Теплое сердечниковое кольцо

Кольцо с теплым ядром — это тип мезомасштабного вихря , который образуется и отрывается от океанского течения , такого как Гольфстрим или течение Куросио . Кольцо представляет собой независимую систему циркуляции теплой воды, которая может сохраняться в течение нескольких месяцев, прежде чем потеряет свою отличительную индивидуальность. ^{[ 1 ]} Теплые кольца ядра можно обнаружить с помощью инфракрасных спутников или аномалий высоты моря, возникающих в результате их легкого распознавания на фоне окружающих более холодных вод. Кроме того, теплые центральные кольца отличаются еще и низким уровнем биологической активности. Считается, что этот тип системы помог превратить несколько ураганов, в первую очередь ураган Катрина , в значительно более сильные штормы из-за обилия более теплой океанской воды, достигающей значительной глубины. ^{[ 2 ]} что, в свою очередь, подпитывает и усиливает ураган. Кольца с теплым ядром также известны тем, что влияют на дикую природу, поскольку способны переносить дикую природу из обычно теплых вод в районы, где обычно преобладают холодные воды.

Формирование и движение

Формирование

В целом кольца теплого ядра формируются как меандр сильного океанического течения. Обычно они образуются, когда сильный меандр океанического течения создает «петлю», замыкаясь на меандре, в результате чего образуется независимая система.

Движение

Кольца будут дрейфовать на запад-юго-запад со скоростью 3–5 км/день в течение нескольких месяцев до года. ^{[ 3 ]} Кольца всегда вращаются по часовой стрелке из-за направления Гольфстрима и могут достигать скорости вращения до 1 м/с. ^{[ 1 ]} Обычно кольца теплого ядра не могут переместиться на континентальный шельф, поскольку они достигают глубины морского дна на шельфе более чем на 1000 метров, но могут приближаться к шельфу. ^{[ 4 ]}

Рассеяние

Кольца с теплым ядром часто поглощаются Гольфстримом, но они также могут распасться и сами по себе, если переместятся на континентальный шельф. ^{[ 1 ]} Жизнеспособность теплых колец ядра может зависеть от региона формирования в пределах Гольфстрима, сезона формирования в году, широты образования и их близости к цепи подводных гор Новой Англии. ^{[ 5 ]}

Обнаружение и отслеживание

Кольца с теплым ядром легко наблюдать в Мексиканском заливе или в других местах с помощью инфракрасных изображений спутников метеорологических . ^{[ 4 ]} Поскольку температура океанской воды в кольце значительно выше, чем в окружающих водах, эти кольца легко видны на инфракрасных изображениях. Это в сочетании с моделями движения колец позволяет хорошо проработать отслеживание колец. Поскольку кольца с теплым ядром содержат теплую воду на значительной глубине, инфракрасные спутники могут различать температуру, в отличие от колец с холодным ядром , которые нелегко обнаружить из-за быстрого нагрева воды в холодном кольце. Теплые кольца ядра обнаруживаются также по аномалиям высоты морской поверхности. Поскольку теплая вода при расширении занимает больше места, чем холодная, большое количество теплой воды вызывает апвеллинг на высоте моря, который можно обнаружить буями. ^{[ 6 ]}

Побочные эффекты

Усиление ураганов

Теплые кольца ядра были связаны с усилением нескольких ураганов, проходящих над их местоположением. Поскольку высокая температура поверхности моря , а также более теплая вода на большей глубине являются основными факторами, усиливающими ураган , теплые кольца ядра приводят к значительному усилению этих штормов.

Примечательно, что ураган Опал прошел по кольцу и незадолго до выхода на берег внезапно увеличил скорость ветра со 110 миль в час до 135 миль в час, эта тенденция также наблюдалась в урагане Аллен и урагане Камилла . ^{[ 7 ]} Есть свидетельства того, что ураган Катрина и ураган Рита , оба заметных шторма, достигшие 5-й категории интенсивности, а также ураган Иван также были усилены теплыми кольцами ядра. ^{[ 3 ]}

Воздействие на дикую природу

Кольца с теплым ядром обычно содержат гораздо меньше биологических образцов, чем окружающий океан. Когда кольца приближаются к континентальному шельфу, на него влияют прибрежные течения, которые могут привести к дрейфу организмов на шельф, которых обычно там не было бы. Фактически, существуют человеческие свидетельства о морских черепахах и тропических рыбах, которые обычно живут в гораздо более теплых водах, приближающихся к прибрежному шельфу из-за глубоких и теплых вод теплого центрального кольца. ^{[ 4 ]}

Ущерб морскому бурению

Из-за течений вокруг колец с теплыми сердечниками, скорость которых достигает почти 5 миль в час, кольца с теплыми стержнями могут повредить морские нефтяные платформы и увеличить риск аварий. ^{[ 4 ]}

Личиночный транспорт

Жизненный цикл многих видов рыб включает две отдельные среды обитания. Взрослые особи живут в более теплых водах с умеренным климатом к югу от мыса Хаттерас, Северная Каролина, а молодые особи обитают в устьях более прохладных вод к северу от мыса Хаттерас. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Теплые сердцевинные кольца играют важную роль в транспортировке личинок между двумя средами обитания. Такие виды, как луфарь (Pomatomus saltatrix) и жемчужная рыба-бритва (Xyrichtys novacula), нерестятся у западного края Гольфстрима, к югу от мыса Хаттерас. ^{[ 8 ]} Из-за сближения Гольфстрима с юга и более прохладного прибрежного течения с севера большая часть воды вокруг мыса Хаттерас впадает в Гольфстрим. ^{[ 9 ]} Личинки, выпущенные вблизи этого места схождения, уносятся Гольфстримом и течет на север. Поскольку личинки планктонны , они не заплывают в центр Гольфстрима, а держатся у западного края. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Это полезно, когда образуются теплые кольца сердцевины. Теплые кольца ядра образуются, когда гребень меандра отрывается от Гольфстрима. Любые личинки на гребне меандров затем захватываются теплым ядром кольца. ^{[ 9 ]} Как только кольцо теплого ядра разрывается, оно движется на юго-запад к побережью. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Взаимодействие между кольцами теплого ядра и континентальным шельфом приводит к ослаблению кольца и позволяет личинкам ускользнуть и продолжить путь к близлежащим эстуариям . Теплые кольца ядра, образовавшиеся вдоль северо-восточных штатов, могут сохраняться от 4 до 5 месяцев. ^{[ 12 ]} За это время личинки растут настолько, что к моменту достижения устьев уже способны уплыть из теплого ядра в устья.

См. также

Кольцо с холодным ядром - тип океанического вихря.
Ураган Катрина - ураган 5-й категории в Атлантике в 2005 г.
Ураган Рита - ураган 5-й категории в Атлантике в 2005 г.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Статья Университета Прибрежной Каролины о формировании колец» . Колледж естественных и прикладных наук . Проверено 20 апреля 2011 г.
^ Кафатос, Менас; Дунлянь Сунь; Ритеш Гаутам; Зафер Бойбейи; Жуйсинь Ян; Гвидо Червоне1 (1 сентября 2006 г.). «Роль аномально теплых вод залива в усилении урагана Катрина» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 33 (17). Бибкод : 2006GeoRL..3317802K . дои : 10.1029/2006GL026623 . S2CID 54490765 . Проверено 27 апреля 2011 г. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Мастерс, Джеффри (2011). «Петлевое течение Мексиканского залива: учебник для начинающих» . Weather Underground, Inc. Проверено 20 апреля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Ветровые поверхностные течения: кольца» . НАСА . Проверено 20 апреля 2011 г.
^ Сильва, Э. Нишита; Гангопадьяй, Авиджит; Фэй, Гэвин; Дочь Мануши; Гаваркевич, Глен; Сильвер, Адриенн; Моним, Махмуд; Кларк, Дженнифер (14 октября 2020 г.). «Анализ выживания теплых центральных колец Гольфстрима» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 125 (10):e2020JC0 дои : 10.1029/2020JC016507 . hdl : 1912/26942 . S2CID 225129527 . Получено 1 мая
^ «Дистанционное зондирование океанов» . Университет Рутгерса . Проверено 29 апреля 2011 г.
^ Калмансон, Дэн (28 октября 1999 г.). «Океанские «топливные форсунки» связаны с усилением ураганов» . Университет Майами/НАСА. Архивировано из оригинала 16 марта 2010 года . Проверено 23 апреля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б Эйбл, К.В. и член парламента Фахай (1998). Первый год жизни эстуарных рыб Среднеатлантического залива. Нью-Брансуик: Издательство Университета Рутгерса.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Хэйр, Дж. А. и Р. К. Коуэн (1996). Механизмы транспортировки личинок и пелагической молоди луфаря (Pomatomus saltatrix) из нерестилищ Южно-Атлантического залива в нагульные места обитания Средне-Атлантического залива. Лимнология и океанография 41 (6): 1264–1280.
^ Jump up to: ^а ^б Хэйр, Дж. А. и Р. К. Коуэн (1991). Экспатриация личинок Xyrichtys novacula (Pisces: Labridae): свидетельства быстрого перекрестного обмена. Журнал морских исследований 49: 801-823.
^ Jump up to: ^а ^б Коуэн, Р.К., Дж.А. Хэйр и член парламента Фэхай (1993). За пределами гидрографии: могут ли физические процессы объяснить скопления личинок рыб в Срединно-Атлантическом заливе? Бюллетень морской науки. 53: 567-587.
^ Ауэр, SJ (1987). Пятилетнее климатологическое исследование системы Гольфстрима и связанных с ним колец. Журнал геофизических исследований 92: 11709-11726.

[mult1-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Статья Университета Прибрежной Каролины о формировании колец» . Колледж естественных и прикладных наук . Проверено 20 апреля 2011 г.

[2] Кафатос, Менас; Дунлянь Сунь; Ритеш Гаутам; Зафер Бойбейи; Жуйсинь Ян; Гвидо Червоне1 (1 сентября 2006 г.). «Роль аномально теплых вод залива в усилении урагана Катрина» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 33 (17). Бибкод : 2006GeoRL..3317802K . дои : 10.1029/2006GL026623 . S2CID 54490765 . Проверено 27 апреля 2011 г. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[mult2-3] Jump up to: ^а ^б Мастерс, Джеффри (2011). «Петлевое течение Мексиканского залива: учебник для начинающих» . Weather Underground, Inc. Проверено 20 апреля 2011 г.

[mult3-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Ветровые поверхностные течения: кольца» . НАСА . Проверено 20 апреля 2011 г.

[5] Сильва, Э. Нишита; Гангопадьяй, Авиджит; Фэй, Гэвин; Дочь Мануши; Гаваркевич, Глен; Сильвер, Адриенн; Моним, Махмуд; Кларк, Дженнифер (14 октября 2020 г.). «Анализ выживания теплых центральных колец Гольфстрима» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 125 (10):e2020JC0 дои : 10.1029/2020JC016507 . hdl : 1912/26942 . S2CID 225129527 . Получено 1 мая

[6] «Дистанционное зондирование океанов» . Университет Рутгерса . Проверено 29 апреля 2011 г.

[7] Калмансон, Дэн (28 октября 1999 г.). «Океанские «топливные форсунки» связаны с усилением ураганов» . Университет Майами/НАСА. Архивировано из оригинала 16 марта 2010 года . Проверено 23 апреля 2011 г.

[LTrans1-8] Jump up to: ^а ^б Эйбл, К.В. и член парламента Фахай (1998). Первый год жизни эстуарных рыб Среднеатлантического залива. Нью-Брансуик: Издательство Университета Рутгерса.

[LTrans2-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Хэйр, Дж. А. и Р. К. Коуэн (1996). Механизмы транспортировки личинок и пелагической молоди луфаря (Pomatomus saltatrix) из нерестилищ Южно-Атлантического залива в нагульные места обитания Средне-Атлантического залива. Лимнология и океанография 41 (6): 1264–1280.

[LTrans3-10] Jump up to: ^а ^б Хэйр, Дж. А. и Р. К. Коуэн (1991). Экспатриация личинок Xyrichtys novacula (Pisces: Labridae): свидетельства быстрого перекрестного обмена. Журнал морских исследований 49: 801-823.

[LTrans4-11] Jump up to: ^а ^б Коуэн, Р.К., Дж.А. Хэйр и член парламента Фэхай (1993). За пределами гидрографии: могут ли физические процессы объяснить скопления личинок рыб в Срединно-Атлантическом заливе? Бюллетень морской науки. 53: 567-587.

[12] Ауэр, SJ (1987). Пятилетнее климатологическое исследование системы Гольфстрима и связанных с ним колец. Журнал геофизических исследований 92: 11709-11726.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]