Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Gan Jianping, diretor do Centro de Pesquisa Oceânica de Hong Kong e Macau (CORE) da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (HKUST), realizou observações de campo e simulações numéricas no Mar da China Meridional (SCS) e revelou características nunca antes vistas do movimento tridimensional do oceano no SCS através da teoria geofísica da dinâmica dos fluidos.
O complexo sistema de circulação oceânica controla a conversão de energia e o transporte de massa de água no SCS, afetando posteriormente os processos biogeoquímicos, o balanço de carbono, a saúde do ambiente ecológico marinho, as mudanças climáticas regionais e o desenvolvimento econômico e social sustentável nos países e regiões vizinhas, o que explica para cerca de 22% da população mundial. Os estudos sobre a circulação e a dinâmica do SCS são considerados a base e o epítome da compreensão do SCS.
Nas últimas décadas, tem havido uma crescente atenção global à pesquisa de circulação oceânica no SCS. No entanto, a compreensão científica do movimento tridimensional da água nesta região ainda é muito limitada, ambígua e às vezes até incompreendida. Isso é causado pela falta de observações, nenhum modelo numérico confiável e conhecimento limitado dos complicados processos físicos na circulação SCS.
Até recentemente, com base em observações, simulações numéricas e raciocínio de dinâmica dos fluidos geofísicos, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. estrutura em camadas, onde as correntes giram no sentido anti-horário, horário e horário nas camadas superior, média e inferior, respectivamente.
O estudo também descobriu que as circulações rotativas de três camadas são compostas por “hotspots” dinamicamente ativos de correntes intensificadas ao longo da encosta continental íngreme que circunda a bacia profunda, em vez de uma estrutura ordenada em toda a região como anteriormente concebida. As correntes de declive são controladas principalmente pelos efeitos combinados da monção, da intrusão de Kuroshio e da topografia única, e são constantemente ajustadas e reguladas pelos processos oceânicos multiescala.
O estudo, publicado recentemente na Nature Communications, demonstrou pela primeira vez a estrutura tridimensional e o mecanismo físico da circulação do SCS e esclareceu mal-entendidos anteriores sobre o movimento da massa de água nesta região. Com base nessas descobertas, a equipe do Prof. Gan criou o WavyOcean, um sistema de simulação e visualização 3D para circulação oceânica e processos biogeoquímicos no SCS, que é validado e limitado por observações e raciocínio dinâmico.
O Prof. Gan diz que “por causa da falha na captura do ‘hotspot’ dinâmico no mar marginal, quase todos os modelos globais não podem simular com precisão a estrutura de circulação de três camadas e a física relacionada no Mar da China Meridional, mesmo com o mesmo espaço e tempo Portanto, em comparação com o oceano aberto, nossa compreensão e simulação das circulações marítimas marginais globais, forçadas por vários fatores, como topografia do fundo do mar, troca de água através de estreitos e processos dinâmicos em várias escalas, é mais desafiador do que o esperado.”
“A observação é essencial para a pesquisa oceânica. No entanto, devido às estritas limitações espaciais e temporais das observações in-situ, é muito difícil entender a estrutura das correntes oceânicas, especialmente para análise teórica da dinâmica da circulação. Experimentos numéricos ou ‘observações’ simuladas são cruciais para a pesquisa oceânica, e uma quantidade crescente de novas descobertas no oceano está agora contando com um modelo numérico que é rigorosamente validado por observações e teoria geodinâmica”, acrescentou.
Como especialista em dinâmica de fluidos geofísica computacional, o Prof. Gan acredita que a simulação numérica não é um jogo de codificação de mera entrada e saída, mas sim um processo de construção de um experimento numérico científico “requintado” e de observação. Além de simular e prever o oceano real, a modelagem numérica do oceano é uma importante ferramenta científica para entender os processos e fenômenos oceânicos e auxiliar na exploração das incógnitas.
Publicado em 18/06/2022 15h52
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