אוקיינוגרפיה

פרופ' שלמה (סטיב) ברנר |  פרופ' ישי וינשטיין

באוקיינוגרפיה אנו לומדים וחוקרים את התהליכים שמתרחשים באוקיינוס ושמעצבים את התכונות של הסביבה הימית בעבר, בהווה ובעתיד. העובי של האוקיינוס קטן בהרבה מרדיוס כדור הארץ (כארבעה ק"מ לעומת 6,370 ק"מ), ולכן מבחינה פיזית/דינמית אפשר להתייחס למערכת ככדור המכוסה בשכבה דקה של נוזל ושמסתובב מהר. משמעות הדבר היא שלכוח הנובע מסיבוב כדה"א על צירו, המכונה כוח קוריוליס, יש תפקיד מרכזי בקביעת משטרי הזרימה באוקיינוס. כמו כן חימום דיפרנציאלי, התאדות בפני השטח וריבוד (השתנות של הטמפרטורה עם עומק) מהווים גורמים חשובים שגם מעצבים את תכונות הסביבה האוקיינית. כתוצאה מכך האוקיינוסים מגיבים במגוון רחב של סקלות הן במרחב והן בזמן. לדוגמה, בים נמצאים זרמי סילון ומערבלים בדומה למערכות לחץ סינופטיות באטמוספירה. כמו כן מסיבות שאינן ברורות לגמרי, בעשור האחרון התרחש שינוי קיצוני במקורם של המים העמוקים במזרח הים התיכון. בנוסף לתהליכים הטבעיים, בשנים האחרונות אנו עדים גם להשפעות אנתרופוגניות על המערכת כמו פיזור של מזהמים בים ממקורות יבשתיים או הפרעות בעיצוב קו החוף כתוצאה ממבנים חופיים. רק דרך הבנה מפורטת של המצב הנוכחי ושל העבר נוכל להבין את המערכת הימית ולנבא את השינויים הפוטנציאליים בעתיד.

רוב המחקרים שלנו עוסקים בפיזיקה של האוקיינוסים, והם מתמקדים בשלש מטרות עיקריות: (א) תיאור של התכונות והמאפיינים של המערכת, (ב) הבנה בסיסית של התהליכים שמעצבים את המערכת, ו-(ג) פיתוח של שיטות להדמיית וחיזוי המערכת. בהתחשבות במיקום הגיאוגרפי שלנו, רוב המחקרים שלנו מתרכזים באזור הים התיכון ובמפרץ אילת. מספר דוגמאות למחקרים פעילים כולל: פיתוח של מערכת חיזוי אוקיינוגרפית לאזורים שונים במזרח הים, לימוד משטר הזרימה במפרץ אילת, ופיזור של מזהמים בים ע"י זרמים. כלי העבודה שלנו מבוססים על שילוב בין ניתוח נתונים קיימים (בעיקר שיטות סטטיסטיות) ופיתוח/הרצת מודלים פיזיקליים. לצורכי מחקרים אלה עומדים לרשותנו מגוון רחב של נתונים ומודלים מתאימים.

מחקרים נוספים קשורים לכימיה של מי האוקיינוס ולתנועת מים בין האוקיינוס לסדימנט שבקרקעיתו. היבט מיוחד של מחקרים אלה קשור למרבצים גדולים מאד של גז טבעי (מתאן) קפוא, המצויים בתוך הסדימנט, בעומק לא רב מקרקעית הים, בחלקים גדולים מאד של האוקיינוסים. מחקרים רבים, הקשורים לשחרור של גז זה לעמודת המים ולהשלכות האפשריות של החימום הגלובלי על המאגרים הללו, נערכים בשולי האוקיינוס השקט, מפרץ מכסיקו ועוד.