دوران الأرض يولد التدفق في بحيرة غاردا

دليل على تأثير Coriolis القوة على التيارات المتداولة في البحيرات الصغيرة

بالنسبة للتيارات في غارديزويردين الضيقة الطويلة ، تلعب قوة كوريوليس دورًا مهمًا. © Hans Hagenaars / CC-by-sa 3.0
قراءة بصوت عال

اكتشاف مفاجئ: إن دوران الأرض لا يؤثر فقط على التيارات في المحيطات ، ولكنه يعمل حتى في البحيرات الصغيرة نسبيًا مثل بحيرة غاردا في إيطاليا ، كما أظهرت دراسة. تبعا لذلك ، فإن التأثير المنحرف لدوران الأرض - قوة كوريوليس - يتسبب في اتجاهات رياح معينة في تدفق دائري في هذه البحيرة الضيقة ولكن العميقة. وفقًا للباحثين في المجلة العلمية "التقارير العلمية" ، فإن هذه العملية ، التي تعد ضرورية لبيئة البحيرة ، يمكن أن تلعب دورًا تم التقليل من قيمته مسبقًا في البحيرات الأخرى من هذا النوع.

قوة كوريوليس لها تأثير على مناخ الأرض والمحيطات. لأن هذا التأثير المشتت لدوران الأرض ينحرف الرياح وتيارات المياه في نصف الكرة الشمالي إلى اليمين ، في نصف الكرة الجنوبي إلى اليسار. على سبيل المثال ، تحدد قوة كوريوليس الاتجاه الذي تتجه إليه أدنى مستويات العاصفة وتؤثر على مجرى التيارات المحيطية وانجراف الجبال الجليدية. حتى في البحيرات الكبيرة جدًا مثل بحيرة بايكال أو البحيرات العظمى في أمريكا الشمالية ، تم اكتشاف آثار قوة كوريوليس على التيارات المائية.

بحيرة غاردا ككائن اختبار

ولكن ماذا عن البحيرات الأصغر؟ هل تلعب قوة كوريوليس دورًا في الدورة الدموية؟ لبعض الوقت ، أشارت الدراسات النظرية إلى أن تأثير دوران الأرض يجب أن يكون حاضراً ، على الأقل لبحيرات طويلة ضيقة وعميقة. يوضح سيباستيانو بيكولرواز من جامعة أوتريخت وزملاؤه "لكن حتى الآن لم يتم قياس هذا بشكل صريح". على طول 50 كم وطولها حتى 17 كم في بحيرة غاردا في إيطاليا ، أصبحوا يعوضون عنها الآن.

نظرًا لعمقها الكبير الذي يصل إلى 350 مترًا وشكله الضيق نسبيًا ، نادرًا ما تخلط بحيرة غاردا جميع طبقات المياه ، كما يوضح الباحثون. ما الذي يحفز هذه الأحداث يحدث في الغالب في أحداث الربيع المتداولة ، ولكن حتى الآن تم التوضيح جزئيًا فقط. لاكتشاف ذلك ، سجل الباحثون درجات حرارة ومعلمات مياه أخرى في محطتين للقياس في البحيرة لمدة عامين ، بالإضافة إلى قيامهم بتقييم البيانات من محطات الطقس القريبة.

تدفق الصليب في الرياح الشمالية

اتضح أنه بالإضافة إلى الاختلافات في درجة الحرارة بين السطح والمياه العميقة ، تلعب قوة الرياح وكوريوليس أيضًا دورًا مهمًا في الدورة الدموية في البحيرة. "عندما تهب الرياح على طول المحور الرئيسي لبحيرة غاردا ، يخلق دوران الأرض دورة ثانوية" ، وفقًا لتقرير بيكولرواس وفريقه. تقوم قوة كوريوليس بتحويل الريح القادمة من الشمال والماء إلى اليمين باتجاه الغرب. عرض

توزيع درجات الحرارة المرتبطة بالتدفق في بحيرة غاردا مع قوة كوريوليس (يسار) وبدون. Piccolroaz et al./ Scientific Reports، / CC-by-sa 4.0

تم تقديم دليل على ذلك من خلال نموذج جيوفيزيائي قام فيه الباحثون بمحاكاة الحدث مرة واحدة مع وبدون دوران الأرض. يقول العلماء: "الفرق مذهل: في الحالة غير الدورية ، كان الدوران الثانوي وبالتالي التدرج في درجة الحرارة الجانبية مفقودًا". "على النقيض من ذلك ، عندما يتعلق الأمر بقوة كوريوليس ، يتأثر الهيكل الضيق الكامل للبحيرة بتدفق كبير".

خلط إلى أسفل البحيرة

وقال الباحثون إن هذا التدفق المتدفق يدفع المياه السطحية الساخنة إلى الشاطئ الغربي لبحيرة غاردا ، بينما يمكن أن ترتفع المياه الباردة على الشاطئ الشرقي. هذا يسبب Umw lzstr mung في الحركة ، والذي يمزج البحيرة. ويوضح الباحثون أن هذه الدورة العمودية يمكن أن تصل إلى قاع البحيرة - على عمق 350 متر - خصوصًا بين فبراير وأبريل ، عندما تكون درجة حرارة البحر منخفضة.

وفقًا للعلماء ، يثبت مثال بحيرة غاردا أن قوة كوريوليس تلعب دورًا مهمًا ليس فقط للتيارات في المسطحات المائية الكبيرة مثل المحيطات أو البحيرات الكبيرة جدًا. بدلاً من ذلك ، قد يكون هذا التأثير مناسبًا للبحيرات الصغيرة أو البحيرات الضيقة. يقول بيكولروز وفريقه: "غالبًا ما تم إهمال هذا العنصر الإضافي في مثل هذه المياه". ومع ذلك ، فإن معرفة هذه العوامل المؤثرة ضروري لفهم رد فعل البحيرات للتغيرات في المناخ. (التقارير العلمية ، 2019 ؛ دوي: 10.1038 / s41598-019-44730-1)

المصدر: جامعة ترينتو

- ناديا بودبريجار