The Total Exchange Flow analysis framework computes consistent bulk values quantifying the estuarine exchange flow using salinity coordinates since salinity is the main contributor to density in estuaries and the salinity budget is entirely controlled by the exchange flow.
For deeper and larger estuaries temperature may contribute equally or even more to the density. That is why we included potential temperature as a second coordinate to the Total Exchange Flow analysis framework which allows gaining insights in the potential temperature-salinity structure of the exchange flow as well as to compute consistent bulk potential temperature and therefore heat exchange values with the ocean.
We applied this theory to the exchange flow of the Persian Gulf, a shallow, semi-enclosed marginal sea, where dominant evaporation leads to the formation of hyper-saline and dense Gulf water. This drives an inverse estuarine circulation which is analyzed with special interest on the seasonal cycle of the exchange flow. The exchange flow of the Persian Gulf is numerically simulated with the General Estuarine Transport Model (GETM) from 1993 to 2016 and validated against observations. Results show that a clear seasonal cycle exists with stronger exchange flow rates in the first half of the year. Furthermore, the composition of the outflowing water is investigated using passive tracers which mark different surface waters. The results show that in the first half of the year, most outflowing water comes from the southern coast, while in the second half most water originates from the north-western region.
Das Projekt "The stratosphere: Radiation, dynamics, and trace gases" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Princeton University, Program in Atmospheric and Oceanic Sciences durchgeführt. Wir untersuchen in diesem Projekt die Stratosphäre mit einem vereinfachten Computermodell. Die Stratosphäre wird von einer breiten Palette von Prozessen beeinflusst, und es ist sehr schwierig zu verstehen, welcher Prozess welchen Einfluss hat auf die Temperatur, Wind, chemische Prozesse, etc. Ein vereinfachtes Modell erlaubt es hingegen, einzelne Parameter unabhängig zu verändern, und so besser zu verstehen, wie welche Prozesse zusammenhängen. Es existiert bereits ein altbewährtes Computermodell für vereinfachte Studien in der Stratosphäre. Dieses Modell hat jedoch gewichtige Mängel, vor allem in der Temperaturstruktur und der saisonalen Veränderungen in der Stratosphäre. Diese Struktur ist sehr wichtig für unsere Untersuchungen, weshalb wir als erstes das altbewährte Modell verbessern müssen. Wir verwenden dazu Strahlungsrechnungen, da die Stratosphäre, im Gegensatz zur Troposphäre, relativ nahe beim Strahlungsgleichgewicht liegt. Wir können dann nicht nur bessere statische (z.B. nur Januar), sondern auch saisonal (über das ganze Jahr) bedingte Veränderungen in der Stratosphäre simulieren. Hauptziel ist es, besser zu verstehen was die wichtigsten Ursachen sind für die saisonalen Veränderungen in den tropischen Temperaturen an der Tropopause, inwiefern die Temperaturveränderungen über den Polen mit denjenigen in den Tropen zusammenhängen, und wie die wichtigsten chemischen Stoffe (CO2, Ozon, Wasserdampf) die Zirkulation und Temperatur in der Stratosphäre beeinflussen.