Западно-Шпицбергенское течение
Западно -Шпицбергенское течение ( WSC ) — теплое соленое течение, которое течет к полюсу к западу от Шпицбергена (ранее называвшегося Западным Шпицбергеном) в Северном Ледовитом океане. ВСК ответвляется от Норвежского Атлантического течения в Норвежском море . WSC имеет важное значение, поскольку он направляет теплые и соленые атлантические воды во внутренние районы Арктики. Теплый и соленый ВСК течет на север через восточную сторону пролива Фрама , а Восточно-Гренландское течение (EGC) течет на юг через западную сторону пролива Фрама. EGC характеризуется очень холодным климатом и низкой соленостью, но, прежде всего, он является крупным экспортером арктического морского льда . Таким образом, EGC в сочетании с теплым WSC делает пролив Фрама самой северной зоной океана, свободной ото льда в течение всего года во всем мировом океане. [1]
Горизонтальное движение
[ редактировать ]WSC имеет уникальную структуру, поскольку он течет к полюсу у западного побережья Шпицбергена. Горизонтальные движения и вертикальные движения WSC проще всего рассматривать отдельно. WSC начинает свое движение в Норвежском море, где он ответвляется от Норвежского Атлантического течения и достигает западного побережья Шпицбергена, где ориентируется по батиметрическому профилю океанского дна, окружающего Шпицберген . [2] В частности, он имеет тенденцию следовать вдоль крутых континентальных шельфов. Течение довольно узкое и сильное, его ширина составляет около 100 километров, а максимальная скорость — 35 см/с. [3] Примерно на 80° северной широты ВСК разделяется на два участка: рукав Шпицберген и рукав Ермак. Ветвь Шпицбергена продолжает следовать за континентальным шельфом на северо-восток и в конечном итоге опускается до средней глубины и циклонически циркулирует по всей Арктике, в конечном итоге вытесняясь Восточно-Гренландским течением . Ветвь Ермака движется на северо-запад примерно до 81° с.ш., а затем движется прямо на запад и, в конечном итоге, к экватору в рамках Обратного Атлантического течения. Обратное Атлантическое течение находится прямо к востоку от Восточно-Гренландского течения. Высокая соленость и теплые температуры Обратного Атлантического течения по сравнению с холодными температурами и низкой соленостью ЭГК способствуют существованию Восточно -Гренландского полярного фронта в результате сильного градиента как солености, так и температуры. [2] Есть течение, которое отделяется от рукава Ермака и течет на северо-восток, на более высокую широту. Это течение недостаточно изучено в литературе, поэтому необходима дополнительная информация. Считается, что это течение возвращается в Шпицбергенский рукав дальше по своему пути на восток.
Вертикальное движение
[ редактировать ]После того как ВСК отделяется от Норвежского Атлантического течения, он начинает входить в очень холодные атмосферные условия. Холодная атмосфера способна охлаждать поверхностные воды, и в некоторых случаях эта вода охлаждается настолько сильно, что часть воды WSC фактически тонет из-за увеличения ее плотности, сохраняя при этом свою соленость постоянной. Это один из элементов формирования промежуточных вод Нижней Арктики. [3] Поскольку течение продолжает двигаться на север и достигает континентального шельфа западного Шпицбергена, оно начинает сталкиваться с морским льдом. Морской лед тает из-за тепла WSC, и таким образом начинает существовать поверхностный слой очень пресной воды. Ветры смешивают пресную и теплую соленую воду из смеси WSC, образуя некоторое количество арктических поверхностных вод. Эти арктические поверхностные воды теперь менее плотны, чем атлантические воды в ЗСК, и, таким образом, ЗВК начинает погружаться под арктические поверхностные воды. На данный момент WSC все еще относительно теплый и очень соленый. Таким образом, это позволяет полностью изолировать атлантические воды в ЗСК от поверхностных вод. [3]
После нынешнего раскола на рукав Шпицберген и рукав Ермак, описанный выше общий процесс погружения в рукаве Шпицберген все еще продолжается. Однако в проливе Ермак ВСК не может проникнуть в глубь Северного Ледовитого океана, поскольку зона, в которую он входит, имеет очень сильное приливное перемешивание. Это позволяет атлантической воде смешиваться с полярными водами, создавая более однородную смесь относительно теплой и умеренно соленой воды. Это простирается примерно до 300 метров, что считается нижней глубиной Обратного Атлантического течения. [2] [4] Что касается рукава Шпицберген, то ядро Атлантических вод ВСК продолжает тонуть, поскольку на своем восточном маршруте оно встречает все больше и больше пресной воды. он довольно быстро опускается на глубину более 100 метров, К моменту достижения Баренцева моря поскольку на Северном Шпицбергене довольно много стоков пресной воды из фьордов. [5] что добавляет к более глубоким и менее плотным поверхностным водам Арктики и, следовательно, к более глубокому WSC. К тому времени, когда эта вода возвращается в круговорот Бофорта , глубина атлантического ядра WSC составляет от 400 до 500 метров. В отличие от рукава Ермака и Обратного Атлантического течения, рукав Шпицбергена способен сохранять сильный химический сигнал Атлантических вод, тогда как рукав Ермака и Возвратное Атлантическое течение несут очень слабый сигнал Атлантических вод. Температура ядра Атлантических вод является прямым отражением глубины Шпицбергенского филиала ЗСК. [6] [7]
Важно отметить, что если WSC встретит значительное количество льда вдоль континентального шельфа Шпицбергена, то WSC, продвигаясь к полюсу, затонет гораздо быстрее из-за большего количества таяния пресной воды из-за увеличившегося морского льда. Способность погружаться быстрее означает, что большая часть теплосодержания WSC будет сохранена и не потеряется в атмосфере или окружающих водах, и, таким образом, более теплые воды будут перенесены в Арктику. Это может оказать глубокое воздействие на таяние морского льда. [1]
Характеристики
[ редактировать ]Температура WSC сильно варьируется. Это часто зависит от атмосферных условий, которые сами по себе весьма изменчивы. Однако в целом самая теплая основная температура атлантических вод на ЗСК составляет от 2,75 °C у Шпицбергена до 2,25 °C у Земли Франца-Иосифа и до 1,0 °C к северу от Новых Сибирских островов. Соленость в этом теплом ядре часто превышает 34,95 psu . [6] Значения температуры океана в начале ВСК обычно составляют от 6 до 8 °C, а соленость — от 35,1 до 35,3 psu. [8]
Массовый транспорт
[ редактировать ]Перенос водных масс в ЗСК на отметке 78,83° северной широты сильно варьируется в годовом масштабе. Фахбрах и др. [9] показали, что максимальный объем переноса (~20 сверрупов ) наблюдался в феврале, а минимальный объем переноса - в августе (~5 сверруппов). Одной из больших проблем при расчете этих массовых объемов транспортировки является тот факт, что в некоторых районах ЗМЦ существуют противотоки, которые затрудняют оценку фактического объема перевозок.
Текущие исследования
[ редактировать ]Текущие исследования WSC сосредоточены на двух областях: теплосодержании и выделении метана . Было хорошо задокументировано, что температура ядра Атлантических вод, связанная с WSC, за последние годы увеличилась почти на 1 ° C. [6] Также было хорошо задокументировано, что температура ядра Атлантических вод снижается по мере циклонического перемещения по Арктике. Таким образом, это означает, что тепло теряется в окружающую воду. По мере повышения температуры воды больше тепла будет теряться в окружающую воду, поскольку WSC проходит вокруг Северного Ледовитого океана. Если тепловой поток из ядра Атлантических вод в ЗМК направлен вертикально вверх, то это приведет к потеплению поверхностных вод Арктики и таянию еще большего количества арктического морского льда. Таким образом, эта текущая тема представляет большой интерес, поскольку увеличение теплового потока из ядра AW приведет к еще большему таянию арктического морского льда. [8]
Вторая важная тема, которую мы рассматриваем, заключается в том, как это потепление повлияет на выбросы метана на морском дне океана вдоль континентальных окраин Западного Шпицбергена. Существуют зоны стабильности газовых гидратов, где небольшие колебания температуры могут диссоциировать эти гидраты и выделять пузырьки метана, которые поднимаются на поверхность и выбрасываются в атмосферу. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Хоган, Питер М. (1999). «Структура и теплосодержание Западно-Шпицбергенского течения». Полярные исследования . 18 (2): 183–188. Бибкод : 1999PolRe..18..183H . дои : 10.1111/j.1751-8369.1999.tb00291.x .
- ^ Jump up to: а б с Бурк, Р.Х., А.М. Вигель и Р.Г. Пакетт (1988). «Поворотная на запад ветвь Западно-Шпицбергенского течения». Журнал геофизических исследований . 93 (С11): 14065–14077. Бибкод : 1988JGR....9314065B . дои : 10.1029/JC093iC11p14065 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с Бойд, Тимоти Дж.; Д'асаро, Эрик А. (1994). «Охлаждение Западно-Шпицбергенского течения: зимние наблюдения к западу от Шпицбергена». Журнал геофизических исследований . 99 (C11): 22597. Бибкод : 1994JGR....9922597B . дои : 10.1029/94JC01824 .
- ^ Мэнли, Т.О. (1995). «Разветвление атлантических вод в проливе Гренландия-Шпицберген: оценка рециркуляции». Журнал геофизических исследований . 100 (С10): 20627–20634. Бибкод : 1995JGR...10020627M . дои : 10.1029/95JC01251 .
- ^ Салоранта, Туомо М.; Свендсен, Харальд (2001). «Через арктический фронт к западу от Шпицбергена: CTD-срезы высокого разрешения за 1998-2000 годы». Полярные исследования . 20 (2): 177. Бибкод : 2001PolRe..20..177S . дои : 10.1111/j.1751-8369.2001.tb00054.x .
- ^ Jump up to: а б с Дмитренко Игорь А.; Поляков Игорь В.; Кириллов Сергей А.; Тимохов Леонид А.; Фролов Иван Евгеньевич; Соколов Владимир Т.; Симмонс, Харпер Л.; Иванов Владимир Владимирович; Уолш, Дэвид (2008). «На пути к более теплому Северному Ледовитому океану: распространение теплой аномалии атлантических вод начала XXI века вдоль границ Евразийского бассейна» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 113 (С5): C05023. Бибкод : 2008JGRC..113.5023D . дои : 10.1029/2007JC004158 .
- ^ Перкин, Р.Г.; Льюис, Эл. (1984). «Смешение в Западно-Шпицбергенском течении» . Журнал физической океанографии . 14 (8): 1315. Бибкод : 1984JPO....14.1315P . doi : 10.1175/1520-0485(1984)014<1315:MITWSC>2.0.CO;2 . ISSN 1520-0485 .
- ^ Jump up to: а б Агаард, К.; Фолдвик, А.; Хиллман, СР (1987). «Западно-Шпицбергенское течение: расположение и трансформация водных масс» . Журнал геофизических исследований . 92 (C4): 3778. Бибкод : 1987JGR....92.3778A . дои : 10.1029/JC092iC04p03778 .
- ^ Фарбах, Эберхард; Мейнке, Йенс; Остерхус, Свейн; Рохардт, Герд; Шауэр, Урсула; Тверберг, Вигдис; Верден, Дженнифер (2001). «Прямые измерения объемного переноса через пролив Фрама» (PDF) . Полярные исследования . 20 (2): 217. Бибкод : 2001PolRe..20..217F . дои : 10.1111/j.1751-8369.2001.tb00059.x .
- ^ Уэстбрук, Грэм К.; Тэтчер, Кейт Э.; Ролинг, Элко Дж.; Пиотровский, Александр М.; Пялике, Хейко; Осборн, Энн Х.; Нисбет, Юан Г.; Миншалл, Тим А.; и др. (2009). «Выброс метана с морского дна вдоль континентальной окраины Западного Шпицбергена» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 36 (15): L15608. Бибкод : 2009GeoRL..3615608W . дои : 10.1029/2009GL039191 .
См. также
[ редактировать ]- Океанское течение
- Океанические круговороты
- Физическая океанография
- Форвард пролив
- Северный Ледовитый океан
- Уэйлерс Бэй
| Течения |
| ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гирес |
| ||||||||||
| Связанный | |||||||||||
