Watermassadynamiek

Watermassadynamiek is een vakgebied binnen de fysische oceanografie dat de vorming, transformatie, menging en transport van watermassa’s bestudeert. Een watermassa is een omvang water die door gemeenschappelijke eigenschappen zoals temperatuur (T), zoutgehalte (S) en densiteit (ρ) kan worden onderscheiden en vaak als coherent wordt beschouwd. De dynamiek ontstaat vooral door densiteitsverschillen, waardoor verticale en horizontale bewegingen ontstaan en grootschalige circulatiepatronen worden opgezet.

Watermassa’s ontstaan en veranderen door warmte- en zoutuitwisseling met hun omgeving, verdamping en neerslag, rivierinvoer en smeltwater. Bij koude zones kan zee-ijsvorming brine rejection veroorzaken dat het water dichter wordt. Transformatie verwijst naar de verandering van T en S als watermassa’s in contact komen met bronnen en sinks, vaak beschreven met potentiele densiteit als conservatieve eigenschap. Het herkennen en definiëren van watermassa’s gebeurt vaak via T-S-diagrammen en door gebruik van neutrale densiteitoppervlakken.

Transport en menging omvatten advection, turbulente mixing en mesoschaal-eddies, die watermassa’s langs hun routes brengen en mengen langs oppervlakken van gelijke densiteit. Observaties en methoden omvatten CTD-metingen, Argo-floats, tracers zoals koolstofisotopen en CFC’s, en numerieke modellen voor simulaties van bewegingen en transformaties.

Voorbeelden van belangrijke watermassa’s zijn onder meer NADW (North Atlantic Deep Water), AABW (Antarctic Bottom Water) en mediterraans water. De studie van watermassadynamiek heeft toepassingen in klimaatonderzoek, interpretatie van grote oceaancirculaties en regionale mariene systemen, maar staat voor uitdagingen zoals de definitie van watermassa-grenzen en de complexiteit van subgrid-scale mixing.