La velocità e la direzione del vento influenzano la posizione, la forma e le dimensioni di un pennacchio di fiume, un sottile strato di acqua dissalata che si forma dove un fiume sfocia nel mare. Scienziati dell'Istituto di Oceanologia. PP Shirshova ha misurato questa dipendenza direttamente per la prima volta e ha scoperto che quando la direzione del vento cambia, il pennacchio può riorganizzarsi completamente in 10-20 minuti. Il deflusso del fiume trasporta un'enorme quantità di inquinamento: prodotti petroliferi, pesticidi, metalli pesanti e detriti di plastica, la cui distribuzione nel mare è determinata dalla dinamica dei pennacchi del fiume. La ricerca è stata supportata da una sovvenzione della Russian Science Foundation (RSF).
Nel punto in cui il fiume sfocia nel mare, si forma un pennacchio di fiume - un'area ampia, ma uno strato superficiale sottile, isolato dalle acque marine sottostanti. L'acqua del fiume non si mescola immediatamente con l'acqua del mare a causa della differenza di salinità e densità, quindi si diffonde effettivamente sul mare. Nonostante il volume di tutte le acque fluviali che scorrono nell'Oceano Mondiale sia piccolo rispetto al volume delle acque marine costiere (circa 0,05%), i pennacchi fluviali occupano fino al 20% dell'intera superficie della piattaforma dell'Oceano Mondiale. I fiumi trasportano una grande quantità di sospensione minerale (minuscole particelle solide), nutrienti e inquinamento antropico dal continente all'oceano, influenzano le correnti oceaniche e la temperatura dell'acqua. Pertanto, si può affermare che i pennacchi svolgono il ruolo di collegamento tra i sistemi naturali continentali e oceanici.
Finché viene preservato l'afflusso delle acque del fiume, il pennacchio esiste costantemente, tuttavia, la sua posizione, forma e dimensione sono influenzate dalla direzione e dalla velocità del vento - il flusso d'aria praticamente "soffia via" lo strato superiore, meno denso di acqua in una direzione o nell'altra. Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno studiato attivamente la risposta dei pennacchi dei fiumi alla forza del vento, ma quasi tutto il lavoro si è basato su simulazioni numeriche. È molto difficile effettuare misurazioni dirette di come ciò avvenga in natura, e fino a poco tempo fa nessuno ha effettuato tali misurazioni, quindi molti aspetti chiave di questo processo sono rimasti sconosciuti. I primi a studiare l'effetto del vento sulla dinamica di un pennacchio di fiume sulla base di misurazioni dirette furono i dipendenti dell'Istituto di Oceanologia intitolato a V.I. PP Shirshov (Mosca) e il Centro di ricerca marina dell'Università statale di Mosca (Mosca).
Con l'aiuto di quadricotteri, gli scienziati hanno condotto un'indagine aerea quasi continua del pennacchio del fiume Bzyb, situato in Abkhazia e che sfocia nel Mar Nero. Le osservazioni sono state effettuate per tre giorni durante le ore diurne e sono state accompagnate da misurazioni della velocità e della direzione del vento una volta al minuto. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno monitorato la temperatura e la salinità dell'acqua a diverse profondità e la velocità del flusso nel pennacchio. Sulla base di questi dati, gli scienziati hanno stimato la velocità con cui il pennacchio risponde ai cambiamenti nella forza del vento e come esattamente ciò accade. In particolare, è stato possibile ricostruire la velocità del confine esterno del pennacchio con un'elevata risoluzione spaziale (dell'ordine di 10 m) senza precedenti e con una precisione fino al minuto. Si è scoperto che il confine esterno del pennacchio si muove circa 20 volte più lentamente di quanto soffia il vento e reagisce al suo cambiamento abbastanza rapidamente, entro 10-20 minuti. Se il vento è moderato (inferiore a 5 m/s), quando la sua direzione è invertita, il pennacchio viene completamente riorganizzato entro alcune ore, fino ad una variazione lungo la direzione di propagazione costiera di 180 gradi. Tuttavia, cambia solo nella parte della foce, cioè dove il fiume sfocia direttamente nel mare, e la parte esterna del pennacchio si stacca e si mescola alle acque del mare.
“Le nostre misurazioni sono fondamentali per comprendere e modellare come l'acqua del fiume scorre e si mescola con il mare e come questo processo cambia nel tempo. Per i fiumi della costa del Mar Nero e di altre aree densamente popolate, ciò è dovuto principalmente all'inquinamento antropico nella zona costiera del mare: un'enorme quantità di prodotti petroliferi, pesticidi, metalli pesanti e rifiuti di plastica viene effettuata con il deflusso del fiume . Inoltre, il deflusso continentale influisce sulla struttura idrofisica e sui processi dinamici nelle acque costiere, quindi le informazioni ottenute sono preziose per la ricerca oceanologica, climatica e ambientale", ha affermato Alexander Osadchiev, project manager nell'ambito della sovvenzione RSF, dottore in scienze fisiche e matematiche, leader Ricercatore presso l'Istituto di Oceanologia li. P.P.Shirshova.
L'importanza della ricerca condotta sta anche nel fatto che l'oggetto di osservazione era un piccolo pennacchio di fiume, formato cioè da un piccolo fiume. Nonostante il fatto che i piccoli fiumi rappresentino circa un quarto del deflusso di acqua dolce e quasi la metà del deflusso di materia sospesa nell'Oceano Mondiale, sono ancora studiati molto meno frequentemente rispetto ai pennacchi dei grandi fiumi.
Materiali utilizzati dall'articolo Response of a Small River Plume on Wind Forcing; Alexander Osadchiev, Roman Sedakov, Alexandra Barymova; Frontiere nelle scienze marine gennaio 2022
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