熱帶地區(qū)的海面溫度對熱帶地區(qū)和鄰近大陸的氣候有重大影響。例如，它們確定了熱帶輻合帶的位置以及西非季風(fēng)的開始和強度。因此，了解海面溫度的變化對于氣候預(yù)測很重要。到目前為止，還沒有充分解釋熱帶北大西洋海表溫度的季節(jié)性周期。GEOMAR亥姆霍茲海洋研究中心的Rebecca Hummels博士解釋說：“更準確地說，海面比以前對太陽輻射，水流和混合的直接觀測所預(yù)測的還要冷，尤其是在7月至9月的夏季。”基爾和研究的第一作者現(xiàn)在發(fā)表在自然交流。

2015年9月，德國研究船METEOR進行了基于船的觀測，首次測量了海面以下強烈的湍流混合事件，該區(qū)域的混合比以前在此地點觀測到的混合因子高100倍。該研究的合著者Marcus Dengler博士說：“當我們注意到在數(shù)據(jù)處理過程中水柱中的湍流大大增強時，我們首先懷疑我們的傳感器有故障。” “但是當我們還注意到海面有強烈的水流時，我們變得好奇了。” 準確地說，此類事件可以解釋海洋表面溫度較低的原因。

Hummels博士解釋說：“我們能夠隔離這場持續(xù)了幾天的強烈混合事件的過程。” Hummels繼續(xù)說道：“這是一個所謂的慣性波，是一個非常短暫但劇烈的流動事件。” 慣性波是水平波現(xiàn)象，其中表面的電流隨時間順時針旋轉(zhuǎn)，而運動隨著深度的增加而迅速衰減。表面和下面的層中的不同速度導(dǎo)致不穩(wěn)定，并最終在表面層中的熱水和下面的冷水之間混合。這樣的慣性波可能是由近地表風(fēng)的短暫變化引起的。到目前為止，在該地區(qū)通常只觀察到弱電流，并且一年中這個時候相當穩(wěn)定的貿(mào)易風(fēng)并未顯示出特別強烈的混合事件。但是，風(fēng)的變化對于在上層海洋觸發(fā)這些波浪至關(guān)重要。風(fēng)不必特別強，但理想情況下應(yīng)與洋流相同的方向旋轉(zhuǎn)。由于這種風(fēng)的波動相對較小并且僅持續(xù)幾天，因此尚無法在該區(qū)域內(nèi)通過相關(guān)的強混合來測量這種強波現(xiàn)象。

在2015年9月的“流星”巡游中發(fā)現(xiàn)此事件后，基爾的科學(xué)家們想進一步了解此類事件的發(fā)生頻率和實際影響。“通過基于模型的數(shù)據(jù)分析，我們能夠為現(xiàn)場觀測提供背景信息，” GEOMAR海洋動力學(xué)研究部的合著者Willi Rath博士解釋說。Rath博士補充說：“我們共掃描了20年的全球風(fēng)觀測資料，尋找由風(fēng)波動引發(fā)的類似事件，并描述了它們在該地區(qū)以及一年中的發(fā)生情況。” 這支持了這樣一種假說，即此類事件的時間和空間分布確實可以解釋上層海洋熱量平衡的差距。

表層底部的慣性波引起的強烈湍流混合對生物學(xué)也至關(guān)重要：例如，在這種情況下，冷水混入表層也將營養(yǎng)物質(zhì)從更深層帶入上層海洋在陽光下。該研究的共同作者弗洛里安·舒特(FlorianSchütte)博士解釋說：“這也解釋了該地區(qū)迄今無法解釋的葉綠素水華的發(fā)生，這也可以歸因于這些慣性波的季節(jié)性增加。”

在熱帶大西洋上的船舶測量是與國際PIRATA計劃密切合作進行的。20多年來，PIRATA 表面浮標一直為海洋研究提供有價值的數(shù)據(jù)-大氣相互作用，也用于本研究。探險隊首席科學(xué)家彼得·布蘭德(Peter Brandt)教授說：“實際上，密集的混合測量是由于流星的液壓??系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的，當時無法進行其他測量。” 盡管浮標和一系列的船只遠征到該地區(qū)，新現(xiàn)象仍然被發(fā)現(xiàn)(有時是偶然的)，這些決定性地增進了我們對熱帶氣候的理解。