Средиземноморский отток

Средиземноморский Средиземного отток — течение, текущее из моря в Атлантический океан через Гибралтарский пролив . Достигнув западной стороны Гибралтарского пролива, он разделяется на две ветви: одна течет на запад, следуя по склону Пиренейского континента, а другая возвращается в Гибралтарский пролив, циркулируя циклонически. В Гибралтарском проливе и Кадисском заливе ядро Средиземноморского оттока имеет ширину в несколько десятков километров. ^{[ 1 ]} Благодаря своему нелинейному взаимодействию с приливами и топографией, вытекая из Средиземноморского бассейна, он подвергается настолько сильному перемешиванию, что водные массы, составляющие это течение, становятся неразличимыми по достижении западной стороны пролива. ^{[ 2 ]}

Формирование и поведение

Легкие атлантические воды попадают в Средиземное море поверхностным потоком и распространяются по бассейнам Западного и Восточного Средиземноморья (разделенных Сицилийским проливом ), постепенно видоизменяясь за счет смешивания с нижележащими водами. Плотность этих поверхностных вод увеличивается за счет испарения и потепления, образуя соленые и теплые промежуточные и глубокие средиземноморские воды, которые, в свою очередь, впадают в Атлантический океан подводным течением через Гибралтарский пролив со скоростью примерно 1 Св (10 ⁶ м ³/с) и на глубине примерно 120 м, ^{[ 1 ]} образуя Средиземноморский отток.

Оказавшись на западной стороне Гибралтарского пролива, Средиземноморский отток разделяется на два рукава (см. Рисунок 1). Большая часть стока движется на запад вдоль иберийского континентального склона (между каньоном Сент-Винсент и банкой Горриндж) . ^{[ 3 ]}), а затем движется на север как подводное течение на восточной границе полюса , достигающее северной отмели Поркьюпайн (50 ° с.ш.). ^{[ 4 ]} Продвигаясь на запад, Средиземноморский отток становится менее соленым из-за смешивания и увлечения с окружающими водами и постепенно опускается до равновесной глубины примерно 1100 м. Другая ветвь Средиземноморского оттока циклонически циркулирует в Кадисском заливе. ^{[ 5 ]} В результате формируется средиземноморская вода, которая в конечном итоге распространяется во внутреннюю часть Северной Атлантики, образуя наиболее заметную термохалинную аномалию в масштабе бассейна на средних глубинах, Средиземноморский соляной язык, узнаваемый как аномалия солености в масштабе бассейна на уровне 1000–1200 м. м через Северную Атлантику (см. рисунок 2). Мелкомасштабные процессы и нелинейное взаимодействие локального масштаба с приливами и топографией оказывают влияние на свойства исходной воды Средиземноморья и ее дальнейшее распространение в Северной Атлантике. ^{[ 6 ]}

Состав

Рисунок 2: Поле солености, усредненное за 2020 год, на глубине 1200 м возле Гибралтарского пролива, где виден Соленый язык. Для наглядности цветная полоса солености достигает лишь 35,5, но ее максимальное значение 38 достигается в Средиземном море. Данные получены из набора данных GODAS. ^{[ 7 ]}

Средиземноморский отток изначально состоит из разных водных масс. Однако после прохождения Гибралтарского пролива эти компоненты уже не различимы. ^{[ 2 ]} Различные водные массы, составляющие Средиземноморский отток:

Левантийская промежуточная вода (LIW): образуется в восточном бассейне Средиземного моря в результате конвекции в открытом море. ^{[ 2 ]}
Глубоководные воды Западного Средиземноморья (WMDM): образуются в Лионском заливе (западный бассейн) в результате глубокой конвекции. ^{[ 8 ]}
Тирренская плотная вода: образуется в результате смешивания старого ОМУ, находящегося в Тирренском море , с вновь поступившими LIW, текущими в западную часть Средиземного моря через Сицилийский пролив. ^{[ 9 ]}
Зимние промежуточные воды: сезонно образуются в результате конвекции охлажденных модифицированных атлантических вод в суровых зимних условиях вдоль континентального шельфа Лигуро-Провансальского суббассейна и Каталонского моря. ^{[ 9 ]}

Эти водные массы уже неотличимы друг от друга при выходе из Гибралтарского пролива. Вместо этого они тщательно смешиваются в единую, относительно однородную водную массу, называемую Средиземноморской водой. Смешение вызвано важной приливной динамикой над подоконником Камаринал . Баротропные приливные течения взаимодействуют с его батиметрией , создавая замечательный внутренний прилив , который, в свою очередь, приводит к скорости рассеивания воды, которая является одной из самых высоких в мировом океане. ^{[ 2 ]}

Взаимодействие с приливами

Амплитуды приливов существенно изменяются от западного берега Гибралтарского пролива к восточному и составляют от 1,1 м до 0,2 м соответственно. Напротив, линии постоянной фазы (котидальные линии) преимущественно зонально ориентированы вдоль русла. Таким образом, Кадисский залив находится под сильным влиянием различных приливных режимов Северной Атлантики и Гибралтарского пролива. ^{[ 10 ]}

Приливы взаимодействуют с системой двумя разными способами. Во-первых, они ответственны за сильное перемешивание, из-за которого различные водные массы становятся неотличимыми друг от друга после того, как они прошли через Гибралтарский пролив. Это происходит из-за того, что приливно-колебательный поток, взаимодействуя с Камаринальским порогом, создает внутренний канал высокой амплитуды, который распадается на цуг внутренних одиночных волн , обеспечивающих достаточную энергию для перемешивания. ^{[ 11 ]}

Кроме того, исследования ^{[ 1 ]} показывают, что если бы не приливы, Средиземноморский Соляной Язык был бы гораздо интенсивнее и сместился бы к югу. Такое поведение достигается потому, что без приливов происходило бы постепенное увеличение солености Кадисского залива на глубинах вод Средиземноморского оттока. солености на средней глубине Этот избыток солености будет распространяться на юго-запад в виде фронта , подавляя приток более пресной антарктической промежуточной воды . Это создаст положительную обратную связь, которая еще больше усилит повышение солености и распространение на юго-запад стока средиземноморских вод. Это связано с тем, что приливные остаточные течения способствуют адвекции оттока средиземноморских вод на запад от Кадисского залива, позволяя им проходить через промежуток между каньоном Сент-Винсент и банкой Горриндж. ^{[ 1 ]}

Медди

Формирование и характеристики

Медди — это долгоживущие вихри (в основном антициклонические), встречающиеся в северной части Атлантического океана, содержащие воду Средиземного моря, так как они образуются за счет оттока средиземноморских течений. Это когерентные вихри, характеризующиеся большими солевыми и тепловыми аномалиями относительно окружающей среды, обычно эти аномалии составляют 0,4–1,1 г/кг и 2–4 °C соответственно. ^{[ 12 ]} Меди обычно имеют радиус от 10 до 50 км, мощность 500-1000 м. ^{[ 13 ]} и встречаются на глубинах 1100 м. Большинство медди-наблюдений происходит из района Средиземноморского Соленого Языка, так как они в основном создаются в двух участках вблизи Гибралтарского пролива: мысе Св. Винсента и мысе Эстремадура (см. рисунок 1). ^{[ 4 ]} Ежегодно на этих двух участках образуется от 15 до 20 мешков, причем вероятность образования мешков выше, когда скорость подводного течения высока. ^{[ 4 ]} Медди могут существовать в течение многих лет и перемещаться на тысячи километров, поэтому они являются основным средством океанских индикаторов . транспортировки ^{[ 12 ]} Их распад в открытом океане происходит очень медленно, а топографические взаимодействия, по-видимому, являются основной причиной распада меди. Эти взаимодействия важны для поддержания Средиземноморского соляного языка; действительно, исследования показывают, что лекарства вводят 25–50% солевой аномалии, необходимой для поддержания средиземноморского соляного языка. ^{[ 12 ]}

Взаимодействие с батиметрией

Две основные топографические особенности блокируют миграцию меди в открытом океане: подводная гора Подкова и подводная гора Большой Метеор (см. Рисунок 1). Первый представляет собой изогнутую группу подводных гор, почти достигающих поверхности (глубина 600 м), расположенную к юго-западу от мыса Сент-Винсент и являющуюся основным топографическим препятствием, с которым сталкиваются многие недавно образовавшиеся средиземноморья. Подводная гора Большой Метеор представляет собой значительную топографическую аномалию Срединно -Атлантического хребта , с которой также взаимодействуют многие медии. Подводные горы катализируют значительный обмен между водоемами и фоновыми водами Северной Атлантики, поскольку взаимодействие залива и подводных гор может привести к разрушению водоемов, высвобождая тем самым их более теплую соленую воду. По этой причине взаимодействие подводных гор и водоемов считается потенциально значимым (и, возможно, доминирующим) в сохранении Средиземноморского соляного языка. Тем не менее, 60–70% меди выживают при столкновении с подводными горами, оставаясь нетронутыми в виде связных вихрей, поэтому для поддержания Соленого Языка необходимы другие механизмы. Причина, по которой медики могут так часто выживать при встречах с подводными горами, заключается в том, что они сильны. потенциальные аномалии завихренности, поэтому их трудно уничтожить. Следовательно, выживание вихрей оказывает ограничивающее влияние на Средиземноморский соляной язык, т.е. вихри, возникающие в результате воздействия подводных гор, экспортируют большую часть срединной аномалии солености в остальную часть Северной Атлантики, а не откладывают ее локально, имея возможность путешествовать на тысячи километров. ^{[ 12 ]}

Влияние средиземноморского оттока на циркуляцию Северной Атлантики и Мирового океана

Помимо образования заливов и соляного языка, Средиземноморский отток оказывает и другие воздействия на Северную часть Атлантического океана и мировой океан в целом. Даже если мощность Средиземноморского стока составляет всего 1 Зв, что относительно мало по сравнению с другими стоками, обнаруженными в Северной Атлантике, его соленость и температура чрезвычайно высоки по сравнению с любыми другими водами в этом диапазоне глубин: 38 г/кг и 13 °C. , соответственно. ^{[ 14 ]} Эти большие контрасты в свойствах водных масс помогают определить поток, направленный на север вдоль восточной границы к Гренландско-Шотландскому порогу, а также поток на запад через Атлантику, который поворачивает на юг вдоль западной границы, достигая Антарктического циркумполярного течения и моря Уэдделла . Эти добавленные тепло и соль из Средиземноморского стока распространяются на юг вдоль западной границы в Южную часть Атлантического океана, где их вклад делает поток, идущий на юг, более теплым и соленым, чем приходящие циркумполярные воды на восток. ^{[ 15 ]}

Более того, даже в отдаленных регионах, таких как окрестности Исландии или море Уэдделла, эта вода сохраняет достаточно высокую соленость, чтобы при достаточном охлаждении образовывать самые плотные воды северной части Северной Атлантики и моря Уэдделла. ^{[ 15 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Искьердо, А.; Миколайевич, У. (2019). «Роль приливов в распространении вод Средиземноморского оттока вдоль юго-западной окраины Пиренейского моря» . Моделирование океана . 133 : 27–43. дои : 10.1016/j.ocemod.2018.08.003 . hdl : 21.11116/0000-0002-1A0F-2 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Наранхо, К.; Саммартино, С.; Гарсиа-Лафуэнте, Ж.; Белланко, MJ; Топье-Летаж, И. (2015). «Средиземноморские воды вдоль и поперек Гибралтарского пролива, характеристика и зональная модификация». Глубоководные исследования . Часть I. 105 : 41–52. дои : 10.1016/j.dsr.2015.08.003 . hdl : 10630/29793 .
^ Зенк, В.; Лоренц, А. (1990). «Сложная схема распространения средиземноморских вод у континентального склона Португалии» (PDF) . Глубоководные исследования. Часть A. Статьи океанографических исследований . 37 (12): 1805–1823. дои : 10.1016/0198-0149(90)90079-Б .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Бауэр, А.С.; Серра, Н.; Амбар, И. (2002). «Структура Средиземноморского подводного течения и Средиземноморья, распространяющегося вокруг юго-западной части Пиренейского полуострова» . Журнал геофизических исследований . 107 . дои : 10.1029/2001JC001007 .
^ Данио, Н.; Мазе, Япония; Архан, М. (1994). «Циркуляция и смешивание средиземноморских вод к западу от Пиренейского полуострова». Глубоководные исследования . Часть I. 41 (12.11): 1685–1714. дои : 10.1016/0967-0637(94)90068-X .
^ Чен, К.; Бердсли, Колорадо; Лаймбернер, Р. (1995). «Численное исследование стратифицированного приливного выпрямления над банками конечной амплитуды. Часть II: Банка Жоржа» . Журнал физической океанографии . 25 (9): 2111. doi : 10.1175/1520-0485(1995)025<2111:ANSOST>2.0.CO;2 .
^ ХИТ
^ Стоммел, Х.; Брайден, Х.; Мангельсдорф, П. (1973). «Некоторая часть оттока Средиземноморья происходит с большой глубины?». Чистая и прикладная геофизика . 105 : 879–889. дои : 10.1007/BF00875837 . S2CID 140135111 .
^ Jump up to: ^а ^б Рейн, М.; Сенд, У.; Кляйн, Б.; Краманн, Г. (1999). «Межбассейновый глубоководный обмен в западном Средиземноморье» (PDF ) Журнал геофизических исследований . 104 : 23495–23508. дои : 10.1029/1999JC900162 .
^ Кандела, Дж.; Винант, К. (1990). «Приливы в Гибралтарском проливе». Журнал геофизических исследований . 95 : 7313. дои : 10.1029/JC095iC05p07313 .
^ Власенко В.; Санчес Гарридо, Дж.; Стащук Н.; Гарсиа Лафуэнте, Дж.; Лосада, М. (2009). «Трехмерная эволюция внутренних волн большой амплитуды в Гибралтарском проливе». Журнал физической океанографии . 39 (9): 2230–2246. дои : 10.1175/2009JPO4007.1 . hdl : 10026.1/3850 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ван, Гохуэй; Дьюар, В.К. (2003). «Взаимодействие Медди и подводных гор: последствия для средиземноморского соляного языка» . Журнал физической океанографии . 33 (11): 2446. doi : 10.1175/1520-0485(2003)033<2446:MIIFTM>2.0.CO;2 .
^ Ричардсон, Польша; Тыченский, А. (1998). «Траектории Медди в бассейне Канарских островов, измеренные в ходе эксперимента СЕМАФОР 1993-1995 гг.» . Журнал геофизических исследований . 103 : 25029–25045. дои : 10.1029/97JC02579 .
^ Кандела, Дж. (2001). «Средиземноморские воды и глобальная циркуляция». Циркуляция океана и климат . 77 . дои : 10.1016/S0074-6142(01)80132-7 .
^ Jump up to: ^а ^б Рид, Дж.Л. (1994). «Об общей геострофической циркуляции Северной Атлантического океана: режимы течений, трассеры и переносы». Прогресс в океанографии . 33 (1): 1–92. дои : 10.1016/0079-6611(94)90014-0 .

[izquierdo-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Искьердо, А.; Миколайевич, У. (2019). «Роль приливов в распространении вод Средиземноморского оттока вдоль юго-западной окраины Пиренейского моря» . Моделирование океана . 133 : 27–43. дои : 10.1016/j.ocemod.2018.08.003 . hdl : 21.11116/0000-0002-1A0F-2 .

[naranjo-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Наранхо, К.; Саммартино, С.; Гарсиа-Лафуэнте, Ж.; Белланко, MJ; Топье-Летаж, И. (2015). «Средиземноморские воды вдоль и поперек Гибралтарского пролива, характеристика и зональная модификация». Глубоководные исследования . Часть I. 105 : 41–52. дои : 10.1016/j.dsr.2015.08.003 . hdl : 10630/29793 .

[Zenk-3] Зенк, В.; Лоренц, А. (1990). «Сложная схема распространения средиземноморских вод у континентального склона Португалии» (PDF) . Глубоководные исследования. Часть A. Статьи океанографических исследований . 37 (12): 1805–1823. дои : 10.1016/0198-0149(90)90079-Б .

[bower-4] Jump up to: ^а ^б ^с Бауэр, А.С.; Серра, Н.; Амбар, И. (2002). «Структура Средиземноморского подводного течения и Средиземноморья, распространяющегося вокруг юго-западной части Пиренейского полуострова» . Журнал геофизических исследований . 107 . дои : 10.1029/2001JC001007 .

[Daniault-5] Данио, Н.; Мазе, Япония; Архан, М. (1994). «Циркуляция и смешивание средиземноморских вод к западу от Пиренейского полуострова». Глубоководные исследования . Часть I. 41 (12.11): 1685–1714. дои : 10.1016/0967-0637(94)90068-X .

[chen-6] Чен, К.; Бердсли, Колорадо; Лаймбернер, Р. (1995). «Численное исследование стратифицированного приливного выпрямления над банками конечной амплитуды. Часть II: Банка Жоржа» . Журнал физической океанографии . 25 (9): 2111. doi : 10.1175/1520-0485(1995)025<2111:ANSOST>2.0.CO;2 .

[7] ХИТ

[Stommel-8] Стоммел, Х.; Брайден, Х.; Мангельсдорф, П. (1973). «Некоторая часть оттока Средиземноморья происходит с большой глубины?». Чистая и прикладная геофизика . 105 : 879–889. дои : 10.1007/BF00875837 . S2CID 140135111 .

[Rhein-9] Jump up to: ^а ^б Рейн, М.; Сенд, У.; Кляйн, Б.; Краманн, Г. (1999). «Межбассейновый глубоководный обмен в западном Средиземноморье» (PDF ) Журнал геофизических исследований . 104 : 23495–23508. дои : 10.1029/1999JC900162 .

[candela-10] Кандела, Дж.; Винант, К. (1990). «Приливы в Гибралтарском проливе». Журнал геофизических исследований . 95 : 7313. дои : 10.1029/JC095iC05p07313 .

[vlasenko-11] Власенко В.; Санчес Гарридо, Дж.; Стащук Н.; Гарсиа Лафуэнте, Дж.; Лосада, М. (2009). «Трехмерная эволюция внутренних волн большой амплитуды в Гибралтарском проливе». Журнал физической океанографии . 39 (9): 2230–2246. дои : 10.1175/2009JPO4007.1 . hdl : 10026.1/3850 .

[wang-12] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ван, Гохуэй; Дьюар, В.К. (2003). «Взаимодействие Медди и подводных гор: последствия для средиземноморского соляного языка» . Журнал физической океанографии . 33 (11): 2446. doi : 10.1175/1520-0485(2003)033<2446:MIIFTM>2.0.CO;2 .

[richardson-13] Ричардсон, Польша; Тыченский, А. (1998). «Траектории Медди в бассейне Канарских островов, измеренные в ходе эксперимента СЕМАФОР 1993-1995 гг.» . Журнал геофизических исследований . 103 : 25029–25045. дои : 10.1029/97JC02579 .

[juliocandela-14] Кандела, Дж. (2001). «Средиземноморские воды и глобальная циркуляция». Циркуляция океана и климат . 77 . дои : 10.1016/S0074-6142(01)80132-7 .

[rein-15] Jump up to: ^а ^б Рид, Дж.Л. (1994). «Об общей геострофической циркуляции Северной Атлантического океана: режимы течений, трассеры и переносы». Прогресс в океанографии . 33 (1): 1–92. дои : 10.1016/0079-6611(94)90014-0 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]