Neue ICON-Konfiguration ermöglicht realistischen Blick auf kleinskalige Ozeanwirbel

Bei der nun veröffentlichten Studie, an der außerdem die MPI-M-Forscher Nils Brüggemann, Peter Korn und Leonidas Linardakis beteiligt waren, lag der Fokuspunkt des Teleskopgitters im Nordatlantik, wo im Winter ausgeprägte Ozeanfronten mit submesoskaligen Wirbeln auftreten. Die Forscher zogen die Zellen einer Simulation mit global etwa vier Kilometern horizontaler Auflösung so zusammen, dass im Nordatlantik ein Gitterabstand von deutlich unter einem Kilometer erreicht werden konnte.

„Solch eine Auflösung über einen so großen Bereich ist wirklich außergewöhnlich und geht an die Grenzen dessen, was mit globalen Modellen überhaupt rechentechnisch möglich ist“, sagt Koautor Nils Brüggemann.

Realistische Variabilität

Die Simulation enthält viele submesoskalige Wirbel und zeigt eine zeitliche Variabilität im Ozean, die noch über die von vergleichbaren Simulationen anderer Teams hinausgeht.   Zudem stimmte die räumliche Variabilität gut mit Messungen der Satellitenmission Surface Water and Ocean Topography (SWOT) überein. Anhand von 50 identifizierten Ozeanfronten konnten die Forscher die Aktivität der submesoskaligen Wirbel genauer untersuchen und unter anderem feststellen, dass theoretische Abschätzungen die Stärke, mit der diese Wirbel das Wasser umwälzen, in etwa vorhersagen können. Die Autoren zeigten jedoch auch, dass diese Abschätzungen beispielsweise bei größeren mesoskaligen Wirbeln an Grenzen stoßen. Diese Wirbel schienen im Vergleich zu Ozeanfronten und den theoretischen Erwartungen wesentlich stabiler zu sein.

Die hier verwendete Konfiguration des ICON-Ozeanmodells mit Teleskopgitter hat sich laut den Autoren bei der Untersuchung submesoskaliger Wirbel bewährt. Als nächstes will das Team damit andere hochfrequente Prozesse wie interne Wellen im Südatlantik unter die Lupe nehmen.