Гольфстрим вместе с его северным продолжением в сторону Европы, Северо-Атлантическим дрейфом , представляет собой теплое и быстрое Атлантическое океанское течение , которое берет начало в Мексиканском заливе и течет через Флоридский пролив и поднимается вверх по восточному побережью Соединенных Штатов, а затем поворачивает на восток около 36° северной широты (Северная Каролина) и движется в сторону Северо-Западной Европы как Северо-Атлантическое течение . Процесс западной интенсификации приводит к тому, что Гольфстрим становится течением, ускоряющимся на север, у восточного побережья Северной Америки. Около 40 ° 0'N 30 ° 0'W / 40 000 ° N 30 000 ° W / 40 000; -30 000 , оно разделяется на две части: северный поток, Североатлантический дрейф, пересекающий Северную Европу, и южный поток, Канарское течение , циркулирующее вокруг Западной Африки.
Гольфстрим влияет на климат прибрежных районов восточного побережья США от Флориды до юго-восточной Вирджинии (около 36° с. ш.) и в большей степени на климат Северо-Западной Европы. Существует мнение, что климат Северо-Западной Европы теплее, чем в других районах аналогичной широты, по крайней мере частично, из-за сильного Северо-Атлантического течения. [1] [2] [3] Это часть Североатлантического круговорота . Его присутствие привело к развитию сильных циклонов всех типов как в атмосфере , так и в океане.
Европейское открытие Гольфстрима датируется экспедицией Хуана Понсе де Леона в 1512 году , после чего оно стало широко использоваться испанскими кораблями, направлявшимися из Карибского моря в Испанию. [4] В кратком изложении журнала путешествия Понсе де Леона от 22 апреля 1513 года отмечалось: «Течение такое, что, хотя у них был сильный ветер, они не могли двигаться вперед, а назад, и кажется, что они продвигались хорошо; В конце концов стало известно, что течение сильнее ветра». [5]
Бенджамин Франклин заинтересовался закономерностями циркуляции Северного Атлантического океана. В 1768 году, находясь в Англии, Франклин услышал любопытную жалобу от Колониального таможенного управления : «Почему британским пакетам потребовалось на несколько недель больше времени, чтобы добраться до Нью-Йорка из Англии, чем среднему американскому торговому кораблю, чтобы добраться до Ньюпорта, Род-Айленд ?» несмотря на то, что торговые суда выходят из Лондона и должны плыть по Темзе , а затем по Ла-Маншу , прежде чем пересечь Атлантику, в то время как пакеты отправляются из Фалмута в Корнуолле? [6]
Франклин попросил ответа у своего двоюродного брата Тимоти Фолджера, капитана китобойного промысла с острова Нантакет . Фолджер объяснил, что торговые суда регулярно пересекали течение, что определялось по поведению китов, измерению температуры воды и изменению цвета воды, в то время как капитаны почтовых отправлений шли против него. [6] Франклин попросил Фолджера нарисовать путь течения на карте Атлантики и добавить примечания о том, как избежать течения при плавании из Англии в Америку. Затем Франклин отправил диаграмму Энтони Тодду, секретарю британской почты. [6] Карта Гольфстрима Франклина была напечатана в 1769 году в Лондоне, но британские капитаны ее по большей части игнорировали. [7] Копия схемы была напечатана в Париже примерно в 1770–1773 годах, а третья версия была опубликована Франклином в Филадельфии в 1786 году. [8] [9]
Собственно Гольфстрим представляет собой течение с западной интенсивностью , вызванное главным образом ветром . [10] В 1958 году океанограф Генри Стоммел заметил: «На самом деле в потоке находится очень мало воды из Мексиканского залива». [11] Североатлантический дрейф, напротив, в значительной степени обусловлен термохалинной циркуляцией . Теплая вода, несущая через Атлантику на северо-восток, делает Западную Европу и особенно Северную Европу теплее и мягче, чем могла бы быть в противном случае. [12]
Река с морской водой, называемая Атлантическим Северо-Экваториальным течением , течет на запад от побережья Центральной Африки. Когда это течение взаимодействует с северо-восточным побережьем Южной Америки, оно раздваивается на две ветви. Одно из них впадает в Карибское море , а второе, Антильское течение , течет к северу и востоку от Вест-Индии . [13] Эти две ветви соединяются к северу от Флоридского пролива .
Пассаты дуют на запад в тропиках, [ 14] и западные ветры дуют на восток в средних широтах. [15] Этот характер ветра создает нагрузку на субтропическую поверхность океана с отрицательной завитушкой в северной части Атлантического океана. [16] В результате транспорт Свердрупа направлен к экватору. [17]
Из-за сохранения потенциальной завихренности , вызванной ветрами, движущимися на север, на западной периферии субтропического хребта, и повышенной относительной завихренности движущейся на север воды, перенос уравновешивается узким, ускоряющимся течением, направленным к полюсу. Оно течет вдоль западной границы океанского бассейна, перевешивая эффекты трения с западным пограничным течением, и известно как Лабрадорское течение . [18] Сохранение потенциальной завихренности также вызывает изгибы Гольфстрима, которые иногда разрываются при изменении положения Гольфстрима, образуя отдельные теплые и холодные водовороты. [19] Этот общий процесс, известный как западная интенсификация, приводит к тому, что течения на западной границе океанского бассейна, такие как Гольфстрим, становятся сильнее, чем на восточной границе. [20]
Как следствие, возникшее Гольфстрим представляет собой сильное океанское течение. Он транспортирует воду со скоростью 30 миллионов кубических метров в секунду (30 свердрупов ) через Флоридский пролив. По мере прохождения к югу от Ньюфаундленда эта скорость возрастает до 150 сверруппов. [21] Объем Гольфстрима затмевает все реки, впадающие в Атлантику, вместе взятые, которые составляют 0,6 сверруппа. Однако оно слабее Антарктического циркумполярного течения . [22] Учитывая силу и близость Гольфстрима, пляжи вдоль восточного побережья США могут быть более уязвимы к крупным аномалиям уровня моря, которые существенно влияют на скорость береговой эрозии . [23]
Гольфстрим обычно имеет ширину 100 км (62 мили) и глубину от 800 до 1200 м (от 2600 до 3900 футов). Скорость течения самая высокая у поверхности, максимальная скорость обычно составляет около 2,5 м/с (5,6 миль в час). [24] По мере продвижения на север теплая вода, переносимая Гольфстримом, подвергается испарительному охлаждению. Охлаждение осуществляется ветром; ветер, движущийся над водой, вызывает испарение , охлаждая воду и увеличивая ее соленость и плотность. Когда образуется морской лед, соли остаются вне льда, этот процесс известен как исключение рассола. [25] Эти два процесса производят более плотную и холодную воду (точнее, воду, которая все еще остается жидкой при более низкой температуре). В северной части Атлантического океана вода становится настолько плотной, что начинает опускаться вниз через менее соленую и менее плотную воду. ( Действие конвекции похоже на лавовую лампу .) Этот нисходящий поток холодной, плотной воды становится частью Североатлантического глубоководного потока, идущего на юг. [26] В пределах течения встречается очень мало водорослей , хотя водоросли лежат скоплениями к востоку от него. [27]
В апреле 2018 года два исследования, опубликованные в журнале Nature [28] [29], показали, что Гольфстрим является самым слабым за последние 1600 лет. [30]
Гольфстрим оказывает влияние на климат полуострова Флорида . На участке побережья Флориды, называемом Флоридским течением , средняя температура воды зимой составляет не менее 24 ° C (75 ° F). [31] Восточные ветры, дующие над этой теплой водой, переносят теплый воздух из-за Гольфстрима вглубь страны, [32] помогая поддерживать более умеренную температуру по всему штату, чем где-либо еще на юго-востоке Соединенных Штатов в течение зимы. Кроме того, близость Гольфстрима к Нантакету , штат Массачусетс , увеличивает его биоразнообразие , поскольку это северная граница для южных разновидностей растительной жизни и южная граница для северных видов растений, поскольку в Нантакете зимой теплее, чем на материке. [33]
Североатлантическое течение Гольфстрима, наряду с аналогичными теплыми воздушными потоками, помогает сохранять Ирландию и западное побережье Великобритании на несколько градусов теплее, чем восточное. [34] Однако разница наиболее заметна на западных прибрежных островах Шотландии . [35] [ проверка не удалась ] Заметное воздействие Гольфстрима и сильных западных ветров на Европу происходит вдоль норвежского побережья . [12] Северные части Норвегии расположены недалеко от арктической зоны, большая часть которой зимой покрыта льдом и снегом. Однако почти все побережье Норвегии остается свободным ото льда и снега в течение всего года. [36] Эффект потепления, обеспечиваемый Гольфстримом, позволил создать и поддерживать довольно крупные поселения на побережье Северной Норвегии , включая Тромсё , третий по величине город к северу от Полярного круга. Погодные системы, нагретые Гольфстримом, дрейфуют в Северную Европу, что также приводит к потеплению климата за скандинавскими горами .
Возможность обрушения Гольфстрима освещалась в некоторых новостных изданиях. [ расплывчато ] [37] [38] [39] [40] [41] Шестой оценочный доклад МГЭИК специально рассмотрел этот вопрос и обнаружил, что, основываясь на модельных прогнозах и теоретическом понимании, Гольфстрим не прекратится в условиях потепления климата. . [42] Хотя ожидается, что течение Гольфстрима замедлится по мере ослабления Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC), оно не рухнет, даже если AMOC рухнет. [42] Тем не менее, это замедление будет иметь значительные последствия, включая повышение уровня моря вдоль побережья Северной Америки, уменьшение количества осадков в средних широтах, изменение характера сильных осадков вокруг Европы и тропиков, а также более сильные штормы в Северной Атлантике. [42]
Теплая вода и контраст температур вдоль края Гольфстрима часто увеличивают интенсивность циклонов, тропических или других. Для образования тропических циклонов обычно требуется температура воды выше 26,5 ° C (79,7 ° F). [43] Формирование тропических циклонов является обычным явлением над Гольфстримом, особенно в июле. Штормы движутся на запад через Карибское море, а затем либо движутся в северном направлении и поворачивают к восточному побережью Соединенных Штатов, либо остаются на северо-западном направлении и попадают в Мексиканский залив . [44] Такие штормы могут вызвать сильные ветры и нанести значительный ущерб юго-восточным прибрежным районам США . Ураган «Сэнди» в 2012 году стал недавним примером того, как ураган прошел через Гольфстрим и набрал силу. [45]
Было показано, что сильные внетропические циклоны значительно углубляются вдоль мелкой фронтальной зоны , вызванной Гольфстримом, в холодное время года . [46] Субтропические циклоны также имеют тенденцию возникать вблизи Гольфстрима. Около 75% таких систем, зарегистрированных в период с 1951 по 2000 год, сформировались вблизи этого тепловодного течения, причем два ежегодных пика активности приходятся на май и октябрь. [47] Циклоны внутри самого океана образуются под Гольфстримом, простираясь на глубину до 3500 м (11 500 футов) под поверхностью океана. [48]
Гольфстрим периодически образует кольца в результате перекрытия меандра Гольфстрима от альтернативного маршрута, отличающегося от этого меандра, создавая независимый водоворот. Эти вихри бывают двух типов — кольца с холодным ядром, которые вращаются циклонически (против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном полушарии), и кольца с теплым ядром, которые вращаются антициклонически. Эти кольца способны переносить различные биологические, химические и физические свойства исходной воды в новые воды, в которые они перемещаются.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
