Windsnelheid en -richting beïnvloeden de positie, vorm en grootte van een rivierpluim, een dunne laag ontzilt water die zich vormt waar een rivier in zee uitmondt. Wetenschappers van het Instituut voor Oceanologie. P.P. Shirshova mat deze afhankelijkheid voor het eerst rechtstreeks en ontdekte dat wanneer de windrichting verandert, de pluim zichzelf in 10-20 minuten volledig kan herschikken. Afvloeiing van rivieren brengt een enorme hoeveelheid vervuiling met zich mee - olieproducten, pesticiden, zware metalen en plastic afval, waarvan de verspreiding in de zee wordt bepaald door de dynamiek van rivierpluimen. Het onderzoek werd ondersteund door een subsidie van de Russian Science Foundation (RSF).
Op de plaats waar de rivier in zee uitmondt, wordt een rivierpluim gevormd - een groot oppervlak, maar een dunne oppervlaktelaag, geïsoleerd van het onderliggende zeewater. Rivierwater vermengt zich niet direct met zeewater door het verschil in zoutgehalte en dichtheid, waardoor het zich als het ware over de zee verspreidt. Ondanks het feit dat het volume van al het rivierwater dat de Wereldoceaan instroomt klein is in vergelijking met het volume van het kustzeewater (ongeveer 0,05%), beslaan rivierpluimen tot 20% van het gehele schapoppervlak van de Wereldoceaan. Rivieren voeren een grote hoeveelheid minerale suspensie (kleine vaste deeltjes), voedingsstoffen en antropogene vervuiling van het continent naar de oceaan, beïnvloeden de oceaanstromingen en de watertemperatuur. Daarom kan worden gezegd dat pluimen de rol spelen van een schakel tussen continentale en oceanische natuurlijke systemen.
Zolang de instroom van rivierwater behouden blijft, bestaat de pluim constant, maar zijn positie, vorm en grootte worden beïnvloed door de richting en snelheid van de wind - de luchtstroom "blaast" praktisch de bovenste, minder dichte laag van water in de ene of de andere richting. In de afgelopen decennia hebben wetenschappers actief de reactie van rivierpluimen op windforcering bestudeerd, maar bijna al het werk was gebaseerd op numerieke simulaties. Het is erg moeilijk om direct te meten hoe dit precies in de natuur gebeurt, en tot voor kort heeft niemand dergelijke metingen gedaan, dus veel belangrijke aspecten van dit proces bleven onbekend. De eersten die het effect van wind op de dynamiek van een rivierpluim bestudeerden op basis van directe metingen waren medewerkers van het Instituut voor Oceanologie genoemd naar V.I. P.P. Shirshov (Moskou) en het Marine Research Center van de Staatsuniversiteit van Moskou (Moskou).
Met de hulp van quadrocopters voerden wetenschappers een bijna continu luchtonderzoek uit van de pluim van de Bzyb-rivier, gelegen in Abchazië en uitmondend in de Zwarte Zee. Waarnemingen werden gedurende drie dagen overdag uitgevoerd en gingen vergezeld van metingen van windsnelheid en -richting eenmaal per minuut. Tegelijkertijd volgden de onderzoekers de temperatuur en het zoutgehalte van het water op verschillende diepten en de stroomsnelheid in de pluim. Op basis van deze gegevens schatten wetenschappers hoe snel de pluim reageert op veranderingen in windforcering en hoe dit precies gebeurt. In het bijzonder was het mogelijk om de snelheid van de buitengrens van de pluim te reconstrueren met een ongekend hoge ruimtelijke resolutie (in de orde van 10 m) en met een nauwkeurigheid tot op een minuut. Het bleek dat de buitenste rand van de pluim ongeveer 20 keer langzamer beweegt dan de wind waait, en vrij snel reageert op de verandering ervan, binnen 10-20 minuten. Als de wind matig is (minder dan 5 m/s), wordt de pluim, wanneer de richting wordt omgekeerd, binnen enkele uren volledig herschikt, tot een verandering langs de kustrichting van voortplanting met 180 graden. Het verandert echter alleen in het mondgedeelte, dat wil zeggen, waar de rivier direct in de zee stroomt, en het buitenste deel van de pluim breekt af en vermengt zich met zeewater.
“Onze metingen zijn van fundamenteel belang om te begrijpen en te modelleren hoe rivierwater in zee stroomt en zich vermengt met de zee en hoe dit proces in de loop van de tijd verandert. Voor de rivieren van de kust van de Zwarte Zee en andere dichtbevolkte gebieden is dit vooral te wijten aan antropogene vervuiling in de kustzone van de zee: een enorme hoeveelheid olieproducten, pesticiden, zware metalen en plastic afval worden met rivierafvoer afgevoerd . Bovendien beïnvloedt continentale afvoer de hydrofysische structuur en dynamische processen in kustwateren, dus de verkregen informatie is waardevol voor oceanologisch, klimatologisch en milieuonderzoek”, zegt Alexander Osadchiev, projectmanager onder de RSF-beurs, doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen, leidend Onderzoeker aan het Instituut voor Oceanologie hen. P.P. Shirshova.
Het belang van het uitgevoerde onderzoek ligt ook in het feit dat het object van observatie een kleine rivierpluim was, dat wil zeggen gevormd door een kleine rivier. Ondanks het feit dat kleine rivieren goed zijn voor ongeveer een kwart van de afvoer van zoet water en bijna de helft van de afvoer van zwevende stoffen naar de Wereldoceaan, worden ze nog steeds veel minder vaak bestudeerd dan de pluimen van grote rivieren.
Gebruikte materialen uit het artikel Reactie van een kleine rivierpluim op windkracht; Alexander Osadchiev, Roman Sedakov, Alexandra Barymova; Grenzen in de mariene wetenschap januari 2022
bbabo.Net