1. Oceaanstromen begrijpen en voorspellen

Onbestendigheid van stromen

Foto: Stan Shebs/Wikimedia Commons

Bij het plannen van een vakantie in een vreemd land is het handig om te weten hoe het klimaat (het gemiddelde weer op lange termijn) is. Wat je doet en hoe je je moet kleden op een bepaalde dag hangt hoogstwaarschijnlijk af van het weer op die dag.

Hetzelfde geldt voor oceaanstromen. Kennis van de gemiddelde stroming en voornaamste oceaanstromen is belangrijk voor het begrijpen van ecosystemen of de rol van de oceaan in het globale klimaat, maar wat vaak van belang is, is hoe de stroming varieert rond deze langetermijn gemiddelden, of de sterkte en richting van de stroom op een bepaalde plaats op een bepaald tijdstip.

  Foto: V. Byfield/Cape Farewell

Om nauwkeurige voorspellingen te doen over oceaanstromen hebben we gegevens nodig van een reeks bronnen (satellieten, schepen, boeien, vlotten), die ons vertellen wat de toestand van de oceaan is op dit moment.

We hebben ook een model van het oceaansysteem nodig gebaseerd op ons inzicht in de verschillende krachten die de stroming van water in de zee voortdrijven en vormen. De volgende hoofdstukken gaan dieper op deze krachten in, maar hier volgt een korte samenvatting.

Krachten die de stroming van oceaanstromen stuwen

De wind duwt tegen de zeespiegel en veroorzaakt een stroom met de wind mee, die afneemt met de diepte. Deze door wind gestuwde stromen worden beïnvloed door de draaiing van de aarde en de vorm van de oceaanbassins en regelen de stroming in de bovenste paar honderd tot duizend meter van de oceaan. Ze beïnvloeden het regionale klimaat, vormen de basis voor grote mariene ecosystemen en visserijen die ervan afhankelijk zijn, en ze zijn belangrijk voor scheepsroutes en transport van vervuilende stoffen. Deze zijn het onderwerp hoofdstuk 2.

Verschillen in dichtheid veroorzaakt door verschillen in temperatuur en zoutgehalte brengt een verticale circulatie op gang die warmte transporteert van de tropen naar de polen. Het koude, zoute oppervlaktewater zinkt bij hoge geografische breedtes en wordt vervangen door warm water vanuit de tropen. Deze "wereldwijde oceaantransportband" is ook verantwoordelijk voor het vervoeren van koolstofdioxide uit de atmosfeer en het oceaanoppervlak naar de diepe oceaan, waar het gedurende honderden jaren opgeborgen wordt. De wereldwijde transportband en de rol ervan in het klimaat van de aarde is het onderwerp van hoofdstuk 3.

Getijden, die door de maan en de zon gegenereerd worden, veroorzaken getijdenstromen die in bepaalde gebieden meerdere knopen kunnen bereiken. Langs de kust en in ondiepe zeeën vormen getijdenstromen gewoonlijk de overheersende bijdrage tot de stroming. Dus het voorspellen ervan is belangrijk, bijvoorbeeld voor navigatiekanalen van schepen in en uit grote havens.

Rivierstroming kan ook een sterk effect hebben op lokale stromen, wat belangrijk kan zijn voor de beweging van sedimenten en verontreinigende stoffen. Rivieren hebben ook een invloed op de nabijgelegen kusthabitats door het zoutgehalte van het water te verlagen en vaak nog belangrijker door sedimenten, plantvoedingsstoffen en verscheidene verontreinigende stoffen van land in de zee te transporteren. Het effect van grote rivieren, zoals de Amazone en de Congo, kan honderden kilometers verwijderd van de riviermonding waargenomen worden. Getijden en rivieren zijn de onderwerpen van hoofdstuk 5.

De stromen die wij meten zijn het resultaat van de wisselwerking tussen al deze krachten. Ze worden ook beïnvloed door de draaiing van de aarde, door de bathymetrie (diepte en vorm van de zeebodem) en de vorm van de kusten.

Of wij in staat zijn nuttige voorspellingen te doen hangt af van ons begrip van hoe al deze factoren op elkaar inwerken om de stroming van water door de oceanen en langs onze kusten te regelen.