Cabo Frio: koud water van onderen

Hoe komt het dat het water aan de kust zo’n 160 km ten oosten van de populaire stranden van Rio de Janeiro zo koud is? De uitleg dat de warme Braziliëstroom hier afbuigt, lijkt niet te kloppen. Wat is er dan aan de hand? 

Bram Kluiters (Het College in Weert) vraagt: ’In een methodeboek staat iets over Cabo Frio, ten oosten van Rio de Janeiro. De bewering luidt dat de Brazilië-stroom afbuigt en dat daardoor de Falklandstroom tot Cabo Frio kan doordringen en het hier dus kouder is. Ik heb in 6 vwo een paar heel slimme leerlingen die zijn gaan zoeken en deze stelling niet onderbouwd krijgen. Op alle atlaskaarten staan deze stromen anders afgebeeld en de klimaatdiagrammen van Cabo Frio bevestigen het verhaal evenmin. Hoe zit dit?’

De vraag is niet geologisch, maar de geoloog waagt zich er toch aan. Ook omdat het probleem vermoedelijk niet al te lastig is. Cabo Frio (‘Koude Kaap’ in het Portugees) is genoemd naar het koude zeewater voor de kust. Aan het klimaat op het land merk je daar niet veel van. Het is er maar marginaal koeler dan in het verderop gelegen Rio de Janeiro, zo tussen de 18 en 23 graden en daarmee tropisch. Dat het water voor de kust koud is, valt goed te zien in de laag Sea Surface Temperature van de Earth.nullschool.net-animatie.

Hogedrukgebied

Wat is er aan de hand in dit deel van de Atlantische Oceaan? In grote lijnen het volgende: midden in de zuidelijke Atlantische Oceaan ligt gemiddeld genomen een hogedrukgebied. Dit is de zuidelijke tegenhanger van het Azorenhoog. De lucht daalt, beweegt weg van het hogedrukgebied en krijgt daarbij een schijnbare afwijking naar links (omdat de aarde hier rechtsom draait). Dat maakt dus dat de luchtbeweging ook links om dit hogedrukgebied heen gaat. Tegen de klok in. Omdat dit gemiddeld genomen zo is en het zeewater (aan het oppervlak althans) door de wind wordt voortgedreven, gaan de zeestromen ook tegen de klok in. Iets ten zuiden van de evenaar dus van oost naar west (de Zuid-Equatoriale stroom), waarvan een deel naar het zuiden afbuigt als de relatief warme Braziliëstroom. Die splitst ook weer. Het grootste deel van het water buigt af naar links (omdat de wind dat ook doet). Het stroomt oostwaarts om het hogedrukgebied heen en sluit uiteindelijk aan bij de koude Benguelastroom, die voor de kust van zuidelijk Afrika naar het noorden stroomt. Een kleiner deel van de Braziliëstroom gaat verder zuidwaarts langs de kust en komt ongeveer ter hoogte van de monding van de Rio de la Plata de koude Falklandstroom tegen, wat daar voor een erg dynamisch milieu zorgt. Ook dit water stroom uiteindelijk naar het oosten weg.

Falklandstroom

De Falklandstroom is duidelijk de enige koude zeestroom die in de buurt van Cabo Frio zou kunnen komen. Maar als je door de tijdlijn van de Nullschool-animatie (zie earth.nullschool.net) gaat, kom je eigenlijk geen situaties tegen waarin dat het geval is (figuur 1). Wel komt de stroom soms op wat lagere breedte (dus verder naar het noorden, dichter bij de evenaar) terecht, vooral in de wintermaanden op het zuidelijk halfrond (juni-september, niet in beeld). Dit verklaart echter niet waarom het water rond Cabo Frio eigenlijk altijd wel een paar graden kouder is dan de omringende oceaan. Hoe kan dat dan? 

Diepe oceaan

De oplossing zit hem erin dat koud water niet altijd van de polen hoeft te komen. Een andere bron is de diepe oceaan, beneden de thermocline (de overgang tussen de warme bovenlaag en het koudere diepere oceaanwater). Het water in de diepe oceaan is gemiddeld veel kouder dan aan het oppervlak, zeker in de tropen. Op 1000 meter diepte zal het water hier misschien maar 7 of 8 graden warm zijn. Als dat koude water omhoog komt, heb je dus ineens veel kouder oppervlaktewater. Koud water komt niet zomaar omhoog, het heeft immers een hogere dichtheid dan warm water. Maar het kan wel stijgen als het oppervlaktewater wordt weggeblazen door de wind en dit niet meteen kan worden aangevuld. Dat is het geval bij aflandige wind. Dit leidt er op een aantal plekken in de wereld toe dat er structureel koud dieptewater opwelt, vooral waar de zeer bestendige passaatwinden aflandig staan. Bekende plekken zijn de westkusten van Afrika (Marokko en Namibië), Australië en Zuid-Amerika. Maar ook bij Cabo Frio is dit op wat kleinere schaal het geval. Hier is het weliswaar niet de klassieke Zuidoostpassaat die het verschijnsel veroorzaakt, maar de tamelijk bestendige noordwestenwind, die het gevolg is van de draaiing rond het hogedrukgebied. Dat is goed te zien op de animatie van de windsnelheid in januari 2026 (figuur 2). Een vergelijkbare situatie doet zich voor bij de Hoorn van Afrika en wellicht nog op andere plekken.