Североатлантический круговорот
Североатлантический круговорот Атлантического океана — один из пяти великих океанических круговоротов . Это круговое океанское течение с ответвленными водоворотами и суб-круговоротами, пересекающее Северную Атлантику от зоны внутритропической конвергенции (штиля или упадка) до части к югу от Исландии и от восточного побережья Северной Америки до западного побережья Европы. и Африка .
В свою очередь оно подразделяется главным образом на Гольфстрим, текущий на север вдоль запада; его часто отождествляемое продолжение — Северо-Атлантическое течение , идущее через север; Канарское течение, текущее на юг вдоль востока; Атлантики и Северо-экваториальное течение на юге. Круговорот имеет ярко выраженную термохалинную циркуляцию , приносящую соленую воду на запад от Средиземного моря , а затем на север, образуя Североатлантические глубоководные воды .
Круговорот улавливает антропогенный (созданный человеком) морской мусор в своем естественном мусоре или участке плавучего материала , точно так же, как Северо-Тихоокеанский круговорот имеет Большое Тихоокеанское мусорное пятно . [1]
В центре круговорота находится Саргассово море , известное своими стоячими водами и довольно густыми скоплениями морских водорослей.
Структура
[ редактировать ]Низкие температуры воздуха в высоких широтах вызывают значительный тепловой поток морского воздуха, вызывая увеличение плотности и конвекцию в толще воды. Конвекция открытого океана возникает в глубоких шлейфах и особенно сильна зимой, когда разница температур морского воздуха и воздуха самая большая. [2] Из 6 свердрупов (Св) плотной воды, текущей на юг через ГСР (Гренландско-Шотландский хребет), 3 Св идут через Датский пролив, образуя переливную воду Датского пролива (DSOW). 0,5–1 Св перетекает через Исландско-Фарерский хребет, а оставшиеся 2–2,5 Св возвращаются через Фарерско-Шетландский пролив; эти два потока образуют переливные воды Исландии и Шотландии (ISOW). Большая часть потока через Фарерско-Шетландский хребет протекает через Фарерско-Бэнк-канал и вскоре присоединяется к потоку, который течет через Исландско-Фарерский хребет, и течет на юг на глубине вдоль восточного склона хребта Рейкьянес.
Когда ISOW выходит за пределы ГСР (Гренландско-Шотландский хребет), он турбулентно увлекает за собой воды средней плотности, такие как вода субполярного режима и морская вода Лабрадора. Затем эта группа водных масс перемещается геострофически на юг вдоль восточного склона хребта Рейкьянес, через зону разлома Чарли Гиббса, а затем на север, чтобы присоединиться к DSOW. Эти воды иногда называют переливными водами Северных морей (NSOW). NSOW циклонически течет по наземному маршруту SPG (субполярного круговорота) вокруг Лабрадорского моря и далее увлекает Лабрадорскую морскую воду (LSW). [3]
Характерно, что пресная морская вода Лабрадора (LSW) образуется на средних глубинах в результате глубокой конвекции в центральной части Лабрадорского моря, особенно во время зимних штормов. [2] Эта конвекция недостаточно глубока, чтобы проникнуть в слой НСОВ, образующий глубокие воды Лабрадорского моря. LSW присоединяется к NSOW, чтобы двигаться на юг из Лабрадорского моря: хотя NSOW легко проходит под NAC в северо-западном углу, некоторая часть LSW сохраняется. Это отвлечение и удержание САУ объясняет ее присутствие и увлечение вблизи разливов ГСР (Гренландско-Шотландского хребта). Однако большая часть отведенной LSW отделяется перед CGFZ (зона разлома Чарли-Гиббса) и остается в западной САУ. Производство LSW сильно зависит от теплового потока морской воздух, и годовое производство обычно колеблется в пределах 3–9 Зв. [4] [5] ISOW производится пропорционально градиенту плотности на Исландско-Шотландском хребте и поэтому чувствителен к производству LSW, что влияет на плотность ниже по течению. [6] [7] Косвенно, увеличение производства LSW связано с усиленной САУ и, как предполагается, не коррелирует с ISOW. [8] [9] [10] Это взаимодействие сбивает с толку любое простое расширение уменьшения количества отдельных переливных вод до уменьшения AMOC. Предполагается, что до события 8,2 тыс. лет производство LSW было минимальным. [11] при этом САУ, как предполагалось, существовала раньше в ослабленном, неконвективном состоянии. [12]
Ведутся споры о том, в какой степени конвекция в Лабрадорском море играет роль в циркуляции АМОК, особенно в связи между изменчивостью Лабрадорского моря и изменчивостью АМОК. [13] Наблюдательные исследования не дали окончательных результатов относительно существования этой связи. [14] Новые наблюдения с помощью массива OSNAP показывают небольшой вклад Лабрадорского моря в опрокидывание, а гидрографические наблюдения с судов, датированные 1990 годом, показывают аналогичные результаты. [15] [16] Тем не менее, более старые оценки образования LSW с использованием различных методов предполагают более сильное опрокидывание. [17]
Сезонная изменчивость
[ редактировать ]Как и многие океанографические модели, Североатлантический круговорот претерпевает сезонные изменения. [18] Страмма и Зидлер (1988) определили, что круговорот расширяется и сжимается с сезонными колебаниями; однако масштабы объемного транспорта, судя по всему, существенно не меняются. В сезон в Северном полушарии зимний круговорот имеет более зональный характер; то есть он расширяется в направлении восток-запад и утончается в направлении север-юг. По мере смены времен года от зимы к лету круговорот смещается на юг на несколько градусов широты. Это происходит одновременно со смещением северо-восточной части круговорота. Сделан вывод, что зональные отклонения внутри круговорота остаются небольшими, тогда как к северу и югу от круговорота они велики. [19]
Данные, собранные в регионе Саргассова моря в западной части Северо-Атлантического круговорота, привели к аналитическим доказательствам того, что изменчивость этого круговорота связана с конвективным перемешиванием в зимнее время . По данным Бейтса (2001), сезонные колебания приземной температуры на 8–10 происходят ° C одновременно с колебаниями глубины смешанного слоя между зимним и летним сезонами Северного полушария. Глубина поднимается от 200 метров зимой до примерно 10 метров летом. Питательные вещества остаются ниже эвфотической зоны большую часть года, что приводит к низкой первичной продукции . кратковременное цветение фитопланктона Однако во время зимнего конвективного перемешивания питательные вещества проникают в эвфотическую зону, вызывая весной . В результате глубина смешанного слоя увеличивается до 10 метров.
Изменения в океанической биологии и вертикальное перемешивание зимой и летом в Североатлантическом круговороте сезонно изменяют общее количество углекислого газа в морской воде . Межгодовые тенденции показали, что концентрации углекислого газа внутри этого круговорота увеличиваются со скоростью, аналогичной той, которая происходит в атмосфере . Это открытие совпадает с открытием, сделанным в Северо-Тихоокеанском круговороте . Североатлантический круговорот также претерпевает изменения температуры из-за атмосферных волн. Североатлантическое колебание (САК) является одной из таких моделей. Во время положительной фазы круговорот нагревается. Это происходит из-за ослабления западных ветров , что приводит к уменьшению ветровой нагрузки и теплообмена , что обеспечивает больший период времени для повышения температуры воды в круговороте. [20]
Загрязнение свинцом
[ редактировать ]Измерения проб аэрозолей , морских частиц и воды в круговороте в 1990–92 годах включают изучение свинца соотношений изотопов . Определенные изотопы являются отличительными признаками пассатами Европы и Ближнего Востока из загрязнения ; другое загрязнение было вызвано в первую очередь выбросами из Америки. в поверхностных слоях Саргассова моря Такие концентрации были обнаружены . 42–57% загрязнения произошло из американских промышленных и автомобильных источников, несмотря на сокращение производства и использования этилированного бензина в США. С 1992 года концентрация свинца явно снижается – теоретически это справедливо и по всей Атлантике, в поверхностных слоях. [21]
Мусорный патч
[ редактировать ]
Североатлантическое мусорное пятно — это мусорное пятно из искусственного морского мусора , обнаруженное плавающим в Североатлантическом круговороте, первоначально задокументированное в 1972 году. [22] По оценкам 22-летнего исследования, проведенного Ассоциацией морского образования, ширина этого пятна составляет сотни километров, а плотность - более 200 000 обломков на квадратный километр. [23] [24] [25] [26] Мусор образуется из антропогенных отходов, попадающих из рек в океан, и в основном состоит из микропластика . [27] Мусорное пятно представляет собой большой риск для дикой природы (и для людей) из-за потребления пластика и запутывания в нем. [28]
Было предпринято лишь несколько усилий по повышению осведомленности и очистке мусорного пятна в Северной Атлантике, таких как «Штат мусорного пятна» в ЮНЕСКО и «Очистка океана» , поскольку большая часть исследований и усилий по очистке была сосредоточена на мусорном пятне Большого Тихого океана . аналогичное мусорное пятно в северной части Тихого океана. [29] [30]См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лавандовый Лоу, Кара; С. Море-Фергюзен; Н. Максименко; и др. (2010). «Накопление пластика в североатлантическом субтропическом круговороте» . Наука . 329 (5996): 1185–8. Бибкод : 2010Sci...329.1185L . дои : 10.1126/science.1192321 . ПМИД 20724586 . S2CID 13552090 .
- ^ Jump up to: а б Маршалл, Джон и Фридрих Шотт. «Конвекция в открытом океане: наблюдения, теория и модели». Обзоры геофизики 37.1 (1999): 1–64.
- ^ Хейн, Томас; Бенинг, Клаус; Брандт, Питер; Фишер, Юрген; Фанк, Андреас; Кике, Дагмар; Квалеберг, Эрик; Рейн, Моника; Висбек, Мартин (2008). «Формирование глубоководных вод Северной Атлантики в Лабрадорском море, рециркуляция через приполярный круговорот и сброс в субтропики» . Потоки Арктического и Субарктического океана: определение роли северных морей в климате . стр. 653–701. дои : 10.1007/978-1-4020-6774-7_28 . ISBN 978-1-4020-6773-0 .
- ^ Яшаяев Игорь; Лодер, Джон В. (10 января 2009 г.). «Увеличение добычи воды Лабрадорского моря в 2008 году» . Письма о геофизических исследованиях . 36 (1). Бибкод : 2009GeoRL..36.1606Y . дои : 10.1029/2008GL036162 . S2CID 56353963 .
- ^ Рейн, Моника; Кике, Дагмар; Хюттль-Кабус, Сабина; Росслер, Ахим; Мертенс, Кристиан; Мейснер, Роберт; Кляйн, Биргит; Бенинг, Клаус В.; Яшаяев, Игорь (10 января 2009 г.). «Глубоководное образование, приполярный круговорот и меридиональная опрокидывающая циркуляция в приполярной части Северной Атлантики» . Глубоководные исследования, часть II: Актуальные исследования в океанографии . 58 (17–18): 1819–1832. Бибкод : 2009GeoRL..36.1606Y . дои : 10.1029/2008GL036162 . S2CID 56353963 .
- ^ Уайтхед, Дж. А. (11 августа 1998 г.). «Топографический контроль океанических потоков в глубоких проливах и проливах» . Обзоры геофизики . 36 (3): 423–440. Бибкод : 1998RvGeo..36..423W . дои : 10.1029/98RG01014 . S2CID 129629709 .
- ^ Хансен, Боги; Террелл, Уильям Р.; Остерхус, Свейн (21 июня 2001 г.). «Уменьшение перетока из северных морей в Атлантический океан через канал Фарерской банки с 1950 года» . Природа . 411 (6840): 927–930. дои : 10.1038/35082034 . ПМИД 11418852 . S2CID 4419549 . Проверено 3 октября 2022 г.
- ^ Хаккинен, Сирпа; Райнс, Питер Б. (16 апреля 2009 г.). «Смещение поверхностных течений в северной части Атлантического океана» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 114 (С4). Бибкод : 2009JGRC..114.4005H . дои : 10.1029/2008JC004883 . hdl : 2060/20070032937 .
- ^ Боссенкол, КП; Холл, ИК; Элдерфилд, Х.; Яшаяев, Игорь (14 июля 2007 г.). «Климат Северной Атлантики и скорость глубоководных океанских течений изменились за последние 230 лет» . Письма о геофизических исследованиях . 34 (13). Бибкод : 2007GeoRL..3413614B . дои : 10.1029/2007GL030285 . S2CID 13857911 .
- ^ Моффа-Санчес, Паола; Холл, Ян Р. (23 ноября 2017 г.). «Изменчивость Северной Атлантики и ее связь с европейским климатом за последние 3000 лет» . Природные коммуникации . 8 (1): 1726. Бибкод : 2017NatCo...8.1726M . дои : 10.1038/s41467-017-01884-8 . ПМК 5700112 . ПМИД 29167464 .
- ^ Хиллэр-Марсель, К.; де Верналь, А.; Билодо, Г.; Уивер, Эй Джей (26 апреля 2001 г.). «Отсутствие глубоководных образований в Лабрадорском море в последнее межледниковье» . Природа . 410 (6832): 1073–1077. дои : 10.1038/35074059 . ПМИД 11323666 . S2CID 205016579 .
- ^ Борн, Андреас; Леверманн, Андерс (25 июня 2010 г.). «Событие 8,2 тыс. лет назад: резкий переход приполярного круговорота к современной североатлантической циркуляции» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 11 (6). Бибкод : 2010GGG....11.6011B . дои : 10.1029/2009GC003024 . S2CID 16132704 . Проверено 3 октября 2022 г.
- ^ Фокс-Кемпер, Б., Х.Т. Хьюитт, К. Сяо, Г. Адальгейрсдоттир, С.С. Дрейфхаут, Т.Л. Эдвардс, Н.Р. Голледж, М. Хемер, Р.Э. Копп, Г. Криннер, А. Микс, Д. Нотц, С. Новицки , И.С. Нурхати, Л. Руис, Ж.-Б. Салле, ABA Slangen и Ю. Ю, 2021: Глава 9: Океан, криосфера и изменение уровня моря . Изменение климата в 2021 году: физические научные основы. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Массон-Дельмотт, В., П. Чжай, А. Пирани, С.Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Код, Ю. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуанг, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, Т. К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Елекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 1211–1362, дои : 10.1017/9781009157896.011
- ^ Бакли, Марта В.; Маршалл, Джон (2016). «Наблюдения, выводы и механизмы атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: обзор» . Обзоры геофизики . 54 (1): 5–63. Бибкод : 2016RvGeo..54....5B . дои : 10.1002/2015RG000493 . hdl : 1721.1/108249 . ISSN 8755-1209 . S2CID 54013534 .
- ^ Лозье, М.С.; Ли, Ф.; Бэкон, С.; Бахр, Ф.; Бауэр, А.С.; Каннингем, ЮАР; де Йонг, МФ; де Стер, Л.; деЯнг, Б.; Фишер Дж.; Гэри, Сан-Франциско (2019). «Огромное изменение нашего взгляда на переворот в приполярной части Северной Атлантики» . Наука . 363 (6426): 516–521. Бибкод : 2019Sci...363..516L . дои : 10.1126/science.aau6592 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 30705189 . S2CID 59567598 .
- ^ Пикарт, Роберт С.; Сполл, Майкл А. (1 сентября 2007 г.). «Влияние конвекции Лабрадорского моря на меридиональную опрокидывающую циркуляцию Северной Атлантики» . Журнал физической океанографии . 37 (9): 2207–2227. Бибкод : 2007JPO....37.2207P . дои : 10.1175/JPO3178.1 . hdl : 1912/4158 . ISSN 0022-3670 .
- ^ Хейн, Томас; Бенинг, Клаус; Брандт, Питер; Фишер, Юрген; Фанк, Андреас; Кике, Дагмар; Квалеберг, Эрик; Рейн, Моника; Висбек, Мартин (2008), Диксон, Роберт Р.; Мейнке, Йенс; Райнс, Питер (ред.), «Североатлантическое глубоководное образование в Лабрадорском море, рециркуляция через субполярный круговорот и сброс в субтропики» , Потоки Арктики и Субарктического океана: определение роли северных морей в климате , Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 653–701, номер документа : 10.1007/978-1-4020-6774-7_28 , ISBN. 978-1-4020-6774-7 , получено 23 мая 2022 г.
- ^ Ниннеманн, Улисс С.; Торнелли, Дэвид-младший (2016). «Недавняя естественная изменчивость разливов Исландии и Шотландии в масштабах от десяти до тысячелетий: подсказки из ила» . Американские вариации КЛИВАР . 14 (3): 1–8 . Проверено 3 октября 2022 г.
- ^ Страмма, Лотар (1988). «Сезонные изменения в субтропическом круговороте Северной Атлантики» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 93 (C7): 8111. Бибкод : 1988JGR....93.8111S . дои : 10.1029/JC093iC07p08111 .
- ^ Бейтс, Николас Р. (2001). «Межгодовая изменчивость океанического CO2 и биогеохимических свойств в субтропическом круговороте западной части Северной Атлантики». Глубоководные исследования, часть II: Актуальные исследования в океанографии . 48 (8–9): 1507–1528. Бибкод : 2001DSRII..48.1507B . дои : 10.1016/S0967-0645(00)00151-X .
- ^ Хамельн, Б.; Ферран, JL; Аллеман, Л.; Николас, Э.; Верон, А. (1997). «Изотопные доказательства переноса загрязняющего свинца из Северной Америки в субтропический североатлантический круговорот». Geochimica et Cosmochimica Acta . 61 (20): 4423. Бибкод : 1997GeCoA..61.4423H . дои : 10.1016/S0016-7037(97)00242-1 .
- ^ Карпентер, Э.Дж.; Смит, КЛ (1972). «Пластмассы на поверхности Саргассова моря в науке». Наука . 175 (4027): 1240–1241. дои : 10.1126/science.175.4027.1240 . ПМИД 5061243 . S2CID 20038716 .
- ^ «Маноа: ученый UH Mānoa предсказывает пятно пластикового мусора в Атлантическом океане | Новости Гавайского университета» . manoa.hawaii.edu . Архивировано из оригинала 28 октября 2019 года . Проверено 08.11.2019 .
- ^ Горман, Стив (4 августа 2009 г.). «Ученые изучают огромное океанское мусорное пятно» . Perthnow.com.au. Архивировано из оригинала 29 января 2011 года . Проверено 10 мая 2012 г.
- ^ «Ученые обнаружили гигантскую свалку пластикового мусора, плавающую в Атлантике» . Perthnow.com.au. 26 февраля 2010 года. Архивировано из оригинала 14 апреля 2012 года . Проверено 10 мая 2012 г.
- ^ Гилл, Виктория (24 февраля 2010 г.). «Пластиковый мусор портит Атлантический океан» . Новости Би-би-си. Архивировано из оригинала 27 августа 2017 года . Проверено 10 мая 2012 г.
- ^ Оркатт, Майк (19 августа 2010 г.). «Насколько серьезно загрязнение Атлантики пластиком?» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 19 августа 2014 года . Проверено 08.11.2019 .
- ^ Сиглер, Мишель (18 октября 2014 г.). «Влияние пластикового загрязнения на водную дикую природу: текущая ситуация и будущие решения». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 225 (11): 2184. Бибкод : 2014WASP..225.2184S . дои : 10.1007/s11270-014-2184-6 . ISSN 1573-2932 . S2CID 51944658 .
- ^ "Территория мусорного пятна превращается в новое государство - Организацию Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры" . ЮНЕСКО.org. 22 мая 2019 года. Архивировано из оригинала 11 сентября 2017 года . Проверено 5 ноября 2014 г.
- ^ "О" . Очистка океана . Архивировано из оригинала 3 марта 2021 года . Проверено 08.11.2019 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Океанские течения. Архивировано 20 января 2022 г. в Wayback Machine.
| Течения |
| ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гирес |
| ||||||||||
| Связанный | |||||||||||
