熱帶地區(qū)的海面溫度對(duì)熱帶地區(qū)和鄰近大陸的氣候有重大影響。例如，它們確定了熱帶輻合帶的位置以及西非季風(fēng)的開始和強(qiáng)度。因此，了解海面溫度的變化對(duì)于氣候預(yù)測(cè)很重要。到目前為止，還沒有充分解釋熱帶北大西洋海表溫度的季節(jié)性周期。GEOMAR亥姆霍茲海洋研究中心的Rebecca Hummels博士解釋說：“更準(zhǔn)確地說，海面比以前對(duì)太陽(yáng)輻射，水流和混合的直接觀測(cè)所預(yù)測(cè)的還要冷，尤其是在7月至9月的夏季。”基爾和研究的第一作者現(xiàn)在發(fā)表在自然交流。

2015年9月，德國(guó)研究船METEOR進(jìn)行了基于船的觀測(cè)，首次測(cè)量了海面以下強(qiáng)烈的湍流混合事件，該區(qū)域的混合比以前在此地點(diǎn)觀測(cè)到的混合因子高100倍。該研究的合著者M(jìn)arcus Dengler博士說：“當(dāng)我們注意到在數(shù)據(jù)處理過程中水柱中的湍流大大增強(qiáng)時(shí)，我們首先懷疑我們的傳感器有故障。” “但是當(dāng)我們還注意到海面有強(qiáng)烈的水流時(shí)，我們變得好奇了。” 準(zhǔn)確地說，此類事件可以解釋海洋表面溫度較低的原因。

Hummels博士解釋說：“我們能夠隔離這場(chǎng)持續(xù)了幾天的強(qiáng)烈混合事件的過程。” Hummels繼續(xù)說道：“這是一個(gè)所謂的慣性波，是一個(gè)非常短暫但劇烈的流動(dòng)事件。” 慣性波是水平波現(xiàn)象，其中表面的電流隨時(shí)間順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而運(yùn)動(dòng)隨著深度的增加而迅速衰減。表面和下面的層中的不同速度導(dǎo)致不穩(wěn)定，并最終在表面層中的熱水和下面的冷水之間混合。這樣的慣性波可能是由近地表風(fēng)的短暫變化引起的。到目前為止，在該地區(qū)通常只觀察到弱電流，并且一年中這個(gè)時(shí)候相當(dāng)穩(wěn)定的貿(mào)易風(fēng)并未顯示出特別強(qiáng)烈的混合事件。但是，風(fēng)的變化對(duì)于在上層海洋觸發(fā)這些波浪至關(guān)重要。風(fēng)不必特別強(qiáng)，但理想情況下應(yīng)與洋流相同的方向旋轉(zhuǎn)。由于這種風(fēng)的波動(dòng)相對(duì)較小并且僅持續(xù)幾天，因此尚無(wú)法在該區(qū)域內(nèi)通過相關(guān)的強(qiáng)混合來測(cè)量這種強(qiáng)波現(xiàn)象。

在2015年9月的“流星”巡游中發(fā)現(xiàn)此事件后，基爾的科學(xué)家們想進(jìn)一步了解此類事件的發(fā)生頻率和實(shí)際影響。“通過基于模型的數(shù)據(jù)分析，我們能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)提供背景信息，” GEOMAR海洋動(dòng)力學(xué)研究部的合著者Willi Rath博士解釋說。Rath博士補(bǔ)充說：“我們共掃描了20年的全球風(fēng)觀測(cè)資料，尋找由風(fēng)波動(dòng)引發(fā)的類似事件，并描述了它們?cè)谠摰貐^(qū)以及一年中的發(fā)生情況。” 這支持了這樣一種假說，即此類事件的時(shí)間和空間分布確實(shí)可以解釋上層海洋熱量平衡的差距。

表層底部的慣性波引起的強(qiáng)烈湍流混合對(duì)生物學(xué)也至關(guān)重要：例如，在這種情況下，冷水混入表層也將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從更深層帶入上層海洋在陽(yáng)光下。該研究的共同作者弗洛里安·舒特(FlorianSchütte)博士解釋說：“這也解釋了該地區(qū)迄今無(wú)法解釋的葉綠素水華的發(fā)生，這也可以歸因于這些慣性波的季節(jié)性增加。”

在熱帶大西洋上的船舶測(cè)量是與國(guó)際PIRATA計(jì)劃密切合作進(jìn)行的。20多年來，PIRATA 表面浮標(biāo)一直為海洋研究提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)-大氣相互作用，也用于本研究。探險(xiǎn)隊(duì)首席科學(xué)家彼得·布蘭德(Peter Brandt)教授說：“實(shí)際上，密集的混合測(cè)量是由于流星的液壓??系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的，當(dāng)時(shí)無(wú)法進(jìn)行其他測(cè)量。” 盡管浮標(biāo)和一系列的船只遠(yuǎn)征到該地區(qū)，新現(xiàn)象仍然被發(fā)現(xiàn)(有時(shí)是偶然的)，這些決定性地增進(jìn)了我們對(duì)熱帶氣候的理解。