Переполнение канала Фарея Банк
Эта статья требует дополнительных цитат для проверки . ( июль 2022 г. ) |

Холодная и плотная вода из скандинавских морей транспортируется на юг как переполнение канала фарурки . Эта вода течет из Арктического океана в Северную Атлантику через канал Фарель-Банк между Фарерскими островами и Шотландией . По оценкам, транспорт переполнения способствует одной трети (2,1 ± 0,2 SV , в среднем) от общего переполнения над хребтом Гренландии-Скотландии . [ 1 ] [ 2 ] Оставшиеся две треть переполненных вод проходят через Дарный пролив (является самым сильным переполнением ветви с предполагаемым транспортом 3,5 SV [ 3 ] [ 4 ] ), Уайвилль Томсон-хребет (0,3 SV) и хребет Исландии-Фаро (1,1 SV). [ 1 ]
Переполнение канала Faroe-Bank (FBCO) в значительной степени способствует формированию глубокой воды Северной Атлантики . [ 5 ] Следовательно, FBCO важна для транспортировки воды к глубоким частям Северной Атлантики, играя значительную роль в климатической системе Земли. [ 6 ]
Фарель-банк канал
[ редактировать ]Канал фарурской банк (FBC) представляет собой глубоко разрушенный канал в Гренландии-Скотландском хребте (GSR). Его основной подоконник , расположенный к югу от Фарерских островов, имеет ширину около 15 км и максимальную глубину 840 м, с очень крутыми стенами по обе стороны канала. 100 км к северо-западу от этого подоконника есть вторичный подоконник с максимальной глубиной 850 м. [ 7 ] Переполнение канала Фарея поступает в FBC с северо-востока, поворачивается к западу между Фарерскими островами и банкей Фарер и покидает GSR в юго-западном направлении, на западе на юго-западе от Фарерских островов. [ 7 ]
Гидрография
[ редактировать ]
Вода, протекающая через хребет Гренландии-Скотландии через канал Фарель-Банк, состоит из очень хорошо смешанного нижнего слоя со слоем стратифицированного воды на вершине. [ 8 ] Температура этого стратифицированного слоя может достигать 11 ° C в верхних 100 м канала с соленостью около 35,1 г/кг; Глубина от 100 до 400 м температура воды в стратифицированном слое составляет около 8 ° C, с соленостью 35,2 г/кг. [ 8 ] Вода ниже 400 м в хорошо смешанном слое может быть охарактеризована как переполненная вода.
Определение переполнения
[ редактировать ]Смешанный нижний слой FBC - это то, где происходит фактическое переполнение, питаясь притоком холодной и свежей северной воды , модифицированной северной атлантической воды , Норвежской морской глубокой воды и Норвежской морской арктической промежуточной водой . [ 9 ] Эти водные массы имеют разные температуры (от -0,5 до 7,0 ° C) и соленственность (между 34,7 и 35,4 г/кг). [ 9 ] Следовательно, может быть сложно точно определить, какая вода, попадающая в FBC, способствует фактическому переполнению. Возможны четыре определения, два из которых в зависимости от скорости переполнения, одно в зависимости от потока переполнения, и одно в зависимости от свойств переполнения воды.
Самое простое определение-с точки зрения скоростей: вода со скоростью в северо-западном направлении затем называется переполнением канала фарурского банка. [ 1 ] При подоконнике скорости могут расти до 1,2 м/с, ускоряясь, когда течет вниз по углубляющейся батиметрии . [ 9 ] В этом отношении высокие скорости связаны с сильным смешиванием и высоко турбулентными потоками. В стратифицированном слое в верхней части канала скорости становятся отрицательными (то есть в юго -восточном направлении), что делает эту воду не частью переполнения.
Другой вариант заключается в том, чтобы учитывать баротропные (то есть горизонтальные градиенты высоты поверхности моря, определяют токи) и бароклинные (то есть градиенты горизонтальной плотности определяют токи) градиенты давления на глубине переполнения между обеими сторонами GSR: где снижение высоты поверхности моря и это уменьшение высоты интерфейса от вверх по течению до подоконника. [ 10 ] Такие процессы, как смешивание, циркуляция и конвекция, способствуют этим градиентам давления. Таким образом, скорость переполнения масштабируется следующим образом с градиентом давления между бассейнами к северу и югу от хребта:
Эта скорость может быть использована для определения общего потока переполнения в FBC. [ 11 ]
Третье определение-так называемый кинематический переполнение : поток воды от нижней части канала до высоты границы раздела, являясь уровнем, на котором скорость в северо-западном направлении измеряет половину максимальной скорости в профиле. [ 10 ] Поток переполнения затем рассчитывается через где Средняя скорость профиля , высота интерфейса, высота слоя ниже самой низкой станции измерения в канале, и это объемный поток на ширину единицы канала. [ 10 ]
Наконец, переполнение также может быть определена на основе гидрографических свойств: а именно как вода, которая течет через FBC, имеющую температуру ниже 3 ° C, [ 10 ] или иметь потенциальную плотность выше 27,8 кг/м 3 . [ 12 ] Это определение чаще всего используется при оценке значений по величине FBCO.
Периодичность
[ редактировать ]Профили температуры и солености, а также скорость тока в FBC сильно различаются в повседневной жизни. Плотная вода образует купола, которые перемещаются через канал с периодом от 2,5 до 6 дней. [ 2 ] На поверхности океана эта периодичность может наблюдаться в виде топографических волн Россби на поверхности моря, которые вызваны мезомасштабными колебаниями в поле скорости. [ 13 ] Полученные вихри являются следствием бароклинной нестабильности в воде переливки, которая затем вызывает наблюдаемую периодичность. [ 14 ]
На более высоком временном масштабе атмосферное воздействие также вызывает периодические изменения в FBCO. Когда атмосферная циркуляция, управляющая скандинавскими морями, находится в циклоническом ( антициклоническом ) режиме, источник глубокой воды преимущественно поступает через западный (восточный) путь притока, а FBCO будет слабее (более сильнее). [ 5 ] Восточный путь притока называется реактивным самолетом канала Фаре . Этот переход от циклонического к антициклоническому режиму происходит на межгодовом масштабе времени, но атмосферное воздействие также показывает сезонный цикл. Летом ослабленные циклонические ветры связаны с более высоким транспортом FBCO. Это указывает на быстрый баротропный ответ на воздействие ветра. [ 5 ]
Отток
[ редактировать ]Вода струйного канала в фане намного холоднее, чем вода, текущая в канал Фарель-Банк, по его западному входному пути. Внутри FBC вода всегда течет вдоль его восточной, а не западной границы, независимо от разных путей притока из скандинавских морей. [ 5 ] Более того, порой доминантный путь восточного притока, переполненные воды более плотные и выше по объему.
После прохождения первичного подоконника канала Farey-Bank, переполнение разбивает в две разные ветви, которые оба текут с максимальной скоростью 1,35 м/с друг на друга. Средняя толщина общего оттока шлейфа вдоль его спуска составляет 160 ± 70 м, что демонстрирует высокую боковую изменчивость, и дает перенос ~ 1 SV на ветвь. [ 15 ] Поперечная циркуляция активно разбавляет нижнюю ветвь шлейфа. Мелкая промежуточная ветвь транспортирует теплую, менее плотную воду вдоль склона гребня к западу. Эта ветвь смешивается с кислородом, свежей модифицированной восточной исландской водой . [ 16 ] Глубокий (глубже 1000 м) филиал транспортирует самую плотную холодную воду к глубоким частям Северной Атлантики. [ 17 ] Эта ветвь уклоняется от теплее и более соленой водой, смеси и, следовательно, получает более высокие температуры и соленость. Обе ветви в конечном итоге способствуют формированию глубокой воды Северной Атлантики .
Северная Атлантика переворачивается
[ редактировать ]Атлантическая меридиональная переворачивающая циркуляция (AMOC) важна для климата Земли из -за его распределения тепла и солености по всему миру. [ 5 ] Сила переполнения канала фарурки является важным показателем для стабильности AMOC, поскольку переполнение производит густые воды, которые в значительной степени способствуют общему перевороту в Северной Атлантике. [ 5 ] Параметрами, которые могут повлиять на AMOC, являются кинематическим переполнением (то есть величина перелива) и плотность переполнения (поскольку AMOC является циркуляцией, управляемой плотностью). В этом отношении характеристики плотности переполнения могут варьироваться, даже если кинематическое переполнение этого не делает. [ 10 ]
Измерения
[ редактировать ]Начиная с 1995 года FBCO контролировался непрерывным акустическим профилирующим профилирующим (ADCP), измерением объема транспорта, гидрографическими свойствами и плотностью переполнения. [ 17 ] Кинематическое переполнение, полученное из поля скорости, показало незначительную положительную линейную тенденцию 0,01 ± 0,013 SV/год в период между 1995 и 2015 годами, тогда как самая холодная часть FBCO, нагретая в том же периоде с 0,1 ± 0,06 ° C (которая нагрета в том же периоде с 0,1 ± 0,06 ° C (которая нагрета в том же периоде с 0,1 ± 0,06 Сделано уменьшается плотность), вызывая увеличение переноса тепла в AMOC. [ 18 ] Это потепление, однако, сопровождается наблюдаемым увеличением солености (и, следовательно, плотности), что не приводит к чистому изменению плотности. [ 18 ]
Модели моделирования
[ редактировать ]Климатические модели продемонстрировали общую тенденцию к снижению в бароклинном компоненте переполнения между 1948 и 2005 годами; Градиент баротропного давления, однако, показывает тенденцию к увеличению равной величины. Эти процессы компенсируют друг другу; В результате разность давления на глубине не показывает значительную тенденцию с течением времени. [ 11 ]
Глобальное обратное моделирование, гидрографические обзоры океана, запасы хлорфуорурокаборона (CFC) и мониторинг AMOC с 2004 года, чтобы представить, показали, что AMOC замедлился в последние десятилетия. [ 6 ] Как объяснено, плотность вод FBCO не изменилась в течение этого периода времени, поэтому изменения в FBCO не могут (полностью) объяснить изменения в AMOC. [ 19 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Атлантическая меридиональная переворачивающая циркуляция
- Северные моря
- Мезомасштабные океанские вихри
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в Østerhus, Svein; Шервин, Тоби; Quadfasel, Detlef; Hansen, Bogi (2008), «Переполнение транспорта к востоку от Исландии» , Арктические-Субарктические потоки океана , Dordrecht: Springer Netherlands, с. 427–441, doi : 10.1007/978-1-4020-6774-7_19 , isbn 978-1-4020-6773-0 Получено 2022-03-19
- ^ Jump up to: а беременный Ullgren, Je; Darelius, E.; Фер, И. (2015-10-07). «Транспортировка объема и смешивание переполнения канала Farey Bank от одного года пришвартованных измерений» . Обсуждения науки о океане . 12 (5): 2315. Bibcode : 2015ocscd..12.2315u . doi : 10.5194/OSD-12-2315-2015 .
- ^ Jochumsen, Kerstin; Quadfasel, Detlef; Вальдимарссон, Хединн; Йонссон, Стейнгримур (декабрь 2012 г.). "Вариабибство переполнения пролива Дедарика: пришвартованные временные ряды с 1996-2 Журнал геофизических исследований: океаны 117 (C12): N/A. Bibda : 2012jgrc..11712003j . Doi : 10.1029/ 2012jc0 ISSN 0148-0
- ^ Затвердеть, будь; Пикарт, RS; Вальдимарссон, Хэдинн; Våge, kjetil; де Стер, Лора; Ричардс, Кларк; Бахр, Фрэнк; Торрес, Дэн; Børve, Eli; Йонссон, Стейнгримур; Макрандер, Андреас (июнь 2016 г.). «Источники переполнения пролива Дании: наблюдения из швартовки с высоким разрешением» . Deep Sea Research Part I: океанографические исследовательские работы . 112 : 94–112. Bibcode : 2016dsri..112 ... 94H . doi : 10.1016/j.dsr.2016.02.007 . HDL : 1956/16720 . ISSN 0967-0637 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Барбара, Чафик, Леон Хатун, Хьялмар Кьеллссон, Джоаким Ларсен, Карин Маргрета Х. Россби, Томас Беркс (2020-07-24). Открытие непризнанного пути, несущего переполнение вод к каналу Farey Bank . Природная исследование. OCLC 1286412816 .
{{cite book}}
: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а беременный Ченг, Вэй; Чиан, Джон Ч; Чжан, Донгсиао (15 сентября 2013 г.). «Атлантическая мериональная переворачивающая циркуляция (AMOC) в моделях CMIP5: RCP и историческое моделирование» . Журнал климата . 26 (18): 7187–7197. Bibcode : 2013jcli ... 26.7187c . doi : 10.1175/jcli-d-12-00496.1 . S2CID 56001197 .
- ^ Jump up to: а беременный Бирд, Николас; Фер, Илкер; Рейнс, Питер; Эриксен, Чарльз (2012-12-01). «Рассеяние турбулентной кинетической энергии, выведенная от морских глидков: применение к переполнению восточных северных морей» . Журнал физической океанографии . 42 (12): 2268–2282. BIBCODE : 2012JPO .... 42.2268B . doi : 10.1175/jpo-d-12-094.1 . HDL : 1956/16275 . ISSN 0022-3670 .
- ^ Jump up to: а беременный Фер, Илкер; Voet, Gunnar; Seim, Knut S.; Рудель, Берт; Латариус, Катрин (январь 2010 г.). «Интенсивное смешивание переполнения канала Farey Bank» . Геофизические исследования . 37 (2): N/A. Bibcode : 2010georl..37.2604f . doi : 10.1029/2009gl041924 . ISSN 0094-8276 . S2CID 129748007 .
- ^ Jump up to: а беременный в Borenäs, Карин; Лундберг, Питер (2004-02-01). «Глубокоооборный канал Farey-Bank» . Deep Sea Research Часть II: Актуальные исследования в области океанографии . Физическая океанография морских пролива. 51 (4): 335–350. Bibcode : 2004dsrii..51..335b . doi : 10.1016/j.dsr2.2003.05.002 . ISSN 0967-0645 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Хансен, Боги; Østerhus, Svein (декабрь 2007 г.). «Farey Bank Channel Overflow 1995–2005» . Прогресс в океанографии . 75 (4): 817–856. Bibcode : 2007proce..75..817h . doi : 10.1016/j.pocean.2007.09.004 . ISSN 0079-6611 .
- ^ Jump up to: а беременный Олсен, Штеффен М.; Хансен, Боги; Quadfasel, Detlef; Østerhus, Svein (сентябрь 2008 г.). «Наблюдаемая и смоделированная стабильность переполнения через Гренланд -Шотландский хребет» . Природа . 455 (7212): 519–522. Bibcode : 2008natur.455..519o . doi : 10.1038/nature07302 . ISSN 0028-0836 . PMID 18818655 . S2CID 4383230 .
- ^ Хуан, Цзе; Пикарт, Роберт С.; Хуан, Руи Синь; Лин, Пейген; Brakstad, Ailin; Сюй, Фангуа (2020-10-23). «Источники и пути вверх по течению самой плотной переполненной воды в скандинавских морях» . Природная связь . 11 (1): 5389. Bibcode : 2020natco..11.5389h . doi : 10.1038/s41467-020-19050-y . ISSN 2041-1723 . PMC 7584654 . PMID 33097701 .
- ^ Darelius, E.; Ullgren, Je; Фер, И. (2013-07-01). «Наблюдения за баротропными колебаниями и их влиянием на смешивание в регионе переполнения канала Фарерского банка» . Журнал физической океанографии . 43 (7): 1525–1532. Bibcode : 2013JPO .... 43.1525d . doi : 10.1175/jpo-d-13-059.1 . HDL : 1956/13066 . ISSN 0022-3670 .
- ^ Го, Чанчанг; Иликак, Мехмет; Фер, Илкер; Дарелиус, Элин; Bentsen, Mats (2014-10-01). «Бароклинная нестабильность канала Farey Bank переполняет*» . Журнал физической океанографии . 44 (10): 2698–2717. Bibcode : 2014JPO .... 44.2698G . doi : 10.1175/jpo-d-14-0080.1 . ISSN 0022-3670 . S2CID 129512851 .
- ^ Николас, Уллгрен, Дженни Э. Фер, Илкер Дарелиус, Элин Бирд (2014-04-09). Взаимодействие переполнения канала Фарерского банка с промежуточными водами Исландии . Джон Уайли и сыновья. OCLC 1130872761 .
{{cite book}}
: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ullgren, Jenny E.; Фер, Илкер; Дарелиус, Элин; Бирд, Николас (январь 2014 г.). «Взаимодействие переполнения канала Фарерского банка с промежуточными водами Исландии» . Журнал геофизических исследований: океаны . 119 (1): 228–240. Bibcode : 2014jgrc..119..228u . doi : 10.1002/2013JC009437 . HDL : 1912/6540 . ISSN 2169-9275 .
- ^ Jump up to: а беременный Beaird, NL; Рейнс, ПБ; Эриксен, CC (2013-11-01). «Переполненные воды на хребте Исландии - Фаре, наблюдаемые в многолетних исследованиях морских пейзажеров» . Журнал физической океанографии . 43 (11): 2334–2351. Bibcode : 2013jpo .... 43.2334b . doi : 10.1175/jpo-d-13-029.1 . ISSN 0022-3670 .
- ^ Jump up to: а беременный Хансен, лук; Дом Ларсена, Карин Маргрета; Hátún, Hjalmar; Østerhus, Svein (2016-11-17). «Стабильный канал Farey Bank переполняет 1995–2015» . Океанская наука . 12 (6): 1205–1220. Bibcode : 2016ocscci..12.1205H . Doi : 10.5194/OS-12-1205-2016 . ISSN 1812-0784 .
- ^ SA, Bryden, HL Longworth, HR Cunningham (2005). Письмо. Замедление атлантического меридионального переворачивающего циркуляции при 25 ° с.ш. OCLC 921259324 .
{{cite book}}
: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )