Vad styr de globala havsströmmarna?
Detta är ett förslag på examensarbete för kandidat- eller masternivå vid Institutionen för marina vetenskaper. Examensarbeten vid Institutionen för marina vetenskaper görs självständigt och bedöms individuellt.
Ämne: Oceanografi
Nivå: Kandidat (15hp) eller master (45-60 hp)
Plats: Göteborg
Handledare: Fabien Roquet, Professor
Bakgrund
Den globala cirkulationen (GOC) är en långsam cirkulation på global skala som genereras av djupgående horisontella gradienter av temperatur och salthalt i havet (Cessi 2019). GOC har en struktur med två celler, där den övre cellen förbinder de konvektiva regionerna i Nordatlanten med Södra ishavet, medan den nedre cellen har sitt ursprung i den antarktiska kontinentalsockeln och fyller en stor del av djuphavet.
GOC är viktig för klimatet eftersom den ansvarar för stora transporter av värme, salt och löst kol (bland andra spårämnen) mellan ytan och havets inre och kan kopplas till klimatvariationer på decennier till årtusenden.
En olöst fråga om den globala cirkulationen har länge varit hur dess struktur och variation beror på havsbassängernas geometri, och vilken roll konvektion på höga breddgrader spelar för att kontrollera dem (Klocker et al 2023).
I synnerhet tros förekomsten av en återinträdeskanal i Södra ishavet driva en mycket djupare och kraftigare omvändningstransport än vad som annars skulle vara fallet (Shakespeare et al 2012).
Projektbeskrivning
I detta projekt kommer studenten att studera grundläggande begrepp om den globala cirkulationen, implementera analytiska modeller av GOC som finns tillgängliga i litteraturen och utforska deras grundläggande förutsägelser (t.ex. Ferrari et al. 2018). Konceptuella modeller kommer att implementeras i Python och användas för att få insikter om GOC. För ett kandidatprojekt kommer studenten att fokusera på en enklare konceptuell modell (Gnanadesikan 1999).
Färdigheter
- Utforska grundläggande begrepp inom flödesmekanik tillämpad på havet.
- Lär dig hur förenklade analytiska modeller byggs och används för att testa teorier.
- Lär dig att lösa enkla ekvationer med ett vetenskapligt programmeringsverktyg.
Kontakt
Fabien Roquet
Professor
E-post: fabien.roquet@gu.se
Referenser / Länkar
Cessi, P., 2019. The Global Overturning Circulation. Annual Review of Marine Science 11, 249–270. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-010318-095241
Ferrari, R., Nadeau, L.-P., Marshall, D.P., Allison, L.C., Johnson, H.L., 2018. A Model of the Ocean Overturning Circulation with Two Closed Basins and a Reentrant Channel. Journal of Physical Oceanography 47, 2887–2906. https://doi.org/10.1175/JPO-D-16-0223.1
Gnanadesikan, A., 1999. A Simple Predictive Model for the Structure of the Oceanic Pycnocline. Science 283, 2077–2079.
Klocker, A., Munday, D., Gayen, B., Roquet, F., LaCasce, J.H., 2023. Deep-Reaching Global Ocean Overturning Circulation Generated by Surface Buoyancy Forcing 75, 392–409. https://doi.org/10.16993/tellusa.3231
Shakespeare, C.J., Hogg, A.McC., 2012. An Analytical Model of the Response of the Meridional Overturning Circulation to Changes in Wind and Buoyancy Forcing. Journal of Physical Oceanography 42, 1270–1287. https://doi.org/10.1175/JPO-D-11-0198.