Средиземноморский отток — течение, текущее из Средиземного моря в Атлантический океан через Гибралтарский пролив . Достигнув западной стороны Гибралтарского пролива, он разделяется на две ветви: одна течет на запад, следуя Иберийскому континентальному склону, а другая возвращается в Гибралтарский пролив, циркулируя циклонически. В Гибралтарском проливе и в заливе Кадис ядро Средиземноморского оттока имеет ширину в несколько десятков км. [1] Благодаря своим нелинейным взаимодействиям с приливами и топографией, когда оно вытекает из Средиземноморского бассейна, оно подвергается такому сильному перемешиванию, что водные массы, составляющие это течение, становятся неразличимыми по достижении западной стороны пролива. [2]
Легкая атлантическая вода поступает в Средиземное море как поверхностный поток и распространяется через бассейны Западного и Восточного Средиземноморья (разделенные Сицилийским проливом ), постепенно изменяясь за счет смешивания с подстилающими водами. Плотность этих поверхностных вод увеличивается из-за испарения и потепления, образуя соленые и теплые промежуточные и глубокие средиземноморские воды, которые, в свою очередь, впадают в Атлантический океан как подводное течение через Гибралтарский пролив со скоростью около 1 Св (10 6 м 3 /с) и на глубине около 120 м [1] , образуя Средиземноморский отток.
Оказавшись на западной стороне Гибралтарского пролива, Средиземноморский отток разделяется на две ветви (см. Рисунок 1). Большая часть оттока движется на запад вдоль Пиренейского континентального склона (между каньоном Сент-Винсент и банкой Горриндж [3] ), а затем движется на север как полярное восточное пограничное течение, достигающее северной части Поркьюпайн-Бэнк (50° с.ш.). [4] По мере продвижения на запад Средиземноморский отток становится менее соленым из-за смешивания и вовлечения в окружающие воды и постепенно погружается до своей равновесной глубины примерно 1100 м. Другая ветвь Средиземноморского оттока циклонически рециркулирует в заливе Кадис. [5] Результатом является формирование средиземноморской воды, которая в конечном итоге распространяется во внутренние районы Северной Атлантики, образуя наиболее заметную термохалинную аномалию в масштабе бассейна на средних глубинах, Средиземноморский соляной язык, узнаваемый как аномалия солености в масштабе бассейна на глубине 1000–1200 м через Северную Атлантику (см. Рисунок 2). Мелкомасштабные процессы и локальное нелинейное взаимодействие с приливами и топографией оказывают влияние на свойства средиземноморской отточной воды и ее дальнейшую картину распространения в Северной Атлантике. [6]
Средиземноморский отток изначально состоит из различных водных масс. Однако после прохождения через Гибралтарский пролив эти компоненты больше не различимы. [2] Различные водные массы, составляющие Средиземноморский отток:
Эти водные массы больше не различимы друг от друга после выхода из Гибралтарского пролива. Вместо этого они тщательно перемешиваются в единую, относительно однородную водную массу, называемую средиземноморской водой. Смешивание вызвано важной приливной динамикой над порогом Камариналь . Баротропные приливные течения взаимодействуют с его батиметрией, создавая замечательный внутренний прилив , который, в свою очередь, приводит к скорости рассеивания, которая является одной из самых высоких в мировых океанах. [2]
Приливные амплитуды существенно меняются от западной к восточной стороне Гибралтарского пролива, от 1,1 м до 0,2 м соответственно. Напротив, линии постоянной фазы (котидальные линии) в основном зонально ориентированы вдоль канала. Таким образом, залив Кадис находится под сильным влиянием различных приливных режимов Северной Атлантики и Гибралтарского пролива. [10]
Приливы взаимодействуют с системой двумя различными способами. Во-первых, они ответственны за сильное перемешивание, которое делает различные водные массы неотличимыми друг от друга после того, как они прошли через Гибралтарский пролив. Это происходит из-за приливного колебательного течения, взаимодействующего с порогом Камаринал, создавая внутреннюю борозду высокой амплитуды, которая распадается на последовательность внутренних одиночных волн , которые обеспечивают достаточную энергию для перемешивания. [11]
Кроме того, исследования [1] показывают, что если бы не приливы, средиземноморский соляной язык был бы намного интенсивнее и сместился бы на юг. Такое поведение достигается за счет того, что без приливов происходило бы постепенное увеличение солености залива Кадис на глубинах средиземноморского оттока. Этот избыток солености распространялся бы на юго-запад, как фронт солености средней глубины , подавляя подачу более пресной антарктической промежуточной воды . Это создавало бы положительную обратную связь, которая еще больше усиливала бы увеличение солености и распространение средиземноморской оттоковой воды на юго-запад. Это происходит потому, что приливные остаточные течения способствуют адвекции средиземноморской отточной воды на запад от залива Кадис, позволяя им проходить через зазор между каньоном Сент-Винсент и банкой Горриндж. [1]
Медди — это долгоживущие вихри (в основном антициклонические), обнаруженные в северной части Атлантического океана, содержащие воду из Средиземного моря, поскольку они образуются из-за оттока средиземноморских течений. Это когерентные вихри, характеризующиеся большими аномалиями соли и тепла относительно их окружающей среды, обычно эти аномалии составляют 0,4–1,1 г/кг и 2–4 °C соответственно. [12] Медди обычно имеют радиус от 10 до 50 км, толщину 500–1000 м [13] и находятся на глубине 1100 м. Большинство наблюдений за медди происходят из района Средиземноморского соляного языка, поскольку они в основном создаются в двух местах вблизи Гибралтарского пролива: мыс Сент-Винсент и мыс Эстремадура (см. рисунок 1). [4] Ежегодно в этих двух местах образуется от 15 до 20 мутных вод, и вероятность образования мутных вод выше, когда скорость подводного течения высока. [4] мутные воды могут сохраняться в течение многих лет и перемещаться на тысячи километров, поэтому они являются основным средством транспортировки океанических трассеров . [12] Их распад в открытом океане происходит очень медленно, в то время как топографические взаимодействия, по-видимому, являются основной причиной распада мутных вод. Эти взаимодействия имеют важное значение для поддержания средиземноморского соляного языка, и действительно, исследования показывают, что мутные воды вводят 25–50 % соляной аномалии, необходимой для поддержания средиземноморского соляного языка. [12]
Две основные топографические особенности блокируют миграцию мути в открытом океане: подводная гора Подкова и подводная гора Большой Метеор (см. Рисунок 1). Первая представляет собой изогнутую группу подводных гор, почти достигающих поверхности (глубина 600 м), расположенную к юго-западу от мыса Сент-Винсент, и является основным топографическим препятствием для многих вновь образованных мути. Подводная гора Большой Метеор представляет собой значительную топографическую аномалию Срединно -Атлантического хребта , с которой также взаимодействуют многие мути. Подводные горы катализируют значительный обмен между мути и фоновой водой Северной Атлантики, поскольку взаимодействие мути и подводной горы может привести к разрушению мути, тем самым высвобождая их более теплую соленую воду. По этой причине взаимодействия подводная гора и мути считаются потенциально значимыми (и, возможно, доминирующими) в поддержании средиземноморского соляного языка. Тем не менее, 60–70% мути выдерживают столкновения с подводными горами, оставаясь нетронутыми в виде когерентных вихрей, поэтому для поддержания соляного языка необходимы другие механизмы. Причина, по которой meddys способны выживать с такой большой скоростью после столкновений с подводными горами, заключается в том, что они являются сильными потенциальными аномалиями вихреобразования , поэтому их трудно уничтожить. Следовательно, выживание вихрей является ограничивающим влиянием на средиземноморский соляной язык, т. е. вихри, возникающие из-за удара подводной горы, экспортируют большую часть аномалии солености meddy в остальную часть Северной Атлантики, а не откладывают ее локально, имея возможность перемещаться на тысячи километров. [12]
Помимо образования мутных вод и соляного языка, средиземноморский отток оказывает и другие эффекты на северную часть Атлантического океана или мировые океаны в целом. Даже если средиземноморский отток составляет всего 1 Св, что относительно мало по сравнению с другими оттоками, обнаруженными в Северной Атлантике, его соленость и температура чрезвычайно высоки по сравнению с любыми другими водами в этом диапазоне глубин, 38 г/кг и 13 °C соответственно. [14] Эти большие контрасты в свойствах водных масс помогают идентифицировать северный поток вдоль восточной границы к порогу Гренландия-Шотландия, а также западный поток через Атлантику, который поворачивает на юг вдоль западной границы, достигая Антарктического циркумполярного течения и моря Уэдделла . Это дополнительное тепло и соль от средиземноморского оттока распространяются на юг вдоль западной границы в Южную часть Атлантического океана, где его вклад делает южный поток более теплым и соленым, чем входящие циркумполярные воды на востоке. [15]
Более того, даже в отдаленных регионах, таких как Исландия или море Уэдделла, эта вода сохраняет достаточно высокую соленость, чтобы при достаточном охлаждении образовать самые плотные воды северной части Северной Атлантики и моря Уэдделла. [15]