stringtranslate.com

Североатлантический круговорот

Вид течений, окружающих водоворот.

Североатлантический круговорот Атлантического океана — один из пяти великих океанических круговоротов . Это круговое океаническое течение с ответвлениями и подкругами, проходящее через Северную Атлантику от зоны внутритропической конвергенции (затишья или затишья) до части к югу от Исландии и от восточного побережья Северной Америки до западного побережья Европы и Африки .

В свою очередь, он в основном подразделяется на Гольфстрим, текущий на север вдоль запада; его часто объединяемое продолжение, Североатлантическое течение через север; Канарское течение, текущее на юг вдоль востока; и Северное экваториальное течение Атлантики на юге. Круговорот имеет ярко выраженную термохалинную циркуляцию , принося соленую воду на запад из Средиземного моря , а затем на север, образуя Североатлантические глубинные воды .

Круговорот улавливает антропогенный (созданное человеком) морской мусор в его естественном мусорном пятне или пятне плавающего мусора , таким же образом, как Северо-Тихоокеанский круговорот образует Большое тихоокеанское мусорное пятно . [1]

В центре круговорота находится Саргассово море , известное своими спокойными водами и довольно густыми скоплениями водорослей.

Структура

Низкие температуры воздуха в высоких широтах вызывают значительный поток тепла между морем и воздухом, что приводит к увеличению плотности и конвекции в толще воды. Конвекция в открытом океане происходит в глубоких шлейфах и особенно сильна зимой, когда разница температур моря и воздуха самая большая. [2] Из 6 сверхдрупов (Sv) плотной воды, которая течет на юг через GSR (Гренландско-Шотландский хребет), 3 Sv проходят через Датский пролив, образуя Датский пролив слива воды (DSOW). 0,5-1 Sv течет через Исландско-Фарерский хребет, а оставшиеся 2-2,5 Sv возвращаются через Фареро-Шетландский канал слива воды; эти два потока образуют Исландско-Шотландский канал слива воды (ISOW). Большая часть потока через Фареро-Шетландский хребет течет через Фареро-Банковский канал и вскоре соединяется с тем, который течет через Исландско-Фарерский хребет, чтобы течь на юг на глубине вдоль восточного фланга хребта Рейкьянес.

Когда ISOW переполняет GSR (Гренландско-Шотландский хребет), он турбулентно увлекает за собой воды промежуточной плотности, такие как субполярная вода и вода Лабрадорского моря. Затем эта группировка водных масс движется геострофически на юг вдоль восточного фланга хребта Рейкьянес, через зону разлома Чарли Гиббса, а затем на север, чтобы присоединиться к DSOW. Эти воды иногда называют водой перелива Северных морей (NSOW). NSOW течет циклонически, следуя поверхностному маршруту SPG (субполярного круговорота) вокруг Лабрадорского моря и далее увлекает за собой воду Лабрадорского моря (LSW). [3]

Характерно, что пресная вода Лабрадорского моря (LSW) формируется на промежуточных глубинах глубокой конвекцией в центральной части Лабрадорского моря, особенно во время зимних штормов. [2] Эта конвекция недостаточно глубока, чтобы проникнуть в слой NSOW, который формирует глубокие воды Лабрадорского моря. LSW присоединяется к NSOW, чтобы двигаться на юг из Лабрадорского моря: в то время как NSOW легко проходит под NAC в северо-западном углу, часть LSW сохраняется. Это отклонение и удержание SPG объясняет его присутствие и вовлечение вблизи переливов GSR (Гренландско-Шотландский хребет). Однако большая часть отведенного LSW отделяется перед CGFZ (Зона разлома Чарли-Гиббса) и остается в западной части SPG. Производство LSW сильно зависит от потока тепла между морем и воздухом, и годовое производство обычно колеблется в пределах 3–9 Св. [4] [5] ISOW производится пропорционально градиенту плотности через Исландско-Шотландский хребет и, как таковой, чувствителен к производству LSW, которое влияет на плотность ниже по течению [6] [7] Более косвенно, увеличение производства LSW связано с усилением SPG и предположительно антикоррелирует с ISOW [8] [9] [10] Это взаимодействие затрудняет любое простое расширение сокращения отдельных переливных вод до сокращения AMOC. Предполагается, что производство LSW было минимальным до события 8,2 тыс. лет назад, [11] при этом SPG, как полагают, существовало ранее в ослабленном, неконвективном состоянии. [12]

Ведутся споры о том, в какой степени конвекция в Лабрадорском море играет роль в циркуляции AMOC, особенно в связи между изменчивостью Лабрадорского моря и изменчивостью AMOC. [13] Наблюдательные исследования не дали окончательных результатов относительно того, существует ли эта связь. [14] Новые наблюдения с массивом OSNAP показывают небольшой вклад Лабрадорского моря в опрокидывание, а гидрографические наблюдения с судов, датируемые 1990 годом, показывают схожие результаты. [15] [16] Тем не менее, более старые оценки формирования LSW с использованием других методов предполагают более сильное опрокидывание. [17]

Сезонная изменчивость

Как и многие океанографические модели, Североатлантический круговорот испытывает сезонные изменения. [18] Stramma и Siedler (1988) определили, что круговорот расширяется и сжимается с сезонной дисперсией; однако величина переноса объема, по-видимому, не меняется значительно. В течение зимнего сезона в Северном полушарии круговорот следует более зональной схеме; то есть он расширяется в направлении восток-запад и утончается в направлении север-юг. По мере того, как сезоны сменяются от зимы к лету, круговорот смещается на юг на несколько градусов широты. Это происходит одновременно со смещением северо-восточной части круговорота. Был сделан вывод, что зональные отклонения внутри круговорота остаются небольшими, в то время как к северу и югу от круговорота они велики. [19]

Данные, собранные в районе Саргассова моря в западной части Североатлантического круговорота, привели к аналитическим доказательствам того, что изменчивость этого круговорота связана с зимним конвективным перемешиванием . По данным Бейтса (2001), сезонные колебания температуры поверхности на 8-10 ° C происходят наряду с колебанием глубины смешанного слоя между зимним и летним сезонами Северного полушария. Глубина увеличивается с 200 метров зимой до примерно 10 метров летом. Питательные вещества остаются ниже эвфотической зоны большую часть года, что приводит к низкой первичной продукции . Однако во время зимнего конвективного перемешивания питательные вещества проникают в эвфотическую зону, вызывая кратковременное цветение фитопланктона весной. Это затем поднимает глубину смешанного слоя до 10 метров.

Изменения в биологии океана и вертикальном перемешивании между зимой и летом в Североатлантическом круговороте сезонно изменяют общее количество углекислого газа в морской воде . Межгодовые тенденции установили, что концентрации углекислого газа в этом круговороте увеличиваются с той же скоростью, что и в атмосфере . Это открытие совпадает с открытием, сделанным в Северо-Тихоокеанском круговороте . Северо-Атлантический круговорот также претерпевает изменения температуры через атмосферные волновые паттерны. Северо-Атлантическое колебание (САК) является одним из таких паттернов. Во время своей положительной фазы круговорот нагревается. Это происходит из-за ослабления западных ветров , что приводит к снижению ветрового напряжения и теплообмена , обеспечивая больший период времени для повышения температуры воды круговорота. [20]

Загрязнение свинцом

Измеренные образцы аэрозолей , морских частиц и воды в круговороте с 1990 по 1992 год включают изучение соотношений изотопов свинца . Некоторые изотопы являются отличительными признаками загрязнения , в основном из Европы и ближнего Ближнего Востока пассатами ; другое загрязнение было в основном вызвано американскими выбросами. Поверхностные слои Саргассова моря были прочитаны на предмет таких концентраций. 42–57% загрязнения поступило из американских промышленных и автомобильных источников, несмотря на сокращение производства и использования этилированного бензина в Соединенных Штатах. С 1992 года свинец явно имеет снижающиеся концентрации — теоретически это справедливо по всей Атлантике в поверхностных слоях. [21]

Мусорный участок

Североатлантический круговорот — один из пяти основных круговоротов океана .

Североатлантическое мусорное пятно — это мусорное пятно , образованное искусственным морским мусором , обнаруженное в Североатлантическом круговороте, первоначально задокументированное в 1972 году. [22] 22-летнее исследование, проведенное Ассоциацией морского образования, оценивает, что пятно имеет сотни километров в поперечнике, а плотность составляет более 200 000 единиц мусора на квадратный километр. [23] [24] [25] [26] Мусор образуется из отходов, созданных человеком, которые попадают из рек в океан, и в основном состоит из микропластика . [27] Мусорное пятно представляет большой риск для дикой природы (и для людей) из-за потребления пластика и запутывания в нем. [28]

Было предпринято лишь несколько усилий по повышению осведомленности и очистке североатлантического мусорного пятна, таких как «Государство мусорного пятна» при ЮНЕСКО и «Очистка океана» , поскольку большая часть исследований и усилий по очистке была сосредоточена на Большом тихоокеанском мусорном пятне , похожем мусорном пятне в северной части Тихого океана. [29] [30]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Лавендер Лоу, Кара; С. Морет-Фергюсен; Н. Максименко; и др. (2010). «Накопление пластика в североатлантическом субтропическом круговороте». Science . 329 (5996): 1185–8. Bibcode :2010Sci...329.1185L. doi : 10.1126/science.1192321 . PMID  20724586. S2CID  13552090.
  2. ^ ab Маршалл, Джон и Фридрих Шотт. «Конвекция в открытом океане: наблюдения, теория и модели». Обзоры геофизики 37.1 (1999): 1–64.
  3. ^ Хайне, Томас; Бёнинг, Клаус; Брандт, Петер; Фишер, Юрген; Функ, Андреас; Кике, Дагмар; Квалеберг, Эрик; Рейн, Моника; Висбек, Мартин (2008). «Формирование глубоководных отложений Северной Атлантики в море Лабрадор, рециркуляция через субполярный круговорот и сброс в субтропики». Потоки Арктики и Субарктики: определение роли северных морей в климате . стр. 653–701. doi :10.1007/978-1-4020-6774-7_28. ISBN 978-1-4020-6773-0.
  4. ^ Яшаяев, Игорь; Лодер, Джон В. (10 января 2009 г.). "Увеличение производства воды Лабрадорского моря в 2008 г.". Geophysical Research Letters . 36 (1). Bibcode : 2009GeoRL..36.1606Y. doi : 10.1029/2008GL036162 . S2CID  56353963.
  5. ^ Рейн, Моника; Кике, Дагмар; Хюттль-Кабус, Сабина; Рёсслер, Ахим; Мертенс, Кристиан; Мейсснер, Роберт; Кляйн, Биргит; Бёнинг, Клаус В.; Яшаяев, Игорь (10 января 2009 г.). «Глубоководное образование, субполярный круговорот и меридиональная опрокидывающая циркуляция в субполярной Северной Атлантике». Исследования глубоководных районов, часть II: Тематические исследования в океанографии . 58 (17–18): 1819–1832. Bibcode : 2009GeoRL..36.1606Y. doi : 10.1029/2008GL036162 . S2CID  56353963.
  6. ^ Уайтхед, JA (11 августа 1998 г.). «Топографический контроль океанических потоков в глубоких проходах и проливах». Обзоры геофизики . 36 (3): 423–440. Bibcode : 1998RvGeo..36..423W. doi : 10.1029/98RG01014 . S2CID  129629709.
  7. ^ Хансен, Боги; Туррелл, Уильям Р.; Эстерхус, Свейн (21 июня 2001 г.). «Уменьшение перетока из северных морей в Атлантический океан через канал Фарерской банки с 1950 г.». Nature . 411 (6840): 927–930. doi :10.1038/35082034. PMID  11418852. S2CID  4419549 . Получено 3 октября 2022 г. .
  8. ^ Хаккинен, Сирпа; Райнс, Питер Б. (16 апреля 2009 г.). «Изменение поверхностных течений в северной части Атлантического океана». Журнал геофизических исследований: Океаны . 114 (C4). Bibcode : 2009JGRC..114.4005H. doi : 10.1029/2008JC004883 . hdl : 2060/20070032937 .
  9. ^ Boessenkool, KP; Hall, IR; Elderfield, H.; Yashayaev, Igor (14 июля 2007 г.). «Климат Северной Атлантики и скорость течения в глубинных водах океана меняются в течение последних 230 лет». Geophysical Research Letters . 34 (13). Bibcode : 2007GeoRL..3413614B. doi : 10.1029/2007GL030285 . S2CID  13857911.
  10. ^ Моффа-Санчес, Паола; Холл, Ян Р. (23 ноября 2017 г.). «Изменчивость Северной Атлантики и ее связи с европейским климатом за последние 3000 лет». Nature Communications . 8 (1): 1726. Bibcode :2017NatCo...8.1726M. doi :10.1038/s41467-017-01884-8. PMC 5700112 . PMID  29167464. 
  11. ^ Hillaire-Marcel, C.; de Vernal, A.; Bilodeau, G.; Weaver, A. J (26 апреля 2001 г.). «Отсутствие глубоководных образований в море Лабрадор в последний межледниковый период». Nature . 410 (6832): 1073–1077. doi : 10.1038/35074059 . PMID  11323666. S2CID  205016579.
  12. ^ Борн, Андреас; Леверманн, Андерс (25 июня 2010 г.). «Событие 8,2 тыс. лет назад: резкий переход субполярной циркуляции к современной североатлантической циркуляции». Геохимия, геофизика, геосистемы . 11 (6). Bibcode : 2010GGG....11.6011B. doi : 10.1029/2009GC003024. S2CID  16132704. Получено 3 октября 2022 г.
  13. ^ Фокс-Кемпер, Б., Х.Т. Хьюитт, К. Сяо, Г. Адальгейрсдоттир, С.С. Дрейфхаут, Т.Л. Эдвардс, Н.Р. Голледж, М. Хемер, Р.Э. Копп, Г. Криннер, А. Микс, Д. Нотц, С. Новицки , И.С. Нурхати, Л. Руис, Ж.-Б. Салле, ABA Slangen и Ю. Ю., 2021: Глава 9: Изменение уровня океана, криосферы и моря. Изменение климата в 2021 году: основы физической науки. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Массон-Дельмотт, В., П. Чжай, А. Пирани, С. Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Код, Й. Чэнь, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуан, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, ТК. Мейкок, Т. Уотерфилд, О. Йелекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Кембридж University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 1211–1362, doi :10.1017/9781009157896.011
  14. ^ Бакли, Марта В.; Маршалл, Джон (2016). «Наблюдения, выводы и механизмы Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: обзор». Обзоры геофизики . 54 (1): 5–63. Bibcode : 2016RvGeo..54....5B. doi : 10.1002/2015RG000493 . hdl : 1721.1/108249 . ISSN  8755-1209. S2CID  54013534.
  15. ^ Лозье, М. С.; Ли, Ф.; Бэкон, С.; Бар, Ф.; Бауэр, А. С.; Каннингем, С. А.; де Йонг, М. Ф.; де Стер, Л.; де Янг, Б.; Фишер, Дж.; Гэри, С. Ф. (2019). «Кардинальные перемены в наших взглядах на переворот в субполярной Северной Атлантике». Science . 363 (6426): 516–521. Bibcode :2019Sci...363..516L. doi : 10.1126/science.aau6592 . ISSN  0036-8075. PMID  30705189. S2CID  59567598.
  16. ^ Пикарт, Роберт С.; Сполл, Майкл А. (2007-09-01). «Влияние конвекции Лабрадорского моря на меридиональную опрокидывающую циркуляцию Северной Атлантики». Журнал физической океанографии . 37 (9): 2207–2227. Bibcode : 2007JPO....37.2207P. doi : 10.1175/JPO3178.1. hdl : 1912/4158 . ISSN  0022-3670.
  17. ^ Хайне, Томас; Бёнинг, Клаус; Брандт, Питер; Фишер, Юрген; Функ, Андреас; Кике, Дагмар; Квалеберг, Эрик; Рейн, Моника; Висбек, Мартин (2008), Диксон, Роберт Р.; Майнке, Йенс; Райнс, Питер (ред.), «Североатлантическое глубоководное образование в море Лабрадор, рециркуляция через субполярный круговорот и сброс в субтропики», Потоки Арктики и Субарктики: определение роли северных морей в климате , Дордрехт: Springer Netherlands, стр. 653–701, doi :10.1007/978-1-4020-6774-7_28, ISBN 978-1-4020-6774-7, получено 2022-05-23
  18. ^ Ниннеманн, Улисс С.; Торналли, Дэвид Дж. Р. (2016). «Недавняя естественная изменчивость разливов Исландии и Шотландии в масштабах от десяти до тысячелетий: подсказки из ила». US CLIVAR Variations . 14 (3): 1–8 . Получено 3 октября 2022 г.
  19. ^ Stramma, Lothar (1988). "Сезонные изменения в североатлантическом субтропическом круговороте" (PDF) . Журнал геофизических исследований . 93 (C7): 8111. Bibcode :1988JGR....93.8111S. doi :10.1029/JC093iC07p08111.
  20. ^ Бейтс, Николас Р. (2001). «Межгодовая изменчивость океанического CO2 и биогеохимические свойства в субтропическом круговороте Западной Северной Атлантики». Исследования глубоких морей, часть II: Тематические исследования в океанографии . 48 (8–9): 1507–1528. Bibcode : 2001DSRII..48.1507B. doi : 10.1016/S0967-0645(00)00151-X.
  21. ^ Хамельн, Б.; Ферран, JL; Аллеман, Л.; Николас, Э.; Верон, А. (1997). «Изотопные свидетельства переноса загрязняющего свинца из Северной Америки в субтропический североатлантический круговорот». Geochimica et Cosmochimica Acta . 61 (20): 4423. Бибкод : 1997GeCoA..61.4423H. дои : 10.1016/S0016-7037(97)00242-1.
  22. ^ Карпентер, Э. Дж.; Смит, К. Л. (1972). «Пластики на поверхности Саргассова моря, в журнале Science». Science . 175 (4027): 1240–1241. doi :10.1126/science.175.4027.1240. PMID  5061243. S2CID  20038716.
  23. ^ "Mānoa: Ученый из Гавайского университета в Маноа предсказывает наличие пластикового мусора в Атлантическом океане | Новости Гавайского университета". manoa.hawaii.edu . Архивировано из оригинала 28 октября 2019 г. Получено 08.11.2019 .
  24. ^ Горман, Стив (4 августа 2009 г.). «Ученые изучают огромное мусорное пятно океана». Perthnow.com.au. Архивировано из оригинала 29 января 2011 г. Получено 10 мая 2012 г.
  25. ^ "Ученые обнаружили гигантскую свалку пластикового мусора, плавающую в Атлантике". Perthnow.com.au. 26 февраля 2010 г. Архивировано из оригинала 14 апреля 2012 г. Получено 10 мая 2012 г.
  26. ↑ Джилл, Виктория (24 февраля 2010 г.). «Пластиковый мусор портит Атлантический океан». BBC News. Архивировано из оригинала 27 августа 2017 г. Получено 10 мая 2012 г.
  27. ^ Оркатт, Майк (2010-08-19). «Насколько сильно загрязнение пластиком в Атлантике?». Popular Mechanics . Архивировано из оригинала 19 августа 2014 года . Получено 2019-11-08 .
  28. ^ Сиглер, Мишель (18.10.2014). «Влияние загрязнения пластиком на водную дикую природу: текущая ситуация и будущие решения». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 225 (11): 2184. Bibcode : 2014WASP..225.2184S. doi : 10.1007/s11270-014-2184-6. ISSN  1573-2932. S2CID  51944658.
  29. ^ «Территория мусорного пятна превращается в новое государство — Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры». unesco.org. 22 мая 2019 г. Архивировано из оригинала 11 сентября 2017 г. Получено 5 ноября 2014 г.
  30. ^ "About". The Ocean Cleanup . Архивировано из оригинала 3 марта 2021 г. Получено 2019-11-08 .

Внешние ссылки