Течение Куросио (黒潮, «Черный прилив») , также известное как Черное течение или Японское течение (日本海流, Нихон Кайрю ) — это теплое океанское течение , идущее на север, на западной стороне бассейна северной части Тихого океана . Свое название он получил из-за темно-синего цвета вод. Подобно Гольфстриму в Северной Атлантике, Куросио представляет собой мощное западное пограничное течение , которое переносит теплую экваториальную воду к полюсу и образует западную часть Северо- Тихоокеанского субтропического круговорота . У восточного побережья Японии оно сливается с течением Оясио , образуя Северо-Тихоокеанское течение .
Течение Куросио оказывает значительное влияние как на физические, так и на биологические процессы в северной части Тихого океана, включая перенос питательных веществ и отложений, основные тихоокеанские штормы и региональный климат, а также формирование тихоокеанского режима воды. [1] [2] [3] Кроме того, значительный перенос питательных веществ течением приводит к созданию биологически богатого экорегиона , поддерживающего важную рыбную промышленность, а также разнообразные морские пищевые сети. Например, Южно-Китайское море имеет относительно низкую концентрацию питательных веществ в верхних водах, но имеет повышенную биологическую продуктивность из-за поступления от вторжения течения Куросио . [4] Продолжающиеся исследования, посвященные реакции течения Куросио на изменение климата, предсказывают усиление поверхностных потоков этого западного пограничного течения, что контрастирует с прогнозируемыми изменениями в Гольфстриме в Атлантическом океане. [5]
Куросио — относительно теплое океанское течение со средней годовой температурой поверхности моря около 24 °C (75 °F), шириной примерно 100 километров (62 мили) и часто образующее водовороты небольшого и мезомасштаба . Куросио берет свое начало из Тихоокеанского Северо-Экваториального течения , которое разделяется на две части у восточного побережья Лусона, Филиппины , образуя течение, текущее на юг, Минданао и более значительное течение, текущее на север, Куросио. [6] К востоку от Тайваня река Куросио впадает в Японское море через глубокий разлом в цепи островов Рюкю, известный как впадина Йонагуни. Затем Куросио продолжает движение на север и параллельно островам Рюкю, направляясь самой глубокой частью Японского моря, Окинавским желобом , прежде чем покинуть Японское море и снова войти в Тихий океан через пролив Токара. [7] Затем он течет вдоль южной окраины Японии, но значительно извивается. [8] На полуострове Босо Куросио окончательно отделяется от японского побережья и движется на восток как расширение Куросио. [9] Течение Куросио — это тихоокеанский аналог Гольфстрима в Атлантическом океане , [10] переносящий теплую тропическую воду на север, в полярный регион .
Аналогами Куросио, связанными с Северо-Тихоокеанским круговоротом, являются: восточное, текущее Северо-Тихоокеанское течение на север, южное, текущее Калифорнийское течение на восток, и западное, текущее Северо-Экваториальное течение на юг. Теплые воды течения Куросио поддерживают коралловые рифы Японии, самые северные коралловые рифы в мире. Часть Куросио, впадающая в Японское море , называется Цусимским течением (対馬海流, Цусима Кайрю ) .
Подобно Гольфстриму в Атлантическом океане, течение Куросио создает теплые температуры на поверхности океана и значительную влажность в атмосфере вдоль западной части Тихоокеанского бассейна и, таким образом, порождает и поддерживает тропические циклоны . Тропические циклоны, также известные как тайфуны , образуются, когда атмосферная нестабильность , теплая температура поверхности океана и влажный воздух объединяются, чтобы питать атмосферную систему низкого давления. В западной части северной части Тихого океана ежегодно происходит в среднем 25 тайфунов. [11] Большинство тайфунов происходит с июля по октябрь летом в северном полушарии, [11] и обычно образуются там, где течение Куросио является самым теплым вблизи экватора. Тайфуны имеют тенденцию двигаться вдоль теплых вод течения к полюсу, пока не рассеиваются в более холодных водах. [12]
Сила ( перенос ) Куросио варьируется в зависимости от его маршрута и в зависимости от сезона. Наблюдения показывают, что в Японском море перенос Куросио относительно устойчив и составляет около 25 Зв [13] [14] (25 миллионов кубических метров в секунду). Куросио значительно усиливается, когда он возвращается в Тихий океан, достигая 65 Св (65 миллионов кубических метров в секунду) к юго-востоку от Японии, [7] , хотя этот перенос имеет значительную сезонную изменчивость. [15] Течение Куросио разделяется на продолжение течения Куросио и течение Цусима, поскольку течения огибают Японский остров и воссоединяются, изменения в потоке будут влиять на потоки других течений.
Путь Куросио мог быть другим в геологическом прошлом в зависимости от исторического уровня моря и батиметрии, однако в настоящее время [ когда? ] противоречивые научные данные. Было высказано предположение, что более низкий уровень моря и тектоника могли помешать Куросио войти в Японское море во время последнего ледникового периода , примерно ок. 115 000 - ок. 11700 лет назад и полностью оставался в пределах Тихоокеанского бассейна. [16] Однако другие косвенные данные и модели океана альтернативно предполагают, что путь Куросио был относительно неизменным, [17] [18] , возможно, еще 700 000 лет назад. [19]
Сила течения Куросио и батиметрия морского дна приводят к глубоководной эрозии и переносу отложений во многих регионах. Эрозия у берегов Южного Тайваня на плато Кэньдин, вероятно, вызвана сильными придонными течениями, скорость которых увеличивается по мере поднятия на этом плато. [20] Придонная вода ускоряется по мере продвижения с глубины 3500 м на глубину около 400–700 м. Увеличение скорости течения усугубляет эрозию, обнажая холм Куросио, бобовидную возвышенную плоскую область размером 3 × 7 км, расположенную на 60–70 м ниже уровня поверхности по сравнению с остальной частью плато, которая расположена на высоте около 400–700 м. [2] Плато поднимается и уравновешивается эрозией. [2]
Гранулометрия плато Кентинг и его окрестностей демонстрирует разрушительные свойства течения Куросио. [20] Размер зерен отложений песка варьируется по краю плато. Чем глубже по краю, тем крупнее зерна, поскольку более мелкие зерна уносятся течением. Некоторые из этих мелких частиц песка осели в поле дюн, а оставшиеся отложения переносятся и откладываются по всему региону течением Куросио. [2]
Течение Куросио также переносит отложения реки Янцзы . Объем переноса наносов во многом зависит от взаимосвязи между вторжением течения Куросио, Китайским прибрежным течением и Тайваньским теплым течением. Отложения реки Янцзы откладываются на внутреннем шельфе Восточно-Китайского моря , а не на глубине моря, из-за взаимодействия трех течений. [21]
Отличительные элементные характеристики отложений из разных источников позволяют отслеживать источники отложений в пределах Куросио. Тайваньские отложения содержат преимущественно иллит и хлорит . Эти прослеживаемые соединения были обнаружены на всем протяжении течения Куросио вплоть до его ответвления через вторжение течения Куросио в Южно-Китайское море. [22] Рукав Куросио в Южно-Китайском море и циклонический вихрь к западу от острова Лусон воздействуют на отложения Лусона и Жемчужной реки . Осадки Лусона, содержащие высокие уровни смектита , не могут перемещаться на северо-запад. Отложения Жемчужной реки содержат высокие уровни каолинита и титана (Ti) и заперты над абиссальным бассейном между островом Хайнань и устьем Жемчужной реки. [21] Эти соединения позволяют ученым отслеживать перенос отложений по течению Куросио.
Есть признаки того, что водовороты способствуют сохранению и выживанию личинок рыб, переносимых Куросио. [23] Биомасса планктона колеблется ежегодно и обычно самая высокая в вихревой зоне на краю Куросио. Кольца с теплым сердечником не отличаются высокой производительностью. Однако есть свидетельства равного распределения биологической продуктивности по кольцам с теплым ядром течения Куросио, чему способствуют апвеллинг на периферии и конвективное перемешивание, вызванное охлаждением поверхностных вод по мере движения колец к северу от течения. Термостат – это глубокий перемешанный слой , имеющий дискретные границы и однородную температуру. Внутри этого слоя богатая питательными веществами вода выносится на поверхность, что приводит к резкому увеличению первичной продукции. Учитывая, что вода в ядре кольца имеет другой температурный режим, чем воды на шельфе, бывают случаи, когда кольцо с теплым ядром переживает весеннее цветение , а окружающие шельфовые воды - нет. [24]
Внутри колец с теплым ядром происходит множество сложных взаимодействий , и поэтому продуктивность в течение всего срока службы не сильно отличается от продуктивности окружающей шельфовой воды. Исследование 1998 года [24] показало, что первичная продуктивность внутри кольца с теплым ядром была почти такой же, как и в холодной струе за его пределами, с признаками апвеллинга питательных веществ внутри кольца. Кроме того, были обнаружены плотные популяции фитопланктона на нутриклине внутри кольца, предположительно поддерживаемые восходящим перемешиванием питательных веществ. [24] Кроме того, были проведены акустические исследования в кольце с теплым ядром, которые показали интенсивное рассеяние звука от зоопланктона и популяций рыб в кольце и очень редкие акустические сигналы за его пределами.
Тайфуны могут вызывать сильные ветры, которые на короткое время воздействуют на поверхностный слой океана. Эти ветры заставляют более теплый поверхностный слой океана смешиваться с более глубоким и холодным слоем воды, который расположен ниже пикноклина . В результате этого смешивания питательные вещества переносятся из более глубоких и холодных вод в более теплый поверхностный слой океана. [25] Такие организмы, как фитопланктон и водоросли , используют эти недавно введенные питательные вещества для роста. В 2003 году два тайфуна вызвали значительное перемешивание приземных слоев, проходя через регион. Это смешивание непосредственно привело к двум событиям цветения водорослей в северо-западной части Тихого океана, которые негативно повлияли на Японию. [26]
Течение Куросио считается потоком питательных веществ из-за высокого потока питательных веществ из окружающих олиготрофных вод с первичным производством от 150 до 300 граммов углерода на квадратный метр в год, согласно глобальным оценкам первичной продуктивности SeaWiFS . Течение переносит значительные объемы питательных веществ для поддержания этой первичной продукции с континентального шельфа Восточно-Китайского моря в субарктический Тихий океан. Максимальное количество хлорофилла наблюдается на глубине около 100 метров (330 футов). [3] Его важность в транспортировке питательных веществ подтверждается тем, что богатая питательными веществами вода течения Куросио окружена окружающей водой той же плотности с более низким относительным уровнем питательных веществ. Ниже по течению Куросио поступает большое количество питательных веществ со скоростью 100–280 кмоль Н*с-1. [27] Питательные вещества поступают в поверхностные воды из более глубоких слоев, где течение Куросио протекает по мелководным участкам и подводным горам. Этот процесс происходит над Окинавским желобом и проливом Токара. [28] Пролив Токара также имеет высокую циклоническую активность, через которую проходит течение Куросио. Это в сочетании с эффектом Кориолиса вызывает интенсивный апвеллинг вдоль континентального шельфа. [28] Этот апвеллинг и транспорт питательных веществ в поверхностные слои необходимы для первичного производства, поскольку в противном случае эти жизненно важные питательные вещества были бы недоступны для фитопланктона, которому необходимо оставаться в верхних слоях, где им доступен солнечный свет для осуществления фотосинтеза . Таким образом, постоянный перенос богатых питательными веществами вод в регионы с высоким уровнем освещенности поддерживает усиленный фотосинтез, поддерживая остальную часть биологически разнообразной экосистемы, связанной с течением Куросио.
Перенос питательных веществ, тепла и планктона течением Куросио и его пересечение множества различных водоемов уступают место высокому видовому богатству в этом течении и рядом с ним. Кроме того, Куросио классифицируется как горячая точка биоразнообразия , что означает, что воды, циркулирующие в этом регионе, являются местом обитания множества различных видов, однако многие из его обитающих организмов находятся под угрозой исчезновения или уже находятся на грани исчезновения в результате локальная и/или глобальная человеческая деятельность. Чрезмерный вылов рыбы и чрезмерный вылов являются основными рисками для многих находящихся здесь под угрозой исчезновения видов. [29]
Фитопланктон ответственен за отмеченные выше высокие темпы первичной продуктивности в настоящее время. Теплая температура поверхности моря и низкая мутность в этом регионе приводят к более чистой воде, что обеспечивает более глубокое проникновение солнечного света и расширение эпипелагиали. Эти особые характеристики, наряду с более низкой доступностью питательных веществ в пределах течения, хорошо соответствуют потребностям двух специфических цианобактерий : прохлорококка и синехококка . [30] Прохлорококк является доминирующим видом пикофитопланктона в течении Куросио, и эти два вида могут отвечать за половину фиксации CO 2 во всей фотической зоне течения Куросио. [30] Кроме того, в этом регионе происходят значительные выбросы пыли из-за азиатских пыльных бурь из пустыни Гоби. [30] [31] Во время этих явлений пылевые облака переносят и откладывают фосфаты и микроэлементы, которые впоследствии стимулируют рост как прохлорококков, так и синехококков, а также диатомовых водорослей . [30]
Предполагается, что диатомовые водоросли и триходезмия играют важную роль в перераспределении азота и углерода в эвфотической зоне и из нее. Триходезмий - распространенный диазотроф , который напрямую коррелирует с общей фиксацией азота в течении. [32] Эта фиксация азота поставляет лимитирующее питательное вещество (нитрат) другим фотоавтотрофам для роста и размножения. Между тем, в районах, находящихся под влиянием апвеллинга с более высокими концентрациями питательных веществ и углерода, диатомовые водоросли вносят важный вклад в выбросы углерода и азота за пределы эвфотической зоны из-за веса их «стеклянных домов» из кремнезема и их склонности тонуть. [33]
По крайней мере десять родов морских водорослей обитают в водах течения Куросио и вокруг него. [29] Каулерпа — это зеленые водоросли , которые густо растут вблизи берега на периферии течения Куросио, в то время как бурые и красные водоросли также процветают рядом с течением и, как и другие фотосинтезирующие организмы, извлекают выгоду из транспорта питательных веществ и низкой мутности региона. [29]
Увеличение биомассы зоопланктона происходит при значительно более низких температурах воды в местах апвеллинга в пределах течения Куросио из-за высоких концентраций фитопланктона, которые питаются апвеллингом к северо-востоку от Тайваня. [34] Этот апвеллинг, вторжение течения Куросио через пролив Лусон и Южно-Китайское море , а также летние муссоны представляют собой сближение множества океанических вод различного происхождения. [35] Эти зоны конвергенции воды и последующая циркуляция и смешивание оказывают большое влияние на транспортировку и распределение многих видов зоопланктона, в результате чего сообщества зоопланктона становятся более питательными, уникальными и разнообразными. [36] Также сообщалось о высоком разнообразии копепод в водах, прилегающих к течению Куросио. [37] Два доминирующих вида копепод течения, C. sinicus и E. concinna , зимой в высоких концентрациях переносятся на север течением из Восточно-Китайского моря. [38]
Подобно копеподам и диатомовым водорослям, оболочники , особенно сальпы и долиолиды , также играют важную роль в биогеохимическом цикле, а также в пищевой цепи Куросио. [39] Сальпы переносят углерод в придонные воды региона с помощью своих богатых углеродом, быстро тонущих фекальных гранул и туш. Известно, что Талиацеи (сальпы и долиолиды) кормят как минимум 202 морских вида, однако было обнаружено, что цветение этих животных создает вредные условия питания для пелагических рыб в регионе. [39]
Многие виды личинок рыб встречаются также в сообществах зоопланктона, переносимых течением. Личинки рыб вносят важный вклад в пищевую цепь системы течения Куросио. Например, усатые киты используют перенос личинок японской сардины и ставриды течением к местам их нагула в северной части Тихого океана. Сообщается, что изменение климата приводит к изменению распределения эндемичных личинок рыб. Анализ изменения видового состава рыб , проведенный Лу и Ли (2014), показал, что изменения в распределении личинок рыб произошли в этом регионе, и позволяют предположить, что это измененное скопление связано с изменениями интенсивности и скорости течения течения Куросио. [40] Эти изменения влияют на пищевую цепь ниже и выше этого трофического уровня. Это может повлиять на миграцию рыб, популяцию рыб в целом и крупные рыболовные хозяйства.
Течение Куросио оказывает влияние на несколько видов фораминифер , в том числе на виды G. Ruber и P. obliquiloculate . G. Ruber обычно обитает на поверхности и был обнаружен на глубине 1000 метров вдоль течения Куросио. P. obliquiloculate обычно обитает на глубине от 25 до 100 м, однако был обнаружен глубоко в абиссальном бассейне (> 1000 м). [41] Распределение этих видов по сравнению со стандартной глубиной их обитания, наблюдаемой Галлахером (2015), демонстрирует способность этого вторжения и общего течения Куросио перераспределять питательные вещества по вертикали [41] , делая питательные вещества доступными для многих различных видов с разными потребностями для процветания. .
Коралловые рифы течения Куросио расположены на более высокой широте, чем любой другой тропический риф в мире (33,48 ° с.ш.). [42] Важный коралл, образующий рифы в этом районе, Heliopora coerulea , внесен в список находящихся под угрозой исчезновения из-за антропогенных факторов стресса для окружающей среды, таких как: повышение температуры поверхности моря из-за изменения климата, подкисление океана из-за антропогенных выбросов парниковых газов и ловля динамита . [29] Исследования, подтверждающие низкое генотипическое разнообразие внутри вида, еще раз подчеркивают находящийся под угрозой исчезновения этот синий коралл. [43]
Acropora japonica , Acropora secale и Acropora hyacinthus — еще три коралла, образующих рифы в этом регионе. [44] Эти виды используют симбиотические отношения с зооксантеллами, перидинином и пирроксантином в качестве источника каротиноидов . [44]
Помимо антропогенных угроз, эти кораллы также имеют хищников в регионе, таких как морская звезда тернового венца , Acanthaster planci и региональная морская улитка Drupella fragum . [44] Морская звезда Терновый венец питается кораллами. При благоприятных условиях популяция этой местной морской звезды может взорваться, что приведет к значительному ущербу целым коралловым сообществам, а также экосистемам, которые поддерживают эти коралловые рифы. Вспышка морской звезды «терновый венец» в сочетании с антропогенными стрессорами может нанести необратимый ущерб рифовой системе. [45] [46]
Течение Куросио контролирует структуру связей между коралловыми рифами (а также другими морскими организмами с личиночной фазой), перенося личинки с южных коралловых рифов на рифы ниже по течению вдоль дуги Рюкю. [47]
Западные пограничные течения используются некоторыми видами кальмаров для быстрого и легкого перемещения, что позволяет взрослым кальмарам путешествовать с минимальными затратами энергии и использовать богатые северные кормовые районы, в то время как икра и личинки зимой развиваются в теплых водах течения. Например, у японского летающего кальмара (Todarodes pacificus) есть три популяции, которые размножаются зимой, летом и осенью . Зимняя нерестовая группа связана с течением Куросио, поскольку после нереста в январе-апреле в Восточно-Китайском море личинки и молодь перемещаются на север вместе с течением Куросио. Летом их выбрасывают к берегу и ловят между островами Хонсю и Хоккайдо . Летний нерест проходит в другой части Восточно-Китайского моря, откуда личинки увлекаются Цусимским течением , текущим на север между островами Японии и материком. После этого течение встречается с текущим на юг холодным прибрежным течением — Лиманским течением. Группа кальмаров, нерестящихся летом, традиционно обитает на границе двух течений, что обеспечивает богатый промысел. Фактически, исследования показали, что с конца 1980-х годов ежегодные уловы в Японии постепенно увеличивались, и было высказано предположение, что изменение условий окружающей среды привело к перекрытию осенних и зимних нерестилищ в Цусимском проливе и вблизи островов Гото . Кроме того, расширяются места зимнего нереста на континентальном шельфе и склоне Восточно-Китайского моря.
Течение Куросио является домом для тысяч видов рыб, обитающих в богатых питательными веществами и разнообразных водах этого региона. На эту обширную биомассу влияют повышенные темпы первичной продукции, что приводит к образованию большой биомассы на нижних трофических уровнях , чему способствуют более теплые местные океанические и атмосферные условия. К обитающим в этом районе рыбам относятся рифовые рыбы, такие как рыба-кролик и рыба-попугай, пелагические рыбы, такие как сардины , анчоусы , скумбрия и парусник , а также высшие трофические хищники, такие как акулы . [29]
Рыболовство имеет сильное присутствие в этом районе и сильно зависит от меняющихся океанических условий, в значительной степени зависящих от течения Куросио. На севере течение Оясио содержит субарктические воды, которые намного холоднее и преснее, чем местные воды к востоку от Хонсю, а место пересечения этих двух течений называется регионом Куросио-Оясио. Здесь местные океанографические условия меняются в течение года и определяют совокупность видов и, следовательно, успех рыболовства. Например, когда течение Оясио хорошо развито и выступает на юг, холодные воды благоприятны для ловли сардин. Кроме того, когда в течении Куросио развивается более крупный извилистый поток, доступность сардин увеличивается из-за близости Куросио к южным нерестилищам сардин. Таким образом, вторжение и пути течения этих течений влияют на присутствие, биомассу и улов таких видов, как минтай , сардина и анчоус .
Пять из семи видов морских черепах на Земле: головастые ( Caretta caretta ), зеленые ( Chelonia mydas ), бисса ( Eretmochelys imbricata ), кожистые черепахи ( Dermochelys coriacea ) и оливковые ридли ( Lepidochelys olivacea ) используют течение Куросио для доступа к теплу. воды. [48] Самки морских черепах используют транспортный потенциал течения для доступа к теплым гнездовым пляжам берегов Японии, а молодые зеленые черепахи и черепахи-ястребы используют нынешний транспорт для доступа к водам, окружающим Японию. [49] [48]
Морские млекопитающие, такие как тюлени , морские львы и китообразные , также используют высокое биоразнообразие течения Куросио. Харизматичные зубатые киты мегафауны этого региона включают дельфин-спиннера ( Stenella longirostris ), короткоплавникового грина ( Globicephala macrorhynchus ), обыкновенную афалину ( Tursiops truncatus ), морскую свинью Далла ( Phocoenoides dalli ), дельфина Риссо ( Grampus griseus ) и косатку. ( Орцинус косатка ). [50] Три типа китов одного и того же рода ( Balaenoptera ) также используют эту богатую территорию в качестве кормовых угодий, в том числе обыкновенный полосатик ( Balaenoptera acutorostrata ), сейвал ( Balaenoptera Borealis ) и кит Брайда ( Balaenoptera edeni ). [51] Наличие японских сардин и яиц скумбрии, личинок и молоди является основным источником пищи усатых китов в этих районах. [51] Трофические хищники высшего уровня могут служить единицами в развитии природоохранного управления в этом регионе.
Океан поглощает примерно треть CO 2 , образующегося в результате сжигания ископаемого топлива, производства цемента и вырубки лесов. Одним из наиболее значительных океанических поглотителей атмосферного CO 2 является течение Куросио. [52] В регионах с высокой биологической продуктивностью такое поглощение CO 2 и захоронение углерода обеспечивается мощным биологическим насосом . В менее продуктивном переходном периоде северного течения Куросио остается важным поглотителем CO 2 благодаря высокой растворимости CO 2 . Регион расширения Куросио классифицируется как самый сильный поглотитель атмосферного CO 2 в северной части Тихого океана. Это особенно актуально зимой, когда в регионе расширения Куросио поглощается большее количество произведенного человеком CO 2 по сравнению с летом. Вероятно, это объясняется более низкими температурами, способствующими растворимости CO 2 в океанской воде. Поскольку уровни CO 2 в атмосфере продолжают расти, увеличивается и поглощение CO 2 в Куросио, что делает эту сезонность еще более драматичной. [53]
Западные пограничные течения являются неотъемлемой частью мирового климатического баланса. Течение Куросио играет важную роль во влиянии на региональный климат и погодные условия, главным образом за счет поступления теплых вод из более низких широт на север в западную окраину Тихоокеанского бассейна. [1] [54] Наряду с другими западными пограничными течениями в мире, течение Куросио подвержено сезонным изменениям, которые проявляются в различных скоростях потока, широте бифуркации и солености воды. На циркуляцию в Тихом океане во многом влияет этот северный перенос теплой соленой воды на север вдоль западной границы, одновременно обеспечивая структуру западного края Северо- Тихоокеанского круговорота . [54] Возникающие в результате потоки тепла в этой области представляют собой один из крупнейших теплообменов между океаном и атмосферой во всем Тихоокеанском бассейне, который более выражен в зимний сезон. Передача тепла с поверхности океана в атмосферу создает нестабильные атмосферные условия, то есть воздушные массы и облака, образующиеся или находящиеся под влиянием этого процесса, теплее, чем окружающий воздух, что в конечном итоге повышается и увеличивает вероятность осадков или изменения погоды. Таким образом, муссонные дожди, распространенные в летнее время, и тайфуны усиливаются по мере прохождения над течением. [1] На климат многих азиатских стран повлияло распространение тепла в результате этих процессов в течение миллионов лет, изменение характера ветра, осадков и смешивание теплых тропических вод с Японским морем . [54] [55]
Когда течение Куросио отделяется от экваториального течения и течет на север, теплая вода из теплого бассейна западной части Тихого океана перетекает в северо-западную часть бассейна Тихого океана. Основной поток тепла в Куросио происходит через расширение Куросио между 132 ° и 160 ° восточной долготы и от 30 ° до 35 ° северной широты, в зависимости от широты, на которой расширение отделяется от течения Куросио вдоль побережья Японии. [56] [57] Процесс закачки теплой воды в открытый океан играет важную роль в формировании вод субтропического режима северной части Тихого океана и регулировании температуры поверхности моря, влияя на перенос влаги через западную часть Тихоокеанского бассейна. [58] Субтропические воды северной части Тихого океана образуются, когда воды расширения Куросио теряют большое количество тепла и влаги из-за холодных и сухих северных ветров в бореальные зимние месяцы, создавая плотные соленые поверхностные воды, склонные к погружению и вызывающие конвекцию. Диапазон температур опускающихся вод субтропического режима северной части Тихого океана обычно составляет от 16 ° C до 19 ° C, однако точные температуры и глубины, на которые погружаются эти воды, ежегодно меняются в зависимости от эффективности транспортировки воды по расширению, которая является функцией атмосферные и мезомасштабные вихревые условия. [56] Образующаяся однородная водная масса обычно отделяет сезонный пикноклин от поверхностных вод в середине-конце летних месяцев, оставаясь стратифицированной под более теплыми поверхностными водами до тех пор, пока не обмелеет обратно к поверхности со смешанным слоем из-за штормовых возмущений осенью и зима. Контраст между температурами этих стратифицированных вертикальных слоев может быть настолько заметен, что латеральную адвекцию модовой воды можно проследить на тысячи километров. [57] Режим формирования воды является переменным и во многом зависит от интенсивности потока расширения Куросио и эффективности атмосферного теплового потока . [58] В процессах тепловых потоков иногда возникают обратные связи, которые усиливают контрасты температур воды и могут привести к тому, что характеристики температуры поверхности моря сохранятся намного дольше окончания бореальной зимы. Например, при остаточно охлажденных поверхностных водах в конце весны и начале лета теплый влажный воздух с юга может вызвать образование низкой облачности и отражение солнечной радиации, увеличивая временное охлаждение поверхности моря. [1]
Расширение Куросио представляет собой динамичную, но относительно нестабильную систему, изменчивость связанной с ней широты бифуркации происходит в межгодовых временных масштабах. Причина этих изменений и их влияние на поверхностный поток и общий перенос вод были тщательно изучены, а последние достижения в методах спутниковой альтиметрии высоты морской поверхности позволяют проводить наблюдательные исследования в более крупных временных масштабах. [59] [58] Исследования показывают, что более северные широты бифуркации исторически коррелируют с большим переносом поверхностных вод и режимом образования воды, что связано с меньшими извилистыми и более прямыми путями стока ближе к побережьям Японии и Тайваня в зимние месяцы. [60]
Прогнозируется, что изменение климата, особенно в отношении повышения температуры поверхности моря и уменьшения солености, усилит поверхностный поток течения Куросио, а также других западных пограничных течений через Тихий океан. [1] Прогнозируемые последствия потепления поверхностных океанов могут привести к разным последствиям для Атлантического и Тихого океанов; По прогнозам, в Атлантике произойдет замедление атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции, в то время как западные пограничные течения Тихого океана, включая течение Куросио, могут усилиться. Считается, что эти изменения являются результатом ветрового стресса и потепления поверхности в результате усиления расслоения поверхностных слоев будущих океанов. [5] В частности, считается, что прогнозируемое смещение западных ветров к полюсам в ячейке Хэдли создаст условия, в которых усилие закручивания ветра в субтропическом круговороте увеличится. Это может вызвать усиление общей геострофической циркуляции и, как следствие, усиление северного участка течения Куросио, что, по некоторым прогнозам, увеличивает скорость потока почти вдвое. [54] Однако прогнозируется, что весь поток течения будет усилен, от точки его разветвления возле экватора до расширения Куросио. Кроме того, общая наблюдаемая за последние тридцать лет миграция на юг широт бифуркации субтечений как NEC, так и SEC согласуется с усилением западных пограничных течений. В связи с изменением ветров и усилением круговорота в сочетании со сценарием антропогенного поступления углерода «как обычно», прогнозируется, что бифуркационные широты продолжат миграцию к полюсам в будущее, способствуя усилению течения Куросио. [1]
Прогнозы делаются с использованием методов, которые объединяют исторические данные с результатами океанического моделирования, и в одном из таких исследований использовался Проект взаимного сравнения связанных моделей (CMIP5), чтобы показать, что течение Куросио взаимодействует с северной оконечностью субтропического круговорота, в отличие от старых прогнозов простого «вращения круговорота». вверх» принудительное ускорение. [5] Исследования по моделированию также показали, что усиление расслоения будет происходить с усилением течения в поверхностном слое, создавая условия, при которых противоположный эффект может возникнуть в более глубоком слое течения Куросио, которое, как предполагалось, замедлится. Точные механизмы, вызывающие это изменение, не очень хорошо выяснены, однако ожидается, что оно является результатом изменений ветрового напряжения внутри круговорота, а также повышенной стратификации у поверхности, которая может усилить разделение поверхностного и глубоководного слоев океана и поддерживать различную реакцию на потепление. океаны. [61]
Течение Куросио может быть полезным в качестве судоходного пути, поскольку течение позволяет сэкономить время и расход топлива при движении по течению. Однако суда, идущие против течения, будут тратить больше времени и топлива, чтобы компенсировать течение воды против судна. [62]
Куросио поддерживает множество важных рыболовных промыслов. Популяции ставриды являются одним из наиболее важных рыбных ресурсов в Японии, Корее и Тайване. Поскольку Куросио течет на северо-восток от северо-востока Тайваня вдоль шельфового склона Восточно-Китайского моря, он несет икру и личинки ставриды в южную Японию и на остров Хонсю . [63] Эти личинки отлавливаются, а затем выращиваются в аквакультуре до взрослого состояния и собираются. [64] Другие важные промыслы включают минтай, сардины и анчоусы. [65]
Вдоль течения Куросио также расположено множество развивающихся портовых городов. Хотя исторически известно, что течение Куросио поддерживает многие рыболовные промыслы там, где оно встречается с течением Оясио, этот регион все еще восстанавливается после аварии на атомной электростанции Фукусима-дайити . В 2011 году землетрясение магнитудой 9,0 спровоцировало разрушительное цунами в 2011 году. [66] Это цунами затопило более 200 миль береговой линии Японии и резко изменило уровень моря в некоторых прибрежных районах на несколько метров. Он убил более 18 500 человек и стал причиной ядерной катастрофы на АЭС Фукусима , вызвав выброс радиоцезия в окружающие воды. Хотя наиболее сильно пострадали местные водоемы, этот радиоцезий был перенесен по всей северной части Тихого океана Северо-Тихоокеанским течением, образовавшимся в результате столкновения течений Куросио и Оясио. [67] Местные рыбные хозяйства потеряли более 90% своего флота и не могли возобновить работу в течение года после аварии. Местная экономика работает над тем, чтобы вернуться к уровню, существовавшему до цунами, но даже сейчас уловы рыболовства даже близко не достигли уровня, который был до аварии. В радиусе 10 км от места аварии вылов не осуществляется, и даже уловы за пределами этой зоны подлежат проверке на наличие радиоактивных материалов, что требует от рыболовов как времени, так и денег. [68] К 2014 году в Минамисанрику была восстановлена большая часть городского порта и объектов аквакультуры, а по состоянию на 2018 год реконструкция ключевой инфраструктуры в префектурах Иватэ и Мияги была близка к завершению. [69] В 2021 году местные японские рыболовные флоты выловили 5928 тонн морепродуктов на сумму более 2,21 миллиарда иен (19,342 миллиона долларов США). [69]
Изменения течения Куросио и условия его потепления повлияли на миграцию гринд. Эти животные считаются деликатесом, но охота строго регулируется, а изменение сроков миграции влияет на тех, для кого эти животные являются источником дохода. [70] Практика управления должна учитывать необходимость защиты этих животных и признание потенциальных экономических последствий для местных охотников.