Гольфстрим — теплое и быстрое течение Атлантического океана , которое берет начало в Мексиканском заливе и протекает через Флоридский пролив и вдоль восточного побережья Соединенных Штатов, затем поворачивает на восток около 36° с. ш. (Северная Каролина) и движется к северо-западной Европе как Северо - Атлантическое течение . Процесс западной интенсификации приводит к тому, что Гольфстрим становится ускоряющимся на север течением у восточного побережья Северной Америки. Около 40°0′ с. ш. 30°0′ з. д. / 40.000° с. ш. 30.000° з. д. / 40.000; -30.000 он разделяется на две части: северный поток, Северо-Атлантическое течение, пересекает Северную Европу, а южный поток, Канарское течение , циркулирует у 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 консенсус, что климат Северо-Западной Европы теплее, чем в других районах схожей широты, по крайней мере, частично из-за сильного Северо-Атлантического течения. [1] [2] [3] Оно является частью Северо-Атлантического круговорота . Его присутствие привело к развитию сильных циклонов всех типов, как в атмосфере , так и в океане.
Европейское открытие Гольфстрима относится к экспедиции Хуана Понсе де Леона 1512 года , после чего он стал широко использоваться испанскими судами, плывущими из Карибского моря в Испанию. [4] В кратком изложении судового журнала Понсе де Леона от 22 апреля 1513 года отмечалось: «Течение такое, что, хотя у них был сильный ветер, они не могли идти вперед, а только назад, и, похоже, они шли хорошо; в конце концов, стало известно, что течение было сильнее ветра». [5]
Бенджамин Франклин заинтересовался закономерностями циркуляции в северной части Атлантического океана . В 1768 году, находясь в Англии, Франклин услышал любопытную жалобу от Колониального таможенного управления : «Почему британским пакетботам требовалось на несколько недель больше времени, чтобы добраться из Англии до Нью-Йорка, чем среднему американскому торговому судну, чтобы добраться до Ньюпорта, Род-Айленд , несмотря на то, что торговые суда отправлялись из Лондона и должны были плыть по Темзе , а затем по всему Ла-Маншу , прежде чем пересечь Атлантику, в то время как пакетботы отправлялись из Фалмута в Корнуолле?» [6]
Франклин попросил своего кузена Тимоти Фолджера, капитана китобойного промысла с острова Нантакет , ответить на этот вопрос. Фолджер объяснил, что торговые суда обычно пересекали течение, которое определялось по поведению китов, измерению температуры воды и изменению цвета воды, в то время как капитаны почтовых пакетов шли против него. [6] Франклин попросил Фолджера нарисовать путь течения на карте Атлантики и добавить заметки о том, как избегать течения при плавании из Англии в Америку. Затем Франклин переслал карту Энтони Тодду, секретарю британской почты. [6] Карта Гольфстрима Франклина была напечатана в 1769 году в Лондоне, но британские капитаны мореплавания в основном ее игнорировали. [7] Копия карты была напечатана в Париже около 1770–1773 годов, а третья версия была опубликована Франклином в Филадельфии в 1786 году. [8] [9]
Гольфстрим — это усиленное с запада течение, движущееся в основном под действием ветра . [10] В 1958 году океанограф Генри Стоммел отметил: «В действительности в течении находится очень мало воды из Мексиканского залива». [11] Североатлантическое течение , напротив, в значительной степени движется термохалинной циркуляцией . Оно переносит теплую воду на северо-восток через Атлантику, делая Западную Европу и особенно Северную Европу теплее и мягче, чем она могла бы быть. [12]
Река морской воды, называемая Атлантическим Северным Экваториальным течением , течет на запад от побережья Центральной Африки. Когда это течение взаимодействует с северо-восточным побережьем Южной Америки, течение разветвляется на две ветви. Одна проходит в Карибское море , а вторая, Антильское течение , течет к северу и востоку от Вест-Индии . [13] Эти две ветви воссоединяются к северу от Флоридского пролива.
Пассаты дуют на запад в тропиках, [14] а западные ветры дуют на восток в средних широтах. [15] Такая схема ветра оказывает давление на поверхность субтропического океана с отрицательной завихренностью поперек северной части Атлантического океана. [16] В результате перенос Свердрупа направлен в сторону экватора. [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 к полюсу. Оно течет вдоль западной границы океанического бассейна, перевешивая эффекты трения с западным пограничным течением, и известно как Лабрадорское течение . [18] Сохранение потенциальной завихренности также вызывает изгибы вдоль Гольфстрима, которые иногда прерываются, когда положение Гольфстрима меняется, образуя отдельные теплые и холодные вихри. [19] Этот общий процесс, известный как западная интенсификация, приводит к тому, что течения на западной границе океанического бассейна, такие как Гольфстрим, становятся сильнее, чем на восточной границе. [20]
В результате Гольфстрим становится сильным океанским течением. Он переносит воду со скоростью 30 миллионов кубических метров в секунду (30 свердрупов ) через Флоридский пролив. Когда он проходит к югу от Ньюфаундленда, эта скорость увеличивается до 150 свердрупов. [21] Объем Гольфстрима затмевает все реки, впадающие в Атлантику вместе взятые, которые в сумме составляют 0,6 свердрупа. Однако он слабее Антарктического циркумполярного течения . [22] Учитывая силу и близость Гольфстрима, пляжи вдоль восточного побережья Соединенных Штатов могут быть более уязвимы к крупным аномалиям уровня моря, которые существенно влияют на скорость прибрежной эрозии . [23]
Ширина Гольфстрима обычно составляет 100 км (62 мили), а глубина — 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 вызывается ветром; ветер, движущийся над водой, вызывает испарение , охлаждая воду и увеличивая ее соленость и плотность. Когда образуется морской лед, соли выпадают из льда, этот процесс известен как исключение рассола. [25] Эти два процесса производят воду, которая становится плотнее и холоднее (или, 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. ( Конвективное действие похоже на лавовую лампу .) Этот нисходящий поток холодной, плотной воды становится частью североатлантического глубоководного течения , идущего на юг. [26] Очень мало водорослей находится в течении, хотя водоросли находятся группами к востоку от него. [27]
В апреле 2018 года два исследования, опубликованные в британском научном журнале Nature [28] [29], показали, что Гольфстрим находится в самом слабом состоянии по крайней мере за 1600 лет. [30]
Гольфстрим оказывает влияние на климат полуострова Флорида . Часть побережья Флориды, называемая Флоридским течением , поддерживает среднюю температуру воды не менее 24 °C (75 °F) зимой и часто 29 °C (84 °F) летом и осенью. [31] Восточные ветры, движущиеся над этой теплой водой, переносят теплый воздух из-за Гольфстрима вглубь страны, [32] помогая поддерживать более умеренные температуры по всему штату, чем в других местах на юго-востоке Соединенных Штатов в течение зимы.
Гольфстрим переносит большое разнообразие тропических рыб и организмов на север вдоль Восточного побережья от Флориды до крайнего юго-востока Массачусетса весной и летом. Следуя за теплыми водами Гольфстрима, тропические рыбы часто встречаются у Восточного побережья в поисках пищи, включая несколько видов Batoidea , Dolphin , Barracuda и Triggerfish . Близость Гольфстрима к Нантакету , Массачусетс , увеличивает его биоразнообразие , поскольку это северная граница для южных разновидностей растений и южная граница для северных видов растений, Нантакет зимой теплее, чем материк зимой [33] всего в 30 милях к северу. [34] К северу от острова Нантакет вдоль побережья Новой Англии на север до восточного побережья Канады находится холодное Лабрадорское течение .
Североатлантическое течение Гольфстрим, наряду с аналогичными теплыми воздушными потоками, помогает поддерживать Ирландию и западное побережье Великобритании на несколько градусов теплее, чем восточное. [35] Однако разница наиболее драматична на западных прибрежных островах Шотландии . [36] [ неудачная проверка ] Заметное влияние Гольфстрима и сильных западных ветров на Европу происходит вдоль побережья Норвегии . [12] Северные части Норвегии лежат близко к арктической зоне, большая часть которой зимой покрыта льдом и снегом. Однако почти все побережье Норвегии остается свободным ото льда и снега в течение всего года. [37] Согревающий эффект, оказываемый Гольфстримом, позволил развить 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, также согревая климат за Скандинавскими горами .
Возможность коллапса Гольфстрима была освещена в некоторых новостных публикациях. [38] [39] [40] [41] [42] В Шестом оценочном докладе МГЭИК этот вопрос рассматривался конкретно и было установлено, что на основе модельных прогнозов и теоретического понимания Гольфстрим не прекратится при потеплении климата. [43] Хотя ожидается, что Гольфстрим замедлится по мере ослабления Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC), он не рухнет, даже если AMOC рухнет. [43] Тем не менее, это замедление будет иметь значительные последствия, включая повышение уровня моря вдоль побережья Северной Америки, сокращение осадков в средних широтах, изменение характера сильных осадков вокруг Европы и тропиков и более сильные штормы в Северной Атлантике. [43]
Теплая вода и температурный контраст 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). [44] Образование тропических циклонов распространено над Гольфстримом, особенно в июле. Штормы перемещаются на запад через Карибское море, а затем либо движутся в северном направлении и изгибаются к восточному побережью Соединенных Штатов, либо остаются на северо-западном пути и входят в Мексиканский залив . [45] Такие штормы могут создавать сильные ветры и наносить значительный ущерб юго-восточным прибрежным районам Соединенных Штатов . Ураган Сэнди в 2012 году был недавним примером урагана, движущегося вдоль Гольфстрима и набирающего силу. [46]
Было показано, что сильные внетропические циклоны значительно углубляются вдоль мелководной фронтальной зоны , нагнетаемой Гольфстримом, в холодное время года . [47] Субтропические циклоны также имеют тенденцию образовываться вблизи Гольфстрима. Около 75% таких систем, зарегистрированных между 1951 и 2000 годами, образовались вблизи этого тепловодного течения, с двумя ежегодными пиками активности, приходящимися на май и октябрь. [48] Циклоны внутри самого океана формируются под Гольфстримом, простираясь на глубину до 3500 м (11 500 футов) под поверхностью океана. [49]
Гольфстрим периодически образует кольца, возникающие в результате того, что меандр Гольфстрима закрывается от альтернативного маршрута, отличного от этого меандра, создавая независимый вихрь. 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 обладают способностью переносить особые биологические, химические и физические свойства своих исходных вод в новые воды, в которые они попадают.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
