stringtranslate.com

Полынья

Прибрежные полыньи в Антарктике образуются в результате катабатических ветров.
Катабатический ветер, дующий с шельфового ледника
Морозный арктический конденсационный шлейф отмечает эту полынью около западного берега Гудзонова залива . Эта (и другие поблизости), вероятно, остаются открытыми благодаря приливным течениям. Вид с высоты мили на запад, вид с воздуха.

Полынья ( / p ə ˈ l ɪ n j ə / ) — область открытой воды, окружённая морским льдом . [1] В настоящее время этот термин используется как географический термин для области незамерзшей морской воды внутри в остальном непрерывного пакового льда или припая . Это заимствованное слово из русского слова полынья ( русское произношение: [pəɫɨˈnʲja] ), которое относится к естественной ледяной лунке и было принято в 19 веке полярными исследователями для описания судоходных участков моря. [2] [3]

Существует два основных типа полыней: прибрежные полыньи, которые можно найти круглый год вблизи берегов Антарктиды и Арктики , и в основном они создаются сильными ветрами, отталкивающими лед от побережья, и полыньи в открытом море или океане, которые можно найти более спорадически в середине ледового покрова в определенных местах, особенно вокруг Антарктиды. Эти места, как правило, обусловлены определенной океанической динамикой.

Одной из самых известных полыней в середине моря является полынья Уэдделла , также известная как полынья Мод-Райз, [4] , которая встречается в море Лазарева над подводной горой Мод-Райз. Она была впервые замечена в сентябре 1973 года и сохранялась в течение нескольких зим (1974–1976), а недавно повторилась в сентябре 2017 года. [5]

Формирование

Прибрежные полыньи образуются в результате двух основных процессов:

Полыньи скрытого тепла являются регионами высокой ледопродукции и, следовательно, возможными местами производства плотной воды в обоих полярных регионах . Высокая скорость производства льда в этих полыньях приводит к большому количеству отбрасывания рассола в поверхностные воды; эта соленая вода затем опускается. Остается открытым вопрос о том, могут ли полыньи Арктики производить достаточно плотной воды, чтобы сформировать большую часть плотной воды, необходимой для управления термохалинной циркуляцией .

Полыньи в середине моря образуются, когда над заранее обусловленными океанографическими областями возникают особые атмосферные условия. Такие атмосферные условия должны способствовать дрейфу льда в противоположных направлениях, чтобы открыть ледовый покров. Полярные циклоны являются типичным атмосферным триггером возникновения полыньи в середине моря, поскольку циклонические ветры отталкивают лед в противоположных направлениях от центра циклона. [7] Кроме того, холодные фронты, где встречаются два противоположных по направлению потока, идеально подходят для создания полыньи в середине моря.

Плавники нарвала в полынье Баффинова залива

Антарктическая донная вода

Антарктическая донная вода (AABW) — это плотная вода с высокой соленостью, которая существует в абиссальном слое Южного океана . Она играет важную роль в глобальной опрокидывающей циркуляции. [8] Прибрежные полыньи (скрытые тепловые полыньи) являются источником AABW, поскольку отторжение рассола во время образования морского льда в этих полыньях увеличивает соленость морской воды, которая затем опускается на дно океана в виде AABW. [9] [10] Антарктические полыньи образуются, когда ледяные массы расходятся от побережья и движутся в направлении ветра, создавая открытую область морской воды, которая впоследствии замерзает с отторжением рассола, образуя другую массу льда. [11]

Экология

Некоторые полыньи, такие как Северная Водная полынья между Канадой и Гренландией , возникают сезонно в одно и то же время и в одном и том же месте каждый год. Поскольку животные могут адаптировать свои жизненные стратегии к этой регулярности, эти типы полыней имеют особое значение для экологических исследований. Зимой морские млекопитающие, такие как моржи , нарвалы и белухи , которые не мигрируют на юг, остаются там. Известно, что белые медведи могут проплыть до 65 километров (35 морских миль) по открытым водам полыньи. [12]

Цветение полыньи

Наличие открытой воды в области, покрытой льдом, может привести к локальному цветению морских водорослей , также называемому цветением полыньи. [13] Хотя водорослевые сообщества часто встречаются под морским льдом , о чем свидетельствуют ледяные водоросли , скорость роста фитопланктона существенно выше в открытой воде полыньи. [14] Основными движущими силами цветения полыньи являются солнечный свет и питательные вещества. В частности, отсутствие морского льда позволяет свету, необходимому компоненту для фотосинтеза , проникать глубже в воду и обеспечивать повышенный рост фитопланктона по сравнению с окружающими водами, покрытыми льдом. [13] Кроме того, образование полыньи обычно связано с подъемом глубинных вод , процессом, который переносит богатую питательными веществами воду со дна океана к поверхности. [15] Этот приток питательных веществ в сочетании с повышенным уровнем освещенности часто приводит к цветению полыньи. [13]

Биологическое производство

Изображение арктической морской пищевой сети. Фитопланктон, основа пищевой сети, способен расти благодаря полынье в морском льду над ними.

В целом полыньи, как правило, более биологически продуктивны, поскольку содержат больше фитопланктона, чем окружающая вода. [16] Таким образом, из-за роли первичных производителей как основы морской пищевой сети , полыньи являются критически важным источником пищи для различных организмов, таких как рыбы, птицы и морские млекопитающие. [16] Ниже перечислено несколько примеров важности полыней для полярных сообществ.

Человеческая зависимость

Полыньи также поддерживали человеческие популяции на протяжении всей истории. Например, Северная Водная полынья , самая большая и биологически продуктивная арктическая полынья, служит критически важным источником пищи в бесплодном регионе, обеспечивая существование высокоширотных человеческих сообществ в регионе на протяжении тысяч лет. [19] Она могла служить трамплином для первых поселенцев Гренландии, когда они пересекали то, что сейчас является северной Канадой 4500 лет назад. [19] Также есть указания на то, что Северная Водная полынья помогала туле , инуитам , норвежцам и западным исследователям на протяжении всей истории. [19] Сегодня Северная Водная полынья обеспечивает существование самых северных городов Гренландии, таких как Каанаак , Кекертат , Сависсивик и Сиорапалук . [20]

Арктическая навигация

Когда подводные лодки ВМС США совершали экспедиции на Северный полюс в 1950-х и 1960-х годах, существовала значительная обеспокоенность по поводу всплытия через толстый паковый лед Северного Ледовитого океана. В 1962 году USS Skate и USS Seadragon всплыли в одной и той же большой полынье около Северного полюса для первой полярной встречи Атлантического и Тихоокеанского флотов США . [ 21 ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ WJ Stringer и JE Groves. 1991. Распространение полыней в Беринговом и Чукотском морях.
  2. ^ Шерард Осборн, Питер Уэллс и А. Петерманн. 1866. Труды Королевского географического общества Австралии , том 12, № 2, 1867–1868, стр. 92–113. Об исследовании Северного полярного региона.
  3. ^ полынья, Словарь Merriam Webster
  4. ^ Фрэнсис, Диана; Эйрс, Клэр; Куэста, Хуан; Холланд, Дэвид (2019). «Полярные циклоны у истоков повторного возникновения полыньи Мод Райз зимой в Австралии в 2017 году». Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 124 (10): 5251–5267. Bibcode : 2019JGRD..124.5251F. doi : 10.1029/2019JD030618. ISSN  2169-8996. S2CID  149497432.
  5. ^ Полынья Уэдделла, НАСА, 1999
  6. ^ Скогсет, Р.; Хауган, П. М.; Хаарпайнтнер, Дж. (2004-10-01). "Производство льда и рассола в Сторфьорде по данным спутниковых и натурных наблюдений и моделирования за четыре зимы". Журнал геофизических исследований: Океаны . 109 (C10): C10008. Bibcode : 2004JGRC..10910008S. doi : 10.1029/2004jc002384. ISSN  2156-2202.
  7. ^ Фрэнсис, Диана; Эйрс, Клэр; Куэста, Хуан; Холланд, Дэвид (24 апреля 2019 г.). «Полярные циклоны у истоков повторного появления полыньи Мод Райз зимой в Австралии в 2017 г.» (PDF) . Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 124 (10): 5251–5267. Bibcode :2019JGRD..124.5251F. doi :10.1029/2019JD030618. S2CID  149497432.
  8. ^ Джонсон, Грегори К. (2008-05-01). "Количественная оценка объемов антарктических донных вод и глубоководных вод Северной Атлантики". Журнал геофизических исследований: океаны . 113 (C5): C05027. Bibcode : 2008JGRC..113.5027J. doi : 10.1029/2007jc004477 . ISSN  2156-2202.
  9. ^ Тамура, Такеши; Ошима, Кей И.; Нихаши, Сохей (2008-04-01). "Картографирование образования морского льда для прибрежных полыней Антарктики". Geophysical Research Letters . 35 (7): L07606. Bibcode : 2008GeoRL..35.7606T. doi : 10.1029/2007gl032903 . ISSN  1944-8007. S2CID  128716199.
  10. ^ Осима, Кей И.; Фукамати, Ясуси; Уильямс, Гай Д.; Нихаши, Сохи; Роке, Фабьен; Китаде, Юджиро; Тамура, Такеши; Хирано, Дайсуке; Эрраис-Боррегеро, Лаура (2013). «Производство придонных вод Антарктики в результате интенсивного образования морского льда в полынье мыса Дарнли». Природа Геонауки . 6 (3): 235–240. Бибкод : 2013NatGe...6..235O. дои : 10.1038/ngeo1738.
  11. ^ Осима, Кей И.; Фукамати, Ясуси; Уильямс, Гай Д.; Нихаши, Сохи; Роке, Фабьен; Китаде, Юджиро; Тамура, Такеши; Хирано, Дайсуке; Эрраис-Боррегеро, Лаура (2013). «Производство придонных вод Антарктики в результате интенсивного образования морского льда в полынье мыса Дарнли». Природа Геонауки . 6 (3): 235–240. Бибкод : 2013NatGe...6..235O. дои : 10.1038/ngeo1738.
  12. ^ C. Michael Hogan. 2008 Polar Bear: Ursus maritimus, Globaltwitcher.com, ред. N. Stromberg Архивировано 24 декабря 2008 г. на Wayback Machine
  13. ^ abcd Earth Science Data Systems, NASA (15 марта 1995 г.). "Earthdata". Earthdata . Получено 2022-10-06 .
  14. ^ Тремблей, Дж.-Э.; Смит, У.О. (01.01.2007). Смит, У.О.; Барбер, Д.Г. (ред.). "Глава 8 Первичная продукция и динамика питательных веществ в полыньях". Океанографическая серия Elsevier . Полыньи: окна в мир. 74. Elsevier: 239–269. doi :10.1016/S0422-9894(06)74008-9. ISBN 9780444529527. Получено 2022-10-06 .
  15. ^ Джена, Бабула; Нараяна Пиллаи, Анилкумар (2019-12-11). "Спутниковые наблюдения за новым цветением фитопланктона в полынье Мод Райз, Южный океан". Обсуждения криосферы . doi : 10.5194/tc-2019-282 . S2CID  210145931.Опубликовано как doi :10.5194/tc-14-1385-2020
  16. ^ abc Arrigo, Kevin R. (2003). "Динамика фитопланктона в 37 системах прибрежных полыней Антарктики". Journal of Geophysical Research . 108 (C8): 3271. Bibcode : 2003JGRC..108.3271A. doi : 10.1029/2002JC001739. ISSN  0148-0227.
  17. ^ "Пингвины в высоких широтах". NZETC. 12 июня 2014 г.
  18. ^ Лабрусс, Сара; Уильямс, Гай; Тамура, Такеши; Бестли, Софи; Салле, Жан-Батист; Фрейзер, Александр Д.; Самнер, Майкл; Роке, Фабьен; Хира, Карин; Пикар, Батист; Гине, Кристоф; Харкорт, Роберт; Макмахон, Клайв; Хинделл, Марк А.; Шаррассен, Жан-Бенуа (16.02.2018). «Прибрежные полыньи: зимние оазисы для неполовозрелых южных морских слонов в Восточной Антарктиде». Scientific Reports . 8 (1): 3183. Bibcode : 2018NatSR...8.3183L. doi : 10.1038/s41598-018-21388-9. ISSN  2045-2322. PMC 5816617. PMID  29453356 . 
  19. ^ abc Hastrup, Kirsten; Mosbech, Anders; Grønnow, Bjarne (2018-03-01). «Знакомство с Северной водой: история исследований, динамика льда, живые ресурсы и человеческие поселения в регионе Туле». Ambio . 47 (Suppl 2): ​​162–174. Bibcode :2018Ambio..47S.162H. doi :10.1007/s13280-018-1030-2. ISSN  0044-7447. PMC 5963564 . PMID  29516442. 
  20. ^ Рибейро, София; Лимож, Одри; Массе, Гийом; Йохансен, Каспер Л.; Колган, Уильям; Векстрем, Каарина; Джексон, Ребекка; Георгиадис, Элеонора; Миккельсен, Ная; Куиджперс, Антон; Олсен, Джеспер; Олсен, Штеффен М.; Ниссен, Мартин; Андерсен, Торбьёрн Дж.; Странк, Астрид; Веттерих, Себастьян; Сюваранта, Яри; Хендерсон, Эндрю К.Г.; Маккей, Хелен; Тайпале, Сами; Джеппесен, Эрик; Ларсен, Николай К.; Кроста, Ксавье; Жиродо, Жак; Венграт, Симона; Наттолл, Марк; Греннов, Бьярне; Мосбеч, Андерс; Дэвидсон, Томас А. (2021-07-22). «Уязвимость экосистемы Северного водоема к изменению климата». Nature Communications . 12 : 4475. Bibcode : 2021NatCo..12.4475R. doi : 10.1038/s41467-021-24742- 0. ISSN  2041-1723. PMID  34294719.
  21. ↑ « Рассказы подводника времен холодной войны», Дэн Саммит, 2004.

Внешние ссылки