De oceanen zijn belangrijk in het regelen van het klimaat van de aarde. Ze transporteren een overschot aan warmte van de evenaar naar de noordpool. Ze doen dit via een grootschalige transportstroom, vergelijkbaar met een lopende band. Natuurkundigen proberen nu inzicht te krijgen in hoe dit principe werkt, zodat ze het klimaat beter zullen begrijpen.
|
Dit filmpje laat zien dat hoewel oceaanstromingen simpel worden voorgesteld, de weg die een waterdeeltje moet afleggen veel ingewikkelder is. Bron: www.knmi.nl |
Warmte transport.
De aarde is een bol, en de energie die wij van de zon ontvangen is niet over de hele aarde gelijk verdeeld. Aan de evenaar is de temperatuur immers hoger dan op de noordpool. Dit verschil in opwarming zorgt voor stromingen, in de eerste plaats in de atmosfeer. Deze stromingen zorgen voor een herverdeling van de warmte. Vooral het systeem van hoge- en lagedrukgebieden zoals we dat hier in Nederland vaak meemaken is een erg efficiënte manier van warmtetransport van de evenaar naar de polen.
Zwaartekracht en dichtheid? Stromingen worden in de eerste plaats gedreven door de zwaartekracht: water stroomt van hoog naar laag. Maar ook een verschil in dichtheid kan een vloeistof doen stromen. Water dat zwaarder is dan zijn omgeving zal vanzelf zinken. Verschillen in temperatuur kunnen dichtheidsverschillen veroorzaken. In de oceaan kan ook een verschil in zoutgehalte zorgen voor een verschil in dichtheid.
Maar van het totale transport van warmte van evenaar naar pool komt slechts ongeveer 60% voor rekening van de atmosfeer. De andere 40% wordt door stromingen in de oceanen meegenomen. Bij de evenaar warmt het oceaanwater op door de zon. Terwijl het dan naar de polen stroomt, geeft het die warmte langzaam weer af aan de atmosfeer, waardoor het klimaat wordt beïnvloed.
Lopende band.
Dit proces van opwarming aan de evenaar en afkoeling bij de polen vindt vooral plaats in de Noord-Atlantisch Oceaan, tussen Noord-Amerika en Europa. De golfstroom, een brede 'rivier' van snelstromend warm water, zorgt hier voor het transport van warmte.
• Als het water eenmaal bij IJsland is aangekomen, is het zo koud en dus zwaar geworden door afkoeling van de atmosfeer dat het vanzelf naar de bodem zinkt.
• Op de bodem van de oceaan aangekomen, moet het water wegstromen.
De golfstroom blijft constant nieuw water aanvoeren. dit kan alleen maar doorgaan als het water op de bodem aangekomen wegstroomt, over de zeebodem terug naar het zuiden de Atlantische Oceaan door. Het water stroomt rond Antarctica en in de Indische en Stille Oceaan komt het weer aan het oppervlak. Daar vandaan stroomt het water rond Zuid-Afrika en Zuid-Amerika terug naar IJsland. Zo zijn alle oceanen dus onderdeel van een grote transportstroom van water, vergelijkbaar met een lopende band.
Onzekerheid
Maar veel is er nog onzeker over dit plaatje. Zo wordt er nog onderzoek gedaan naar waar het water vanuit de diepzee eigenlijk weer omhoog komt. Is dat op twee locaties in de Indische en Stille oceaan, zoals in het plaatje staat aangegeven? Of gebeurt het overal in de oceaan, alsof de onderstroom water 'lekt’ naar het oppervlak.
Ook is nog onduidelijk welke natuurkundige processen er eigenlijk voor zorgen dat het water bij IJsland naar beneden zakt. Is dat omdat het water kouder wordt en wel moet zakken? Of omdat de golfstroom constant nieuw water aanvoert en dit water alleen weg kan door de diepzee in te stromen. En dan is er nog de vraag wat de invloed van deze transportstroom is op het klimaat. Je kunt je voorstellen dat als de stroom verandert, de warmte niet meer van de evenaar naar de pool wordt getransporteerd. Dan zal de evenaar dus warmer worden en de polen kouder. Maar is dat waar? En wat zal de invloed zijn op het klimaat in Nederland?
Al met al moet er nog heel veel onderzoek worden gedaan naar de grootschalige circulatie van de oceaan. In Nederland gebeurt dit vooral aan de Universiteit Utrecht, het KNMI en het Nederlands Instituut voor Onderzoek ter Zee (NIOZ).
