Течение Куросио (黒潮, «Черный прилив») , также известное как Черное течение или Японское течение (日本海流, Nihon Kairyū ) — теплое океаническое течение , текущее на север на западной стороне бассейна северной части Тихого океана . Оно было названо так из-за темно-синего цвета своих вод. Подобно Гольфстриму в Северной Атлантике, Куросио — мощное западное пограничное течение , которое переносит теплую экваториальную воду к полюсу и образует западную часть Северо-Тихоокеанского субтропического круговорота . У восточного побережья Японии оно сливается с течением Оясио, образуя Северо-Тихоокеанское течение .
Течение Куросио оказывает значительное влияние как на физические, так и на биологические процессы северной части Тихого океана, включая транспорт питательных веществ и осадков, основные пути тихоокеанских штормов и региональный климат, а также формирование тихоокеанского режима воды. [1] [2] [3] Кроме того, значительный транспорт питательных веществ течением приводит к биологически богатому экорегиону, поддерживающему важную рыболовную промышленность, а также разнообразные морские пищевые сети. Например, Южно-Китайское море имеет относительно низкие концентрации питательных веществ в верхних слоях воды, но испытывает повышенную биологическую продуктивность из-за вторжения течения Куросио . [4] Текущие исследования, сосредоточенные вокруг реакции течения Куросио на изменение климата, предсказывают усиление поверхностных потоков этого западного пограничного течения, что контрастирует с прогнозируемыми изменениями в Гольфстриме Атлантического океана. [5]
Он был открыт в 1565 году Андресом де Урданета , уроженцем Гипускоа, колониальным администратором, руководителем морских экспедиций, коррехидором, монахом-августинцем и верным штурманом на службе у короля Филиппа II , когда на борту «Нао Сан Педро» он первым открыл «торнавиахе» между Себу (Филиппины) и побережьями Старой Калифорнии ( Новая Испания ). Секрет торнавиахе дал Испании абсолютную гегемонию над Тихим океаном на протяжении столетий, гегемонию, которая была воплощена в так называемом « Манильском галеоне ».
Куросио — относительно теплое океаническое течение со среднегодовой температурой поверхности моря около 24 °C (75 °F), шириной около 100 километров (62 мили) и часто образует небольшие или мезомасштабные водовороты . Куросио берет начало в Тихоокеанском Северном Экваториальном течении , которое разделяется на две части у восточного побережья Лусона, Филиппины , образуя течение Минданао , текущее на юг, и более значительное течение Куросио, текущее на север. [6] К востоку от Тайваня Куросио входит в Японское море через глубокий пролом в цепи островов Рюкю, известный как впадина Йонагуни. Затем Куросио продолжается на север и параллельно островам Рюкю, направляясь самой глубокой частью Японского моря, впадиной Окинавы , прежде чем покинуть Японское море и снова войти в Тихий океан через пролив Токара. [7] Затем оно течет вдоль южной окраины Японии, но значительно извивается. [8] На полуострове Босо Куросио окончательно отделяется от побережья Японии и движется на восток как расширение Куросио. [9] Течение Куросио является тихоокеанским аналогом Гольфстрима в Атлантическом океане , [10] переносящим теплую тропическую воду на север к полярному региону .
Аналоги Куросио, связанные с Северо-Тихоокеанским круговоротом, это: текущее на восток Северо-Тихоокеанское течение на север, текущее на юг Калифорнийское течение на восток и текущее на запад Северное Экваториальное течение на юг. Теплые воды течения Куросио поддерживают коралловые рифы Японии, самые северные коралловые рифы в мире. Часть Куросио, которая разветвляется на Японское море, называется течением Цусима (対馬海流, Tsushima Kairyū ) .
Подобно течению Гольфстрим в Атлантическом океане, течение Куросио создает теплые температуры поверхности океана и значительную влажность в атмосфере вдоль западного бассейна Тихого океана и, таким образом, производит и поддерживает тропические циклоны . Тропические циклоны, также известные как тайфуны , образуются, когда атмосферная нестабильность , теплые температуры поверхности океана и влажный воздух объединяются, чтобы подпитывать систему низкого атмосферного давления. В западной части северной части Тихого океана ежегодно происходит в среднем 25 тайфунов. [11] Большинство тайфунов происходят с июля по октябрь летом в северном полушарии, [11] и обычно образуются там, где течение Куросио является самым теплым вблизи экватора. Тайфуны, как правило, следуют вдоль теплой воды течения к полюсу, пока не рассеиваются в более холодных водах. [12]
Сила ( перемещение ) Куросио меняется вдоль его пути и в зависимости от сезона. В пределах Японского моря наблюдения показывают, что перемещение Куросио относительно стабильно и составляет около 25 Св [13] [14] (25 миллионов кубических метров в секунду). Куросио значительно усиливается, когда он снова соединяется с Тихим океаном, достигая 65 Св (65 миллионов кубических метров в секунду) к юго-востоку от Японии, [7] хотя это перемещение имеет значительную сезонную изменчивость. [15] Течение Куросио разделяется на продолжение течения Куросио и течение Цусима, поскольку течения огибают Японский остров и снова соединяются, изменения в потоке повлияют на потоки других течений.
Путь Куросио мог быть другим в геологическом прошлом, основываясь на историческом уровне моря и батиметрии, однако в настоящее время [ когда? ] имеются противоречивые научные данные. Было высказано предположение, что более низкий уровень моря и тектоника могли помешать Куросио войти в Японское море во время последнего ледникового периода , примерно 115 000 – 11 700 лет назад, и река осталась полностью в пределах бассейна Тихого океана. [16] Однако другие косвенные данные и океанические модели альтернативно предполагают, что путь Куросио был относительно неизменным, [17] [18] возможно, еще 700 000 лет назад. [19]
Величина течения Куросио и батиметрия морского дна приводят к глубоководной эрозии и переносу осадков в нескольких регионах. У берегов Южного Тайваня на плато Кэньдин эрозия, вероятно, вызвана сильными донными течениями, скорость которых увеличивается по мере подъема на этом плато. [20] Придонная вода ускоряется по мере продвижения с глубины 3500 м до глубины около 400–700 м. Увеличение скорости течения усугубляет эрозию, обнажая Куросио-Нолл, возвышенную плоскую область в форме боба размером 3 км × 7 км на 60–70 м ниже уровня поверхности по сравнению с остальной частью плато, которая расположена на глубине около 400–700 м. [2] Плато поднимается и уравновешивается эрозией. [2]
Гранулометрия плато Кентинг и прилегающих территорий демонстрирует эрозионные свойства течения Куросио. [20] Размер зерен осадка песка меняется вдоль края плато. Чем глубже по краю, тем крупнее зерна, поскольку более мелкие зерна уносятся течением. Некоторые из этих мелких частиц песка оседают в поле дюн, в то время как остальной осадок переносится и откладывается по всему региону течением Куросио. [2]
Течение Куросио также переносит осадки реки Янцзы . Количество переносимых осадков в значительной степени зависит от взаимосвязи между вторжением течения Куросио, Китайским прибрежным течением и Тайваньским теплым течением. Осадки реки Янцзы откладываются на внутреннем шельфе Восточно-Китайского моря, а не в глубоком море из-за взаимодействия трех течений. [21]
Различные элементные характеристики осадков из разных источников позволяют отслеживать источники осадков в пределах Куросио. Тайваньские осадки в частности содержат иллит и хлорит . Эти прослеживаемые соединения были обнаружены на всем протяжении течения Куросио вплоть до его ответвления через вторжение течения Куросио в Южно-Китайское море. [22] Южно-Китайское ответвление Куросио и циклонический вихрь к западу от острова Лусон влияют на осадки Лусона и Жемчужной реки . Осадки Лусона, содержащие высокие уровни смектита , не могут перемещаться на северо-запад. Осадки Жемчужной реки содержат высокие уровни каолинита и титана (Ti) и задерживаются над абиссальным бассейном между островом Хайнань и устьем Жемчужной реки. [21] Эти соединения позволяют ученым отслеживать перенос осадков по всему течению Куросио.
Есть признаки того, что водовороты способствуют сохранению и выживанию личинок рыб, переносимых Куросио. [23] Биомасса планктона колеблется ежегодно и обычно является самой высокой в области водоворота на краю Куросио. Кольца с теплым ядром не известны своей высокой продуктивностью. Однако есть свидетельства равномерного распределения биологической продуктивности по всем кольцам с теплым ядром от течения Куросио, поддерживаемого апвеллингом на периферии и конвективным перемешиванием, вызванным охлаждением поверхностной воды по мере того, как кольца движутся к северу от течения. Термостад — это глубокий смешанный слой , имеющий дискретные границы и равномерную температуру. В этом слое богатая питательными веществами вода выносится на поверхность, что вызывает всплеск первичной продукции. Учитывая, что вода в ядре кольца имеет другой температурный режим, чем воды шельфа, бывают моменты, когда кольцо с теплым ядром переживает весеннее цветение , в то время как окружающие воды шельфа — нет. [24]
В кольцах теплого ядра существует множество сложных взаимодействий , и, таким образом, продуктивность жизни не сильно отличается от окружающей шельфовой воды. Исследование 1998 года [24] показало, что первичная продуктивность в кольце теплого ядра была почти такой же, как в холодной струе за его пределами, с доказательствами подъема питательных веществ внутри кольца. Кроме того, были обнаружены плотные популяции фитопланктона на нутриклине внутри кольца, предположительно, поддерживаемые восходящим смешиванием питательных веществ. [24] Кроме того, были проведены акустические исследования в кольце теплого ядра, которые показали интенсивное рассеяние звука от популяций зоопланктона и рыб в кольце и очень редкие акустические сигналы за его пределами.
Тайфуны могут вызывать сильные ветры, которые на короткое время давят на поверхностный слой океана. Эти ветры заставляют более теплый поверхностный слой океана смешиваться с более глубоким более холодным слоем воды, который находится ниже пикноклина . Это смешивание вносит питательные вещества из более глубокой более холодной воды в более теплый поверхностный слой океана. [25] Такие организмы, как фитопланктон и водоросли, используют эти недавно внесенные питательные вещества для роста. В 2003 году два тайфуна вызвали значительное перемешивание поверхностного слоя, проходя через регион. Это смешивание напрямую вызвало два события цветения водорослей в северо-западной части Тихого океана, которые отрицательно повлияли на Японию. [26]
Течение Куросио считается потоком питательных веществ из-за высокого потока питательных веществ из окружающих олиготрофных вод с первичной продукцией от 150 до 300 граммов углерода на квадратный метр в год на основе глобальных оценок первичной продуктивности SeaWiFS . Течение переносит значительные объемы питательных веществ для поддержки этой первичной продукции с континентального шельфа Восточно-Китайского моря в субарктический Тихий океан. Максимальное значение хлорофилла обнаружено на глубине около 100 метров (330 футов). [3] Его важность в транспорте питательных веществ демонстрируется тем, что богатая питательными веществами вода в течении Куросио окружена окружающей водой той же плотности с более низкими относительными уровнями питательных веществ. Ниже по течению течения Куросио поступает большое количество питательных веществ со скоростью 100–280 кмоль N*с-1. [27] Питательные вещества попадают в поверхностные воды из более глубоких слоев, где течение Куросио протекает над мелководными районами и подводными горами. Этот процесс происходит над желобом Окинава и проливом Токара. [28] Пролив Токара также имеет высокую циклоническую активность, где проходит течение Куросио. Это в сочетании с эффектом Кориолиса вызывает интенсивный подъем глубинных вод вдоль континентального шельфа. [28] Этот подъем глубинных вод и транспорт питательных веществ в поверхностные слои необходимы для первичной продукции, поскольку в противном случае эти жизненно важные питательные вещества были бы недоступны фитопланктону, которому необходимо оставаться в верхних слоях, где для фотосинтеза доступен солнечный свет . Таким образом, постоянный транспорт богатых питательными веществами вод в регионы с высоким уровнем освещенности поддерживает повышенный фотосинтез, поддерживая остальную часть биологически разнообразной экосистемы, связанной с течением Куросио.
Перенос питательных веществ, тепла и планктона течением Куросио и его пересечение несколькими различными водоемами приводит к высокому видовому богатству в этом течении и рядом с ним. Кроме того, Куросио классифицируется как точка биологического разнообразия , что означает, что воды, циркулирующие через регион, являются средой обитания для многих различных видов, однако многие из его местных организмов находятся под угрозой исчезновения или уже находятся на грани вымирания в результате локальной и/или глобальной деятельности человека. Чрезмерный вылов рыбы и чрезмерная добыча являются основными рисками для многих находящихся под угрозой исчезновения или находящихся под угрозой исчезновения видов здесь. [29]
Фитопланктон отвечает за вышеупомянутые высокие показатели первичной продуктивности в течении. Теплые температуры поверхности моря и низкая мутность в регионе приводят к более чистым водам, что обеспечивает более глубокое проникновение солнечного света и расширение эпипелагической зоны. Эти особые характеристики, наряду с более низкой доступностью питательных веществ в течении, хорошо соответствуют требованиям двух конкретных цианобактерий : Prochlorococcus и Synechococcus . [30] Prochlorococcus является доминирующим видом пикофитопланктона в течении Куросио, и эти два вида могут быть ответственны за половину фиксации CO 2 во всей фотической зоне течения Куросио. [30] Кроме того, в этом регионе происходят существенные события осаждения пыли из-за азиатских пыльных бурь из пустыни Гоби. [30] [31] Во время этих событий пылевые облака переносят и осаждают фосфат и следы металлов, которые впоследствии стимулируют рост как Prochlorococcus и Synechococcus, так и диатомовых водорослей . [30]
Предполагается, что диатомовые водоросли и триходесмиум играют важную роль в перераспределении азота и углерода в эвфотической зоне и из нее. Триходесмиум является распространенным диазотрофом , который напрямую коррелирует с общей фиксацией азота в течении. [32] Эта фиксация азота поставляет ограничивающее питательное вещество (нитрат) другим фотоавтотрофам для роста и размножения. Между тем, в районах, находящихся под влиянием подъема глубинных вод с более высокими концентрациями питательных веществ и углерода, диатомовые водоросли являются важными источниками углерода и азота из эвфотической зоны из-за веса их «стеклянных домов», сделанных из кремния, и их тенденции к погружению. [33]
По крайней мере, десять родов морских водорослей обитают в водах течения Куросио и вокруг него. [29] Каулерпа — это зеленая водоросль , которая густо растет у берега на периферии течения Куросио, в то время как бурые и красные водоросли также процветают вблизи течения и, как и другие фотосинтезирующие организмы, извлекают выгоду из транспортировки питательных веществ и низкой мутности региона. [29]
Увеличение биомассы зоопланктона происходит в значительно более низких температурах воды в местах апвеллинга в пределах течения Куросио из-за высоких концентраций фитопланктона, который питается апвеллингом к северо-востоку от Тайваня. [34] Это событие апвеллинга, вторжение течения Куросио через пролив Лусон и Южно-Китайское море , а также летние муссоны представляют собой конвергенцию множества океанических вод различного происхождения. [35] Эти зоны конвергенции вод и последующая циркуляция и смешивание оказывают большое влияние на транспортировку и распределение многих видов зоопланктона, в результате чего сообщества зоопланктона становятся более питательными, уникальными и разнообразными. [36] Также сообщалось о высоком разнообразии веслоногих рачков в водах, прилегающих к течению Куросио. [37] Два доминирующих вида веслоногих рачков течения, C. sinicus и E. concinna , переносятся на север в высоких концентрациях течением из Восточно-Китайского моря зимой. [38]
Подобно веслоногим и диатомовым водорослям, оболочники , в частности сальпы и долиолиды , также играют важную роль в биогеохимическом цикле, а также в пищевой сети в Куросио. [39] Сальпы переносят углерод в придонные воды региона с помощью своих богатых углеродом, быстро тонущих фекальных гранул и туш. Известно, что талиевые (сальпы и долиолиды) питают как минимум 202 морских вида, однако было обнаружено, что цветение этих животных создает вредные условия для питания пелагических рыб в регионе. [39]
Многие виды личинок рыб также встречаются в сообществах зоопланктона, переносимых течением. Личинки рыб играют важную роль в пищевой цепи системы течения Куросио. Например, усатые киты используют перенос течениями личинок японской сардины и ставриды к местам их нагула в северной части Тихого океана. Сообщается, что изменение климата изменяет распределение личинок эндемичных рыб. Анализ изменения состава видов рыб , проведенный Лу и Ли (2014), показал, что изменения в распределении личинок рыб произошли в регионе, и предполагает, что эта измененная кластеризация связана с изменениями интенсивности и скорости потока течения Куросио. [40] Эти изменения влияют на пищевую цепь ниже и выше этого трофического уровня. Это может повлиять на миграцию рыб, популяцию рыб в целом и основные виды рыболовства.
Течение Куросио оказывает влияние на несколько видов фораминифер , включая виды G. ruber и P. obliquiloculate . G. ruber обычно обитает на поверхности и был обнаружен на глубине 1000 метров вдоль течения Куросио. P. obliquiloculate обычно обитает на глубине от 25 до 100 м, однако был обнаружен глубоко в абиссальной котловине (>1000 м). [41] Распределение этих видов по сравнению с их стандартными глубинами обитания, наблюдаемыми Галлахером (2015), демонстрирует способность этого вторжения и всего течения Куросио перераспределять питательные вещества по вертикали [41], делая питательные вещества доступными для многих различных видов с различными требованиями к процветанию.
Коралловые рифы в пределах течения Куросио находятся на более высокой широте, чем любое другое расположение тропических рифов в мире (33,48° с.ш.). [42] Важный рифообразующий коралл в этой области, Heliopora coerulea , был внесен в список находящихся под угрозой исчезновения из-за антропогенных факторов стресса в его среде, таких как: повышение температуры поверхности моря из-за изменения климата, закисление океана из-за антропогенных выбросов парниковых газов и ловли динамита . [29] Исследования, подтверждающие низкое генотипическое разнообразие внутри вида, еще больше подчеркивают статус этого голубого коралла, находящегося под угрозой исчезновения. [43]
Acropora japonica , Acropora secale и Acropora hyacinthus — еще 3 рифообразующих коралла в регионе. [44] Эти виды используют симбиотические отношения с зооксантеллами, перидинином и пирроксантином в качестве источника каротиноидов . [44]
Помимо антропогенных угроз, эти кораллы также имеют хищников в регионе, таких как морская звезда терновый венец , Acanthaster planci , и региональная морская улитка, Drupella fragum . [44] Морская звезда терновый венец питается кораллами. Когда условия благоприятны, популяция этой местной морской звезды может взорваться, что приведет к значительному ущербу для целых коралловых сообществ, а также для экосистем, которые поддерживают эти коралловые рифы. Вспышка морской звезды терновый венец в сочетании с антропогенными стрессорами может вызвать необратимый ущерб рифовой системе. [45] [46]
Течение Куросио контролирует закономерности связей между коралловыми рифами (а также другими морскими организмами с личиночной фазой), транспортируя личинок с южных коралловых рифов на рифы, расположенные ниже по течению вдоль дуги Рюкю. [47]
Западные пограничные течения используются некоторыми видами кальмаров для быстрого и легкого перемещения, что позволяет зрелым кальмарам путешествовать с минимальными затратами энергии, чтобы использовать богатые северные кормовые угодья, в то время как икра и личинки развиваются в теплых водах течения зимой. Например, японский летающий кальмар ( Todarodes pacificus ) имеет три популяции, которые размножаются зимой, летом и осенью. Зимняя нерестовая группа связана с течением Куросио, потому что после нереста в январе-апреле в Восточно-Китайском море личинки и молодь перемещаются на север с течением Куросио. Их поворачивают к берегу и ловят между островами Хонсю и Хоккайдо летом. Летний нерест происходит в другой части Восточно-Китайского моря, из которого личинки увлекаются течением Цусима , которое течет на север между островами Япония и материком. После этого течение встречается с холодным прибрежным течением, текущим на юг, течением Лиман. Группа кальмаров, нерестящихся летом, традиционно встречается на границе между двумя течениями, поддерживая богатый промысел. Фактически, исследования показали, что ежегодные уловы в Японии постепенно увеличивались с конца 1980-х годов, и было высказано предположение, что изменение условий окружающей среды привело к тому, что осенние и зимние нерестилища в Цусимском проливе и около островов Гото перекрываются. Кроме того, зимние нерестилища на континентальном шельфе и склоне в Восточно-Китайском море расширяются.
Течение Куросио является домом для тысяч видов рыб, занимающих богатые питательными веществами и разнообразные воды в этом регионе. Эта обширная биомасса находится под влиянием повышенных темпов первичной продукции, что приводит к большой биомассе на нижних трофических уровнях , чему способствуют более теплые местные океанические и атмосферные условия. Резидентные рыбы этой области включают рифовых рыб, таких как рыба-кролик и рыба-попугай, пелагических рыб, таких как сардины , анчоусы , скумбрия и парусники , а также более высоких трофических хищников, таких как акулы . [29]
Рыболовство в этом районе сильно развито и сильно зависит от меняющихся океанических условий, в значительной степени зависящих от течения Куросио. На севере течение Оясио содержит субарктическую воду, которая намного холоднее и преснее, чем постоянные воды к востоку от Хонсю, и пересечение этих двух течений называется регионом Куросио-Оясио. Здесь местные океанографические условия меняются в течение года и определяют совокупность видов и, таким образом, успех рыболовства. Например, когда течение Оясио хорошо развито и выступает на юг, холодные воды благоприятны для ловли сардин. Кроме того, когда в течении Куросио развивается более крупное извилистое течение, доступность сардин повышается из-за близости Куросио к южным нерестилищам сардин. Таким образом, вторжение и пути течения этих течений влияют на присутствие, биомассу и вылов таких видов, как минтай , сардина и анчоус .
Пять из семи видов морских черепах на Земле, головастые черепахи ( Caretta caretta ), зеленые черепахи ( Chelonia mydas ), бисса ( Eretmochelys imbricata ), кожистые черепахи ( Dermochelys coriacea ) и оливковые черепахи ( Lepidochelys olivacea ), используют течение Куросио для доступа к теплым водам. [48] Самки морских черепах используют транспортный потенциал течения для доступа к теплым пляжам для гнездования у берегов Японии, а молодые зеленые черепахи и черепахи бисса используют транспортное течение для доступа к водам, окружающим Японию. [49] [48]
Морские млекопитающие, такие как тюлени , морские львы и китообразные, также пользуются высоким биоразнообразием в течении Куросио. Харизматичные зубатые киты мегафауны в этом регионе включают продельфина -спиннера ( Stenella longirostris ), короткоплавниковую гринду ( Globicephala macrorhynchus ), обыкновенного дельфина-афалину ( Tursiops truncatus ), морскую свинью Далла ( Phocoenoides dalli ), дельфина Риссо ( Grampus griseus ) и косаток ( Orcinus orca ). [50] Три вида китов того же рода ( Balaenoptera ) также используют эту богатую область для кормления, включая малого полосатика ( Balaenoptera acutorostrata ), сейвала ( Balaenoptera borealis ) и полосатика Брайда ( Balaenoptera edeni ). [51] Доступность японских сардин и икры, личинок и молоди скумбрии является основным источником пищи для усатых китов в этих районах. [51] Трофические хищники высшего уровня могут служить единицами в разработке управления охраной природы в этом регионе.
Океан поглощает приблизительно треть CO 2 , образующегося при сжигании ископаемого топлива, производстве цемента и вырубке лесов. Одним из наиболее значительных океанических поглотителей атмосферного CO 2 является течение Куросио. [52] В его высоко биологически продуктивных регионах это поглощение CO 2 и захоронение углерода облегчается сильным биологическим насосом . В менее продуктивном северном переходном течении Куросио остается важным поглотителем CO 2 благодаря высокой растворимости CO 2 . Регион расширения Куросио классифицируется как самый сильный поглотитель атмосферного CO 2 в северной части Тихого океана. Это особенно актуально зимой, когда в регионе расширения Куросио поглощается большее количество производимого человеком CO 2 по сравнению с летом. Это, вероятно, объясняется более низкими температурами, способствующими растворимости CO 2 в океанской воде. Поскольку уровни CO 2 продолжают расти в атмосфере, поглощается и CO 2 в Куросио, что делает эту сезонность более драматичной. [53]
Западные пограничные течения являются неотъемлемой частью мирового климатического баланса. Течение Куросио играет важную роль в формировании регионального климата и погодных условий, в основном за счет поступления теплых вод из более низких широт на север в западный край Тихоокеанского бассейна. [1] [54] Наряду с другими западными пограничными течениями в мире, течение Куросио подвержено сезонным изменениям, которые проявляются в различных скоростях потока, широтах бифуркации и солености воды. Циркуляция в Тихом океане в значительной степени зависит от этого северного переноса теплой соленой воды на север вдоль западной границы, одновременно обеспечивая структуру западного края Северо- Тихоокеанского круговорота . [54] Результирующие потоки тепла в этой области представляют собой некоторые из крупнейших теплообменов из океана в атмосферу в пределах всего Тихоокеанского бассейна, будучи более выраженными в зимний сезон. Передача тепла с поверхности океана в атмосферу создает нестабильные атмосферные условия, то есть воздушные массы и облака, полученные или находящиеся под влиянием этого процесса, теплее окружающего воздуха, в конечном итоге поднимаясь и увеличивая вероятность выпадения осадков или изменения погоды. Таким образом, муссонные дожди и обычные летние штормы, а также тайфуны усиливаются по мере прохождения над течением. [1] Климат многих азиатских стран на протяжении миллионов лет находился под влиянием распределения тепла этими процессами, изменяя ветровую структуру, осадки и смешивая теплые тропические воды с Японским морем . [54] [55]
Поскольку течение Куросио отделяется от экваториального течения и течет на север, теплая вода из теплого бассейна Западной части Тихого океана переходит в северо-западную часть бассейна Тихого океана. Основной поток тепла в Куросио происходит через расширение Куросио между 132° в. д. и 160° в. д. и 30° с. ш. до 35° с. ш., в зависимости от широты, на которой расширение отделяется от течения Куросио вдоль побережья Японии. [56] [57] Процесс закачки теплой воды в открытый океан играет важную роль в формировании вод субтропического режима Северной части Тихого океана и регулировании температур поверхности моря, влияя на перенос влаги через западную часть бассейна Тихого океана. [58] Воды субтропического режима Северной части Тихого океана образуются, когда воды расширения Куросио теряют большое количество тепла и влаги из-за холодных и сухих северных ветров в бореальные зимние месяцы, создавая плотные соленые поверхностные воды, склонные к опусканию и вызывающие конвекцию. Диапазон температур погружающихся вод субтропического режима Северной части Тихого океана обычно находится в пределах от 16 °C до 19 °C, однако точные температуры и глубины, на которые погружаются эти воды, ежегодно меняются в зависимости от эффективности транспортировки воды расширением, которая является функцией атмосферных и мезомасштабных вихревых условий. [56] Образующаяся однородная водная масса обычно отделяет сезонный пикноклин от поверхностных вод в середине и конце лета, оставаясь стратифицированной под более теплыми поверхностными водами до тех пор, пока не обмелеет обратно к поверхности со смешанным слоем из-за штормовых возмущений осенью и зимой. Контраст между температурами этих стратифицированных вертикальных слоев можно различить, так что боковую адвекцию воды режима можно проследить на тысячи километров. [57] Формирование воды режима является изменчивым и в значительной степени зависит от интенсивности потока расширения Куросио и эффективности атмосферного теплового потока . [58] Процессы теплового потока иногда испытывают обратные связи, которые усиливают контрасты температуры воды и могут привести к тому, что характеристики температуры морской поверхности сохранятся значительно дольше конца бореальной зимы. Например, при остаточно охлажденных поверхностных водах в конце весны и начале лета теплый влажный воздух с юга может вызвать образование низких облаков и отражение солнечной радиации, продлевая временное охлаждение морской поверхности. [1]
Расширение Куросио является динамической, но относительно нестабильной системой, с изменчивостью связанной широты бифуркации, происходящей в межгодовых временных масштабах. Причина этих изменений и их влияние на поверхностный поток и общий перенос вод были тщательно изучены, с недавними достижениями в методах спутниковой альтиметрии высоты морской поверхности, позволяющими проводить наблюдательные исследования в более крупных временных масштабах. [59] [58] Исследования показывают, что более северные широты бифуркации исторически коррелировали с большим переносом поверхностных вод и формированием режима воды, связанным с меньшим извилистым и более прямыми путями потока ближе к побережьям Японии и Тайваня в зимние месяцы. [60]
Изменение климата, особенно в отношении повышения температуры поверхности моря и снижения солености, как было предсказано, усилит поверхностный поток течения Куросио, а также других западных пограничных течений через Тихий океан. [1] Прогнозируемые эффекты потепления поверхностных океанов могут привести к различным воздействиям между Атлантическим и Тихим океанами; прогнозируется, что Атлантика испытает замедление атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции , в то время как тихоокеанские западные пограничные течения, включая течение Куросио, могут усилиться. Считается, что эти изменения являются результатом ветрового напряжения и поверхностного потепления в результате повышенной стратификации поверхностных слоев будущих океанов. [5] В частности, прогнозируемое смещение западных ветров к полюсу в ячейке Хэдли , как полагают, создает условия, в которых субтропическая круговоротная завихренность напряжения ветра увеличится. Это может вызвать усиление общей геострофической циркуляции и, следовательно, интенсификацию северного плеча течения Куросио, в некоторых прогнозах увеличивая скорости потока почти вдвое. [54] Однако прогнозируется, что весь поток течения будет усилен от точки его бифуркации около экватора до расширения Куросио. Кроме того, общая наблюдаемая миграция на юг широт бифуркации субтечения как NEC, так и SEC за последние тридцать лет согласуется с усилением западных пограничных течений. С изменением ветров и усилением циркуляции круговорота в сочетании со сценарием антропогенного поступления углерода «бизнес как обычно» прогнозируется, что широты бифуркации продолжат миграцию к полюсам в будущем, способствуя усилению течения Куросио. [1]
Прогнозы делаются с использованием методов, которые объединяют исторические данные с результатами океанического моделирования, и одно из таких исследований использовало проект сравнения сопряженных моделей (CMIP5), чтобы показать, что течение Куросио взаимодействует с северной оконечностью субтропического круговорота, противопоставляя старые прогнозы простого круговорота, «раскручивающего» принудительное ускорение. [5] Исследования моделирования также предположили, что усиление стратификации будет происходить с усилением течения поверхностного слоя, создавая условия, в которых противоположный эффект может возникнуть в более глубоком слое течения Куросио, которое, как предполагается, замедляется. Точные механизмы, вызывающие это изменение, недостаточно изучены, однако ожидается, что это будет результатом изменений ветрового напряжения внутри круговорота в дополнение к усилению стратификации вблизи поверхности, что может усилить разделение поверхностного и глубокого слоев океана и поддерживать различные реакции на потепление океанов. [61]
Течение Куросио может быть полезным в качестве судоходного пути, поскольку течение может сэкономить время и топливо при движении по течению. Однако суда, идущие против течения, будут тратить больше времени и топлива, чтобы компенсировать поток воды, текущий против судна. [62]
Куросио поддерживает множество важных видов рыбного промысла. Популяции ставриды являются одним из важнейших рыбных ресурсов в Японии, Корее и Тайване. Поскольку Куросио течет на северо-восток с северо-востока Тайваня вдоль шельфового склона Восточно-Китайского моря, она переносит икру и личинок ставриды на юг Японии и остров Хонсю . [63] Эти личинки вылавливаются, а затем выращиваются в аквакультуре до достижения зрелости и вылавливаются. [64] Другие важные виды рыбного промысла включают минтай, сардину и анчоус. [65]
Вдоль течения Куросио также расположено много развивающихся портовых городов. Хотя течение Куросио исторически известно тем, что поддерживает многие виды рыбного промысла там, где оно встречается с течением Оясио, этот регион все еще восстанавливается после аварии на АЭС «Фукусима-1» . В 2011 году землетрясение магнитудой 9,0 вызвало разрушительное цунами в 2011 году. [66] Это цунами затопило более 200 миль побережья Японии и резко изменило уровень моря в некоторых прибрежных районах на метры. Оно убило более 18 500 человек и вызвало ядерную катастрофу на АЭС «Фукусима» , вызвав выброс радиоцезия в окружающие воды. Хотя местные водоемы пострадали больше всего, этот радиоцезий был перенесен на всю северную часть Тихого океана Северо-Тихоокеанским течением, которое образовалось в результате столкновения течений Куросио и Оясио. [67] Местные рыболовные хозяйства потеряли более 90% своих флотов и не могли возобновить работу в течение года после аварии. Местная экономика работала над тем, чтобы вернуться к уровню, существовавшему до цунами, но даже сейчас уловы рыбы не достигли почти того уровня, который был до аварии. В радиусе 10 км от места аварии не производится улов, и даже уловы за пределами этой зоны подлежат проверке на наличие радиоактивных материалов, что обходится рыболовным хозяйствам как во время, так и в деньги. [68] К 2014 году в Минамисанрику была восстановлена большая часть городских портовых и аквакультурных объектов, а по состоянию на 2018 год реконструкция ключевой инфраструктуры в префектурах Иватэ и Мияги была близка к завершению. [69] Местные японские рыболовные флоты вывезли 5928 тонн морепродуктов на сумму более 2,21 млрд иен (19,342 млн долларов США) в 2021 году. [69]
Изменения течения Куросио и его потепление повлияли на миграцию китов-пилотов. Эти животные считаются деликатесом, но охота строго регулируется, а изменения в сроках миграции влияют на тех, кто зависит от этих животных как источника дохода. [70] Методы управления должны учитывать защиту этих животных и признавать потенциальные экономические последствия для местных охотников.