometers naar het noordoosten aan het oppervakte was. Het Mode Water kan dus klimaatsignalen transporteren. Zo kan de oceaan als geheugen fungeren voor klimaatveranderingen.

In modellen die de oceaancirculatie simuleren wordt gekeken hoe het Mode Water precies onder het oppervlak duikt. Er wordt ook gekeken wat de invloed van de atmosferische variabiliteit (bijvoorbeeld de NAO ) is op Mode Water formatie. Het beeld dat tot nu toe geschetst is, is erg gesimplificeerd. Figuur 2 laat zien dat de oceaan vol zit met wervels (eddies). Er wordt ook onderzocht hoe zulke wervels het Mode Water beinvloeden.

(terug )