Rotasi bumi menghasilkan aliran di Danau Garda

Bukti pengaruh gaya Coriolis pada arus yang bersirkulasi di danau yang lebih kecil

Untuk arus dalam Gardaseewerden yang panjang dan sempit, pasukan Coriolis memainkan peran penting. © Hans Hagenaars / CC-by-sa 3.0
membacakan

Penemuan mengejutkan: Rotasi bumi tidak hanya mempengaruhi arus di lautan, tetapi bertindak bahkan di danau yang relatif kecil seperti Danau Garda di Italia, seperti yang diungkapkan sebuah penelitian. Dengan demikian, efek membelokkan rotasi bumi - gaya Coriolis - menyebabkan arah angin tertentu aliran sirkulasi di danau yang sempit tapi dalam ini. Proses ini, yang penting untuk ekologi danau, juga dapat memainkan peran yang sebelumnya dianggap remeh di danau-danau lain seperti ini, menurut para peneliti dalam jurnal ilmiah "Scientific Reports".

Gaya Coriolis berpengaruh untuk iklim Bumi dan lautan. Karena efek rotasi bumi yang mengganggu ini mengalihkan angin dan arus air di belahan bumi utara ke kanan, di belahan bumi selatan ke kiri. Sebagai contoh, gaya Coriolis menentukan ke arah mana posisi terendah badai berubah dan memengaruhi jalannya arus laut dan arus es. Bahkan di danau yang sangat besar seperti Danau Baikal atau Great Lakes di Amerika Utara, efek kekuatan Coriolis pada arus air terdeteksi.

Danau Garda sebagai objek uji

Tapi bagaimana dengan danau yang lebih kecil? Apakah kekuatan Coriolis juga berperan dalam sirkulasi? Untuk beberapa waktu, studi teoritis telah menyarankan bahwa efek rotasi bumi harus ada, setidaknya untuk danau yang panjang, sempit, dan dalam. "Tapi sejauh ini ini belum pernah diukur secara eksplisit, " jelas Sebastiano Piccolroaz dari Universitas Utrecht dan rekan-rekannya. Pada Danau Garda sepanjang 50 km dan lebar 17 km di Italia, mereka kini telah menebusnya.

Karena kedalamannya yang besar hingga 350 meter dan bentuknya yang relatif sempit, Danau Garda jarang sepenuhnya mencampurkan semua lapisan air, seperti yang dijelaskan para peneliti. Apa yang memicu ini sebagian besar terjadi pada musim semi yang beredar, tetapi sejauh ini hanya sebagian yang diklarifikasi. Untuk mengetahuinya, para peneliti mencatat suhu dan parameter air lainnya di dua stasiun pengukuran di danau selama dua tahun, selain itu mereka mengevaluasi data dari stasiun cuaca terdekat.

Aliran silang di angin utara

Ternyata selain perbedaan suhu antara permukaan dan air yang dalam, angin dan gaya Coriolis juga memainkan peran yang menentukan dalam sirkulasi di danau. "Setiap kali angin berhembus di sepanjang poros utama Danau Garda, rotasi bumi menciptakan sirkulasi sekunder, " lapor Piccolroaz dan timnya. Kekuatan Coriolis mengalihkan angin yang datang dari utara dan air ke kanan menuju barat. pameran

Distribusi suhu yang berhubungan dengan aliran di Danau Garda dengan kekuatan Coriolis (kiri) dan tanpa. Piccolroaz et al./ Laporan Ilmiah, / CC-by-sa 4.0

Bukti untuk ini diberikan oleh model geofisika di mana para peneliti mensimulasikan peristiwa sekali dengan dan tanpa rotasi bumi. "Perbedaannya mencolok: dalam kasus yang tidak berputar, sirkulasi sekunder dan dengan demikian gradien suhu lateral hilang, " kata para ilmuwan. "Sebaliknya, ketika kekuatan Coriolis terlibat, seluruh lambung sempit danau dipengaruhi oleh aliran silang yang signifikan."

Mencampur ke dasar danau

Aliran silang ini mendorong air permukaan panas ke pantai barat Danau Garda, sementara air dingin dapat naik di pantai timur, kata para peneliti. Hal ini menyebabkan gerakan Umw lzstr mung, yang mencampur danau. Terutama antara Februari dan April, ketika suhu laut terendah, sirkulasi vertikal ini bahkan dapat mencapai dasar danau pada kedalaman 350 meter, "jelas para peneliti.

Menurut para ilmuwan, contoh Danau Garda membuktikan bahwa kekuatan Coriolis memainkan peran penting tidak hanya untuk arus di perairan besar seperti lautan atau danau yang sangat besar. Sebaliknya, efek ini juga bisa relevan untuk danau kecil atau sempit. "Elemen tambahan ini sering diabaikan di perairan seperti itu, " kata Piccolroaz dan timnya. Namun, pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi ini diperlukan untuk memahami reaksi danau terhadap perubahan iklim. (Laporan Ilmiah, 2019; doi: 10.1038 / s41598-019-44730-1)

Sumber: Universit di Trento

- Nadja Podbregar