Североатлантические глубокие воды ( NADW ) — это глубоководная масса, образовавшаяся в северной части Атлантического океана . Термохалинная циркуляция (правильно описываемая как меридиональная опрокидывающая циркуляция) Мирового океана включает поток теплых поверхностных вод из южного полушария в Северную Атлантику. Вода, текущая на север, модифицируется за счет испарения и смешивания с другими водными массами, что приводит к увеличению солености. Когда эта вода достигает Северной Атлантики, она охлаждается и опускается за счет конвекции из-за понижения температуры и увеличения солености, что приводит к увеличению плотности. НАДВ представляет собой отток этого толстого глубокого слоя, который можно обнаружить по его высокой солености, высокому содержанию кислорода, минимуму питательных веществ, высокому содержанию 14 С/ 12 С [1] и хлорфторуглеродов (ХФУ). [2]
ХФУ – это антропогенные вещества, попадающие на поверхность океана в результате газообмена с атмосферой. Этот отчетливый состав позволяет проследить его путь, когда он смешивается с циркумполярной глубоководной водой (ЦГВ), которая, в свою очередь, заполняет глубокие глубины Индийского океана и часть южной части Тихого океана . NADW и его формирование необходимы для Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC), которая отвечает за транспортировку большого количества воды, тепла, соли, углерода, питательных веществ и других веществ из тропической Атлантики в Атлантику средних и высоких широт. [3]
В конвейерной модели термохалинной циркуляции Мирового океана опускание НАДВ тянет на север воды североатлантического дрейфа . Однако это почти наверняка является чрезмерным упрощением фактической взаимосвязи между образованием NADW и силой Гольфстрима / Североатлантического дрейфа. [4]
NADW имеет температуру 2–4 °C и соленость 34,9–35,0 psu , обнаруженную на глубине от 1500 до 4000 м.
НАДВ представляет собой комплекс нескольких водных масс, образовавшихся за счет глубокой конвекции, а также перетока плотных вод через Гренландско-Исландско-Шотландский хребет. [5]
Верхние слои образуются в результате глубокой конвекции открытого океана зимой. Лабрадорская морская вода (LSW), образующаяся в Лабрадорском море , может достигать глубины 2000 м, когда плотная вода опускается вниз. Производство классической морской воды Лабрадора (CLSW) зависит от предварительной подготовки воды в Лабрадорском море за предыдущий год и силы Североатлантического колебания (САК). [5]
Во время положительной фазы САК существуют условия для развития сильных зимних штормов. Эти штормы освежают поверхностные воды, а их ветры усиливают циклонический поток, что позволяет более плотным водам опускаться вниз. В результате температура, соленость и плотность меняются ежегодно. В некоторые годы этих условий нет и ЗЛСВ не формируется. CLSW имеет характерную потенциальную температуру 3 ° C, соленость 34,88 psu и плотность 34,66. [5]
Еще одним компонентом LSW являются морские воды Верхнего Лабрадора (ULSW). ULSW формируется с плотностью ниже, чем CLSW, и имеет максимум CFC между 1200 и 1500 м в субтропической части Северной Атлантики. Водовороты холодной менее соленой воды ULSW имеют такую же плотность, как и более теплая и соленая вода, и текут вдоль DWBC, но сохраняют высокое содержание CFC. Водовороты ULSW быстро разрушаются, смешиваясь по бокам с более теплой и соленой водой. [5]
Нижние водные массы НАДВ формируются за счет разлива Гренландско-Исландско-Шотландского хребта. Это переливные воды Исландии и Шотландии (ISOW) и переливные воды Датского пролива (DSOW). Разливы представляют собой комбинацию плотных вод Северного Ледовитого океана (18%), модифицированных вод Атлантического океана (32%) и промежуточных вод северных морей (20%), которые увлекаются и смешиваются с другими водными массами (на долю которых приходится 30%) по мере того, как они перетекает через Гренландско-Исландско-Шотландский хребет. [7]
Образование обеих этих вод связано с преобразованием теплых соленых поверхностных вод, текущих на север, в холодные плотные глубинные воды за Гренландско-Исландско-Шотландским хребтом. Поток воды Северо-Атлантического течения поступает в Северный Ледовитый океан через Норвежское течение , которое разделяется на пролив Фрама и Баренцевоморский рукав. [8] Вода из пролива Фрама циркулирует, достигая плотности DSOW, опускается и течет в сторону Датского пролива. Вода, поступающая в Баренцево море, питает ISOW.
ISOW входит в восточную часть Северной Атлантики через Исландско-Шотландский хребет через канал Фарерской банки на глубине 850 м, при этом некоторое количество воды течет через более мелкое Исландско-Фарерское возвышение. ISOW имеет низкие концентрации ХФУ, и на основании этих концентраций было подсчитано, что ISOW находится за хребтом в течение 45 лет. [5] Поскольку вода течет на юг по дну канала, она увлекает за собой окружающие воды восточной части Северной Атлантики и течет в западную часть Северной Атлантики через зону разлома Чарли-Гиббса , увлекаясь LSW. Эта вода менее плотна, чем (DSOW), и лежит над ней, поскольку она циклонически течет в бассейне Ирмингера.
DSOW — самая холодная, плотная и пресная водная масса NADW. DSOW образовался за гребневыми потоками над Датским проливом на глубине 600 м. Наиболее значительной водной массой, вносящей вклад в DSOW, являются арктические промежуточные воды (AIW). [9] Зимнее охлаждение и конвекция позволяют AIW тонуть и скапливаться за Датским проливом. Верхний AIW содержит большое количество антропогенных индикаторов из-за его воздействия на атмосферу. Признаки трития и CFC AIW наблюдаются в DSOW у подножия континентального склона Гренландии. Это также показало, что DSOW, текущий на 450 км к югу, был не старше 2 лет. [5] И DSOW, и ISOW текут вокруг бассейна Ирмингера и моря Лабрадор в глубоком пограничном течении. Выходя из Гренландского моря с 2,5 Св , его поток увеличивается до 10 Св южнее Гренландии. Он холодный и относительно свежий, течет ниже 3500 м в DWBC и распространяется вглубь глубоких атлантических бассейнов.
Распространение NADW на юг вдоль Глубокого Западного пограничного течения (DWBC) можно проследить по его высокому содержанию кислорода, высокому содержанию ХФУ и плотности. [10]
ULSW является основным источником верхнего NADW. ULSW распространяется на юг от Лабрадорского моря небольшими водоворотами, которые смешиваются с DWBC. Максимумы CFC, связанные с ULSW, наблюдались вдоль 24° с.ш. в DWBC на высоте 1500 м. [10] Часть верхнего ULSW рециркулирует в Гольфстрим, а часть остается в DWBC. Высокие значения ХФУ в субтропиках указывают на рециркуляцию в субтропиках. [5]
ULSW, который остается в DWBC, разжижается по мере движения к экватору. Глубокая конвекция в Лабрадорском море в конце 1980-х и начале 1990-х годов привела к образованию CLSW с более низкой концентрацией CFC из-за нисходящего перемешивания. Конвекция позволила ХФУ проникнуть дальше вниз до глубины 2000 м. Эти минимумы можно было отследить, и они впервые наблюдались в субтропиках в начале 1990-х годов. [5]
ISOW и DSOW текут вокруг бассейна Ирмингера, а DSOW входят в DWBC. Это две нижние части NADW. Другой максимум CFC виден на высоте 3500 м в субтропиках по вкладу DSOW в NADW. [10] Некоторая часть NADW циркулирует по северному круговороту. К югу от круговорота NADW течет под Гольфстримом, где продолжается вдоль DWBC, пока не достигнет другого круговорота в субтропиках.
Глубокие воды нижней части Северной Атлантики (LNADW), берущие начало в Гренландском и Норвежском морях, приносят высокие концентрации солености, кислорода и фреона в желоб Романш , экваториальную зону разлома в Срединно-Атлантическом хребте (САХ). Обнаруженный на глубинах около 3600–4000 м (11 800–13 100 футов), LNADW течет на восток через желоб над AABW, причем этот желоб является единственным отверстием в САХ, где возможен межбассейновый обмен для этих двух водных масс. [11]
Считается, что образование глубоководных вод Северной Атлантики в прошлом время от времени резко сокращалось (например, во время Младшего дриаса или во время событий Генриха ), и что это может коррелировать с уменьшением силы Гольфстрима и Североатлантического течения. дрейф, в свою очередь, охлаждающий климат северо-западной Европы .
Есть опасения, что глобальное потепление может привести к повторению этой ситуации. Также предполагается, что во время последнего ледникового максимума (LGM) NADW был заменен аналогичной водной массой, занимавшей меньшую глубину, известной как ледниковая промежуточная вода Северной Атлантики (GNAIW). [12]
