Les océanographes calculent généralement la circulation océanique de surface à grande échelle à partir d'informations satellitaires sur le niveau de la mer en utilisant un concept appelé "géostrophie", qui décrit la relation entre les écoulements océaniques de surface et le gradient du niveau de la mer. Inversement, les chercheurs s'appuient sur les données des courantomètres dans l'eau pour mesurer les mouvements à plus petite échelle. Une nouvelle recherche menée par l'océanographe Bo Qiu de l'Université d'Hawai'i à Mānoa (UHM) a déterminé à partir de données d'observation l'échelle de longueur à laquelle l'utilisation de la hauteur au niveau de la mer n'offre plus un calcul fiable de la circulation.

Les processus en haute mer dissipent la chaleur, transportent des nutriments et ont un impact sur l'absorption de dioxyde de carbone, faisant de la circulation un moteur essentiel de l'activité biologique dans l'océan. Le mouvement de l'eau dans l'océan est déterminé par de nombreux facteurs, notamment les marées; les vents; ondes de surface; ondes internes, ceux qui se propagent dans les couches de l'océan; et les différences de température, la salinité ou la hauteur du niveau de la mer. En outre, comme les hautes et basses pressions vues sur les cartes météorologiques télévisées, l'océan est plein de remous, masses d'eau tourbillonnant lentement.

"Comme les échelles de longueur deviennent plus petites de plusieurs centaines de milles à quelques dizaines de milles, nous avons découvert le point à partir duquel l'équilibre géostrophique n'est plus valable, ce qui signifie que le niveau de la mer n'est plus utile pour le calcul de la circulation océanique, " dit Qiu, professeur à l'UHM School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Cela est dû à la présence de mouvements de vagues internes océaniques qui perturbent essentiellement le mouvement qui serait causé par la géostrophie."

Les scientifiques utilisent le niveau de la mer comme moyen de calculer la circulation océanique, car les satellites tournent quotidiennement autour de la Terre, l'acquisition de données sur le niveau de la mer fréquemment et avec précision. Avant cette étude, Publié dans Communication Nature , les océanographes savaient que le niveau de la mer peut être utilisé pour fournir une image de la circulation d'une manière générale mais pas dans les moindres détails. Cependant, le niveau de détail spécifique qui peut être fourni en utilisant cette approche n'était pas connu, jusqu'à cette étude.

Plus loin, dans les zones de l'océan avec des tourbillons persistants ou fréquents, Qiu et co-auteurs de l'Agence météorologique japonaise, Caltech et le Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont déterminé que le niveau de la mer peut être utilisé de manière fiable pour calculer la circulation à une résolution assez élevée, C'est, à des échelles de longueur assez petites (résolution de 10 milles). Cependant, dans les zones où le mouvement est dominé par des ondes internes, le niveau de la mer par satellite ne peut être utilisé que pour déduire un mouvement à très grande échelle (résolution de 125 milles).

"Cet aspect de l'étude était un peu une surprise, " a déclaré Qiu. "Je n'avais pas prévu que le point de transition varierait d'un ordre de grandeur dans l'ouest du Pacifique Nord."

À l'avenir, Qiu et ses collègues espèrent développer une approche mathématique pour créer des images plus détaillées de la circulation basées sur le niveau de la mer dans plus d'endroits à travers le Pacifique.