Сомалийское течение — холодное океаническое пограничное течение , которое проходит вдоль побережья Сомали и Омана в западной части Индийского океана и является аналогом Гольфстрима в Атлантическом океане . [1] Это течение находится под сильным влиянием муссонов и является единственной крупной системой апвеллинга , которая встречается на западной границе океана. Вода, которая поднимается течением, сливается с другой системой апвеллинга, создавая одну из самых продуктивных экосистем в океане. [2]
Сомалийское течение характеризуется сезонными изменениями под влиянием юго-западного муссона и северо-восточного муссона. В период с июня по сентябрь теплый юго-западный муссон перемещает прибрежные воды на северо-восток, создавая прибрежный апвеллинг . Поднятая вода переносится от берега переносом Экмана и смешивается с водой, которая была вынесена на поверхность апвеллингом открытого океана. Сомалийский струйный поток , также известный как струйный поток Финдлейтера, узкая низкоуровневая атмосферная струя, также развивается во время юго-западного муссона и дует по диагонали через Индийский океан параллельно побережьям Сомали и Омана. В результате справа от ветра создается перенос Экмана. В центре струи перенос максимальный и уменьшается вправо и влево с увеличением расстояния. Слева от центра струи движение воды к центру меньше, чем от него, что создает расхождение в верхнем слое и приводит к событию апвеллинга (всасывание Экмана). Напротив, справа от центра струи больше воды поступает из центра, чем уходит, создавая явление даунвеллинга (Ekman pumping). Этот подъем глубинных вод в открытом океане в сочетании с прибрежным подъемом глубинных вод вызывает массивный подъем глубинных вод. [1]
История физических океанографических подходов к сомалийскому течению началась с середины 1960-х годов с серьезных интересов. С середины 1960-х до конца 1970-х годов было предложено несколько великолепных теоретических исследований, которые дали физические ответы на поведение и образования течений. После конца 1970-х годов физика сомалийского течения была улучшена анализом океанических данных с выдающимися полевыми измерениями свойств течения. Исследовательские следы с начала 1960-х до конца 1970-х годов представлены ниже. [3]
(ранние истории исследований до 1981 года)
1966 Уоррен и др.: Океанографы и метеорологи согласились с существованием Сомалийского течения и его поведением, но его точные процессы и вовлеченные природные источники не были четко поняты. [4]
1969 Лайтхилл : источником Сомалийского течения является поток массы, отложенный бароклинными и баротропными волнами в западной пограничной области. [5]
1970 Дюинг : представил наличие альтернативных циклонических и антициклонических круговоротов, круговоротов Индийского океана. Обнаруженные размеры вихрей круговоротов Индийского океана намного больше, чем круговороты других среднеширотных западных пограничных течений (круговороты Индийского океана ~ 300-500 морских миль > Гольфстрим / Куросио ~ 50 – 100 морских миль) [6]
1971 Дюинг и Секелда : бароклинный режим является доминирующим режимом Сомалийского течения [7]
1972,1973 Литма : местные ветры имеют решающее значение для возникновения Сомалийского течения. [8] [9]
1975 Колборн : климатологический анализ всего Индийского океана по данным батитермографа и гидрографических наблюдений [10]
1976 Херлберт и Томпсон : Охарактеризовали сомалийское течение как зависящее от времени, бароклинное, инерционное граничное течение. [11]
1976 Брюс : анализ временных рядов, измерение поперечного сечения XBT танкерами EXXON [3]
1979 USNS WILKES : Великий вихрь (главный вихрь) и вихрь Сокотры вместе с сильной зоной сдвига вдоль восточного края Великого вихря наблюдались в конце августа и начале сентября 1979 года. [3]
Сомалийское течение быстро реагирует, мелководно и меняет свое направление в зависимости от сезона. Особенно от 5° с. ш. и на юг, Сомалийское течение чрезвычайно мелководно (глубина менее 150 м, течение на юг круглый год). Дальше на север струя несколько углубляется, достигая постоянного термоклина. Структура течения вокруг экватора чрезвычайно сложна и похожа на слоистую структуру экваториальных течений, хотя Сомалийское течение ориентировано с севера на юг, а не с востока на запад.
Типичный объем воды, переносимый Сомалийским течением, составляет 37 ± 5 Св (0,037 ± 5 км 3 /с) в середине сентября, [12] что делает циркуляцию течения в целом слабее, чем другие течения западной границы средних широт (такие как Гольфстрим, течение Куросио). Однако максимальные объемы переноса, достигающие 60-70 Св (сопоставимые с Гольфстримом), были измерены вокруг юга острова Сокотра . [3]
Скорость Сомалийского течения в летние месяцы достигает 7 узлов, а зимой оно ослабевает и в конечном итоге меняет направление на противоположное.
Сомалийское течение в основном обусловлено сезонными муссонными ветрами. Летом (северным) (май – сентябрь) юго-западный муссон дует вдоль восточного побережья Африки и Омана. Осенью он меняет направление и становится северо-восточным ветром во время (северной) зимы.
Перед началом муссона (март–май) : в течение этого сезона мелководное северное прибрежное течение шириной 50–100 км течет около побережья Сомали, накладываясь на южное подводное течение. Прибрежные ветра создают восходящее течение, направленное к побережью. Около экватора Восточно-Африканское прибрежное течение (EACC) течет на север через экватор. Южно-Сомалийское течение течет на север как продолжение EACC с юга до 3–4° с.ш. [13]
Северо-восточное течение (июнь-сентябрь, летний муссон) : Сомалийское течение начинает набирать силу с середины мая с началом летнего муссона, и скорости течения быстро растут до максимума до июня и сентября с дующим юго-западным муссоном. В этот сезон направление течения северо-восточное, а скорость в середине мая составляет около 2,0 м/с, а в июне — 3,5 м/с и более. Обычно Сомалийское течение перемещается примерно на 1500 км на северо-восток и около мыса Гуардафуй [3] (на 6~10° с.ш.) меняет свое направление на восточное, чтобы слиться с индийским муссонным течением. [3] [14]
Согласно работам Фридриха А. Шотта и Джулиана П. МакКрири-младшего, северо-восточное сомалийское течение имеет следующие два подсезонных периода. В июне-июле Большой водоворот растет на 4-10° с.ш., а холодная клиновидная водная масса развивается в сторону побережья на широте 10-12° с.ш. Размер и сила Большого водоворота во время летнего муссона измеряется как скорость 10 см/с на глубине около 1000 м, в то время как некоторая видимая структура круговорота наблюдается на большей глубине. Верхний слой Сомалийского течения течет на север вдоль восточноафриканского побережья и, наконец, входит в Аденский залив между архипелагом Сокотра и Африканским Рогом. Средняя скорость потока этого исходящего течения составляет около 5 Св.
Период между августом и сентябрем является поздней фазой летнего муссона. В этот период Большой водоворот почти образует замкнутую циркуляцию, и сильные восходящие потоки (холоднее 17 °C, типичная температура восходящей воды ~ 19-23 °C) развиваются вблизи северного побережья Сомали. [13]
После того, как летний муссон отступает (октябрь-ноябрь) : в этот период юго-западные муссонные ветры постоянно ослабевают, поэтому Северо-сомалийское течение (продолжение течения EACC) больше не пересекает экватор, а поворачивает на восток около 3° с.ш. Однако Великий водоворот все еще сохраняется. [13]
Юго-западное течение (декабрь-февраль, зимний муссон) : осенью (сентябрь-ноябрь) под влиянием усиливающегося северо-восточного муссона Сомалийское течение постепенно слабеет и замедляется. Наконец, в начале декабря, начинаясь к югу от 5° с. ш. и быстро расширяясь до 10° с. ш. к январю, течение меняет свое направление, теперь течет на юг (скорости 0,7–1,0 м/с). Сомалийское течение течет на юг в течение всей (северной) зимы (декабрь-февраль), ограниченное регионом к югу от 10° с. ш., пока в марте южный поток снова не отступает до 4° с. ш., чтобы изменить направление в апреле. [14]
Во время зимнего муссона, после пересечения экватора, южное Сомалийское течение сливается с северным ЭАКТ и затем течет на восток.
Поведение апвеллинга: Одной из уникальных характеристик Сомалийского течения является наличие сильного прибрежного апвеллинга — единственный крупный случай, когда это происходит на западной границе океана. Следуя за переносом Экмана и с юго-западным муссоном, дующим параллельно сомалийскому побережью, направление апвеллинга направлено к берегу летом: Теплое и соленое Сомалийское течение течет на север через экватор, чтобы повернуть на восток около мыса Гуардафуй. Это отклонение потока вызывает сильный апвеллинг вдоль сомалийского побережья, понижая прибрежные температуры на 5 °C или более с мая по сентябрь. [14]
В зимний сезон северо-восточный муссон меняет направление Сомалийского прибрежного течения на северное, останавливая прибрежный апвеллинг. [15]
Сомалийское подводное течение: апрель – начало июня; Под северным поверхностным течением развивается южное подводное течение (глубина 100–300 м, среднемесячная скорость 20 см/с, максимальная 60 см/с), простирающееся до 4° с. ш. и поворачивающее в сторону от берега. В конечном итоге оно заканчивается установлением глубоководного Великого водоворота. Осень – зима; Аналогично, под северным поверхностным течением между 8 и 12° с. ш. развивается южное подводное течение.
Зима; Подводное течение (глубина 150-400 м) на севере, направленное к экватору, протекает под поверхностным течением Сомали на юге, и их потоки уравновешиваются. Из-за этого подводного течения, вблизи экватора, поверхностное течение (на юг) Сомали чрезвычайно мелководно (менее 150 м). [13]
Великий водоворот — это огромный антициклонический вихрь, создаваемый сомалийским течением, текущим летом (северным), и один из двух гигантских круговоротов Индийского океана (другой — круговорот Сокотры). Великий водоворот можно наблюдать между 5-10° с. ш. и 52-57° в. д. у побережья Сомали в летний сезон, обычно в 200 км к юго-западу от круговорота Сокотры (между июнем и сентябрем). [13] [16] Однако в прошлом и Великий водоворот, и круговорот Сокотры, как известно, время от времени разрушались, и их точное местоположение меняется из года в год. Типичный размер Великого водоворота составляет 400–600 км в горизонтальном диаметре, [6] а типичная скорость поверхностного течения составляет 1,5–2,0 м/с. [17]
Как именно формируется Большой водоворот, пока еще не до конца понятно, но аналитический подход применения теории волн Россби может объяснить его основной механизм формирования. Согласно наблюдениям и анализу [Шотт и Квадфазель (1982)], летний муссон внезапно развивается в июне-июле и направляет поток воды в западном направлении в этом месте. Шотт и Квадфазель применили волны Россби первой моды к потокам воды и пришли к выводу, что «образование Большого водоворота является ответом на очень сильную антициклоническую завихренность напряжения ветра». [13]
Поскольку сомалийское течение меняется сезонно, Великий водоворот также демонстрирует сезонное поведение в соответствии с циклом муссонов. Вихрь обычно виден между июнем и сентябрем, однако, например, в 1995 году Сомалийское течение вообще не развивалось в июне, так что в это время вихрь был сильно ослаблен и имел очень маленький размер - затянувшаяся фаза начала. Поскольку Сомалийское течение развивалось летом, только в сентябре Великий водоворот окончательно достиг максимума и начал рассеиваться, вступая в зимний сезон (убывание). [18] [19] И наоборот, Великий водоворот может также продолжать существовать до середины октября, по-прежнему демонстрируя большой размер, а его структура завитков может оставаться заметной даже дольше, под зимним Сомалийским течением. [13]
Это сезонное поведение Великого водоворота влияет на местные прибрежные океанические потоки и, таким образом, на экосистему Аравийского моря: в летний сезон прибрежные апвеллинговые течения, сильно зависящие от формы и поведения вихря, наблюдаются к северо-западу от Великого водоворота. Биологическая продуктивность региона зависит не только от этих апвеллинговых течений, они (и, таким образом, сам Великий водоворот) также играют большую роль в регулировании бюджета теплового потока северной части Индийского океана. [20]
Прибрежная зона Сомали является одной из самых продуктивных морских экосистем в мире. Особенно во время юго-западного индийского муссона, сильный апвеллинг перекачивает холодную (17-22 °C) и очень богатую питательными веществами (около 5-20 мкм нитрата [21] ) подповерхностную воду в прибрежный регион. В этот сезон средняя плотность и продуктивность фитопланктона еще больше увеличиваются за счет деятельности прибрежного водоворота, Большого водоворота. [22] Общая биомасса зоопланктона состоит примерно из 25% эвфаузид, остальное составляют веслоногие рачки (доминирующие виды зоопланктона в регионе ~ Calanoides carinatus и Eucalanus elongates). [22] [23] Однако быстрое Сомалийское течение сокращает время пребывания поднятой богатой питательными веществами воды, тем самым несколько ограничивая биологическую продуктивность в этом регионе. [24] Большая часть этого неиспользованного питательного вещества переносится в южное Аравийское море, поддерживая там биологическое производство. Кроме того, высокая скорость ветра (приблизительно 15 м/с) юго-западного муссона, влияющего на Сомалийское течение, вызывает интенсивное вертикальное перемешивание, увеличивая толщину смешанного слоя, а также общее обогащение поверхности питательными веществами, что приводит к высокой продуктивности. [25] После этого сезона, с началом северо-восточного (зимнего) муссона, первичная продуктивность снижается, хотя плотность зоопланктона снижается незначительно.
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )