Hoe stormen op zee de oceaan in beweging brengen

Sta je weleens aan het strand tijdens een storm? Dan zie je de golven flink tekeergaan. Maar wat je niet ziet, is dat zo'n storm ook dieper in de oceaan energie achterlaat. Wetenschappers noemen dit soort onderwater golfbeweging "near-inertial waves": trage, ronddraaiende stromingen die ontstaan doordat de aarde draait. Ze duwen energie van de lucht de oceaan in, tot op grote diepte.

Hoe dit precies werkt bij verschillende stormen was tot nu toe niet goed bekend. Een onderzoeksteam heeft dit nu grondig onderzocht met een rekenmodel van de bovenste oceaanlaag, gevoed met weerdata van de afgelopen decennia (het zogeheten ERA5-archief). Ze bekeken stormen boven de gematigde breedtegraden, dus niet de tropische orkanen, maar de gewone stormen die ook boven Nederland kunnen razen.

Rechterkant van de storm doet het meeste werk

De onderzoekers ontdekten dat de wind het meeste energie aan het water overdraagt aan de rechterkant van het pad dat een storm aflegt. Dat komt door de combinatie van windkracht en de beweging van de storm zelf. Dit patroon lijkt op wat ook bij tropische orkanen gebeurt.

Verder bleek dat een storm de meeste energie aan de oceaan overdraagt ongeveer één dag nadat hij ontstaat. Dat is opvallend, want de storm bereikt zijn hoogste kracht meestal pas een dag later. De verklaring: tijdens het aansterken van een storm vertraagt hij, waardoor de wind minder verandert in de tijd. Tegelijk beweegt de storm richting de polen, wat het effect van de aardrotatie verandert en de wind minder goed laat aansluiten op de al aanwezige waterstroming.

Dit tijdsverschil heeft een praktisch gevolg: op de Grote Oceaan liggen de gebieden met de meeste energieoverdracht niet precies op de plek waar stormen doorgaans het zwaarst zijn, maar er net voor.

Koude sectoren maken het verschil

Bij de allersterkste stormen, de uitschieters die bijzonder veel energie overdragen, spelen kracht, snelheid en breedtegraad van de storm een minder grote rol. Wat wel opvalt bij deze extreme gevallen: ze hebben een opvallend koude sector. Dat is het deel van de storm waar koude lucht instroomt. Die kou maakt de onderste luchtlaag boven zee onstabieler, waardoor er meer beweging (windkracht) doorgegeven wordt aan het wateroppervlak.

Wat betekent dit (nog) niet: Dit is één onderzoek, gebaseerd op een rekenmodel en historische weerdata. Het zegt niets over hoe vaak zulke extreme stormen in de toekomst voorkomen, en het is geen voorspelling van klimaatverandering. Het onderzoek verklaart vooral het mechanisme: waarom sommige stormen efficiënter energie aan de oceaan doorgeven dan andere. Verder onderzoek moet uitwijzen hoe dit inzicht doorwerkt in bijvoorbeeld oceaanstromingen of het klimaatsysteem als geheel.

Bron: A storm-centered perspective of midlatitude near-inertial wave generation