stringtranslate.com

Утечка Агульяс

Утечка Агульяс — это приток аномально теплой и соленой воды из Индийского океана в Южную Атлантику из-за ограниченной широтной протяженности африканского континента по сравнению с южным расширением субтропического суперкруговорота в Индийском океане. [1] Процесс происходит во время ретрофлексии течения Агульяс посредством сброса антициклонических колец Агульяс , циклонических вихрей и прямого притока. Утечка способствует Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC), снабжая ее верхнюю часть, что имеет прямые климатические последствия. [2]

Путь

Упрощенный основной путь (красная линия) утечки Агульяс (оранжевая пунктирная линия). Линии представляют: течение Агульяс (черная сплошная линия) с его ретрофлексией (черная пунктирная линия), субтропический фронт (серая линия) и области формирования глубоководных образований (синие пунктирные линии) [3] [4]
Анимации изменчивости скорости поверхностного течения (вверху), высоты поверхности моря (в середине), температуры поверхности моря (внизу) вокруг южной оконечности Африки. Утечка Агульяс может наблюдаться как водовороты, кольца и нити, текущие в Атлантический океан
Анимации изменчивости скорости поверхностного течения (вверху), высоты поверхности моря (в середине), температуры поверхности моря (внизу) вокруг южной оконечности Африки. Утечка Агульяс может наблюдаться как водовороты, кольца и нити, текущие в Атлантический океан
Анимации изменчивости скорости поверхностного течения (вверху), высоты поверхности моря (в середине), температуры поверхности моря (внизу) вокруг южной оконечности Африки. Утечка Агульяс может наблюдаться как водовороты, кольца и нити, текущие в Атлантический океан
Анимации изменчивости скорости поверхностного течения (вверху), высоты поверхности моря (в середине), температуры поверхности моря (внизу) вокруг южной оконечности Африки. Утечку Агульяс можно наблюдать как водовороты, кольца и нити, текущие в Атлантический океан. [5]

Течение Агульяс переносит около 70 Св на юг к 32° ю.ш. [1] Когда течение проходит через южную оконечность Африки, оно меняет направление и возвращается в Индийский океан. Однако часть его (около 2-15 Св) просачивается в Южную Атлантику. [6] Утечка в основном обусловлена ​​большими антициклоническими вихрями, сбрасываемыми при ретрофлексии. [7] Процесс также вызывается циклоническими вихрями, образующимися, когда основное течение отрывается от континентального шельфа [8] и нитями, отслаивающимися непосредственно от основного течения. [9]

Достигнув Атлантики, утечка попадает в мыс Каулдрон, и большая часть утечки распространяется дальше на северо-запад через Бенгельское течение , Южное Экваториальное течение и, наконец, пересекает экватор вместе с Северо-Бразильским течением . [10] Затем она присоединяется к Кольцевому течению и Гольфстриму . Часть утечки следует за расширением Индо-Атлантического супергира до Тихого океана.

Небольшая его часть следует по «холодному водному маршруту», огибая Антарктическое циркумполярное течение и входя в Атлантический океан через пролив Дрейка . [3]

Динамика утечки

Течение Агульяс представляет собой западное пограничное течение , которое в первую очередь обусловлено положительной завихренностью напряжения ветра . Присутствие африканского континента допускает течение на юг. За мысом Агульяс дальнейшее распространение на юг больше не поддерживается западной границей. При большой инерции течение достигает широты максимальных западных ветров (40° ю.ш.), связанных с нейтральным напряжением ветра, и закручивается обратно в Индийский океан (ретрофлексия Агульяс). Без достаточной инерции оно поворачивает на запад и просачивается в Атлантический океан. [11] [1]

Изменчивость утечки

Сила южной инерции и положение субтропического фронта (СТФ) являются ключевыми факторами в образовании утечки Агульяс. Оба они в первую очередь контролируются силой и характером поля ветра над Индийским океаном.

Образование колец Агульяс также является важным фактором утечки. Это зависит от нестабильности , топографии и мезомасштабной нелинейной динамики. [1] [12] [13]

Палеоклимат

Силу и местоположение течения Агульяс, а также утечку можно реконструировать на основе палеоокеанографических данных, таких как происхождение осадков (наличие вида планктонных фораминифер Globorotalia menardii , [14] изотопное соотношение ( 87Sr/86Sr ) в глубоких слоях океана, [15] обилие фауны Агульяс [4] ).

Палеоклиматические наблюдения позволяют реконструировать утечку до 1 350 000 лет (середина плейстоцена ). Было показано, что утечка была более интенсивной в межледниковые периоды . [4] [14] [16] Эти периоды характеризуются смещением субтропического фронта на юг, связанным с более сильной утечкой.

Данные палеоклимата показывают, что сила утечки положительно коррелирует с температурой поверхности моря, [4] [14], которая выше во время межледниковий. Более того, было показано, что сила утечки связана с силой AMOC. [4]

Изменение климата

Имеются данные, указывающие на то, что антропогенное изменение климата вызывает расширение субтропического круговорота Индийского океана на юг, что приводит к смещению западных ветров на юг. Одновременно не наблюдается существенной тенденции в значении завихренности ветра. В результате широта нулевой завихренности ветра смещается на юг, а утечка усиливается. [17]

Более того, в Юго-Восточной Атлантике наблюдается увеличение кинетической энергии вихрей, что связано с образованием большего количества вихрей и колец, что приводит к более сильной утечке. [18]

Последствия AMOC

Утечка из пролива Агульяс может потенциально оказать влияние на глобальный климат из-за ее воздействия на прочность АМОК .

Утечка может изменить AMOC посредством:

Утечка приносит относительно теплую и соленую воду в Атлантический бассейн, что имеет два противоположных эффекта на плотность. Вокруг южной оконечности Африки приток тепла имеет доминирующий эффект, приводящий к отрицательной аномалии плотности. Дальнейшее распространение на север приводит к потере тепла в атмосфере, и остается только аномалия солености, которая проявляется как положительная аномалия плотности. Связанное с этим воздействие плавучести усиливает меридиональный градиент плотности Атлантики, что приводит к образованию североатлантических глубинных вод (NADW), которые усиливают AMOC. [19]

Распространение антициклонических колец в Атлантику приводит к понижению плотности поверхности, что вызывает образование планетарных волн. Это может привести к колебаниям AMOC как в коротких, так и в межгодовых-десятилетних временных масштабах. [20]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd де Рюйтер, WPM; Биастох, А.; Дрейфхаут, СС; Лутьехармс, JRE; Матано, РП; Пичевин Т.; ван Леувен, П.Дж.; Вейер, В. (15 сентября 1999 г.). «Индийско-Атлантический межокеанский обмен: динамика, оценка и влияние». Журнал геофизических исследований: Океаны . 104 (С9): 20885–20910. Бибкод : 1999JGR...10420885D. дои : 10.1029/1998jc900099 . ISSN  0148-0227.
  2. ^ Шмидт, Кристина; Шварцкопф, Франциска У.; Рюс, Сирен; Биасточ, Арне (16.08.2021). «Характеристики и надежность оценок утечек Агульяс: сравнительное исследование методов Лагранжа». Ocean Science . 17 (4): 1067–1080. Bibcode :2021OcSci..17.1067S. doi : 10.5194/os-17-1067-2021 . ISSN  1812-0784. S2CID  238688605.
  3. ^ ab Sebille, Erik van; Beal, Lisa M.; Johns, William E. (2011-05-01). «Адвективные временные масштабы утечки Агульяс в Северную Атлантику по данным наблюдений за поверхностными дрейферами и трехмерной модели OFES». Журнал физической океанографии . 41 (5): 1026–1034. doi : 10.1175/2011JPO4602.1 . ISSN  0022-3670.
  4. ^ abcdef Рабочая группа 136 SCOR/WCRP/IAPSO; Beal, Lisa M.; De Ruijter, Wilhelmus PM; Biastoch, Arne; Zahn, Rainer (апрель 2011 г.). «О роли системы Агульяс в циркуляции океана и климате». Nature . 472 (7344): 429–436. Bibcode :2011Natur.472..429B. doi :10.1038/nature09983. ISSN  0028-0836. PMID  21525925. S2CID  4424886.{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Mercator Ocean International (2016). "Данные | Copernicus Marine". resources.marine.copernicus.eu . doi :10.48670/moi-00016 . Получено 08.04.2022 .
  6. ^ Ричардсон, Филип Л. (август 2007 г.). «Утечка из Агульяса в Атлантику, оцененная с помощью подводных поплавков и поверхностных дрейферов». Исследования глубоководных районов, часть I: Океанографические исследовательские документы . 54 (8): 1361–1389. Bibcode : 2007DSRI...54.1361R. doi : 10.1016/j.dsr.2007.04.010. hdl : 1912/2579 . ISSN  0967-0637. S2CID  140704046.
  7. ^ Schouten, Mathijs W. (2002). "Upstream control of Agulhas Ring shedding". Journal of Geophysical Research . 107 (C8): 3109. Bibcode : 2002JGRC..107.3109S. doi : 10.1029/2001JC000804 . hdl : 1874/2386 . ISSN  0148-0227.
  8. ^ Холл, К.; Лютьехармс, JRE (март 2011 г.). «Циклонические вихри, выявленные в Капской котловине южной части Атлантического океана». Журнал морских систем . 85 (1–2): 1–10. Bibcode : 2011JMS....85....1H. doi : 10.1016/j.jmarsys.2010.10.003.
  9. ^ Lutjeharms, JRE; Cooper, J. (февраль 1996 г.). «Межбассейновая утечка через нити течения Агульяс». Deep Sea Research Часть I: Oceanographic Research Papers . 43 (2): 213–238. Bibcode : 1996DSRI...43..213L. doi : 10.1016/0967-0637(96)00002-7.
  10. ^ Рюс, Сирен; Дургаду, Джонатан В.; Беренс, Эрик; Биасточ, Арне (12.08.2013). «Адвективные временные масштабы и пути утечки Агульяс». Geophysical Research Letters . 40 (15): 3997–4000. Bibcode : 2013GeoRL..40.3997R. doi : 10.1002/grl.50782. ISSN  0094-8276. S2CID  55957449.
  11. ^ De Ruijter, Will (апрель 1982 г.). <0361:aaotaa>2.0.co;2 «Асимптотический анализ систем течений Агульяс и Бразилии». Журнал физической океанографии . 12 (4): 361–373. Bibcode : 1982JPO....12..361R. doi : 10.1175/1520-0485(1982)012<0361:aaotaa>2.0.co;2 . ISSN  0022-3670.
  12. ^ Дейкстра, Хенк А.; де Рюйтер, Вильгельмус П. М. (октябрь 2001 г.). <2971:otpota>2.0.co;2 «О физике течения Агульяс: устойчивые режимы ретрофлексии». Журнал физической океанографии . 31 (10): 2971–2985. Bibcode : 2001JPO....31.2971D. doi : 10.1175/1520-0485(2001)031<2971:otpota>2.0.co;2 . hdl : 1874/2203 . ISSN  0022-3670.
  13. ^ ван Себилле, Э.; Биастох, А.; ван Леувен, П.Дж.; де Рюйтер, WPM (февраль 2009 г.). «Более слабое течение Агульяса приводит к большей утечке Агульяса». Письма о геофизических исследованиях . 36 (3): н/д. Бибкод : 2009GeoRL..36.3601V. дои : 10.1029/2008gl036614. hdl : 1874/43696 . ISSN  0094-8276. S2CID  31561997.
  14. ^ abc Caley, Thibaut; Giraudeau, Jacques; Malaizé, Bruno; Rossignol, Linda; Pierre, Catherine (2012). «Утечка Agulhas как ключевой процесс в режимах четвертичных изменений климата». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (18): 6835–6839. Bibcode : 2012PNAS..109.6835C. doi : 10.1073/pnas.1115545109 . PMC 3344998. PMID  22508999 . 
  15. ^ Францезе, Эллисон М.; Хемминг, Сидней Р.; Голдштейн, Стивен Л. (июнь 2009 г.). «Использование изотопов стронция в детритных отложениях для ограничения ледникового положения ретрофлексии Агульяс». Палеокеанография . 24 (2): н/д. Bibcode : 2009PalOc..24.2217F. doi : 10.1029/2008pa001706 . ISSN  0883-8305.
  16. ^ Диксон, Александр Дж.; Ленг, Мелани Дж.; Маслин, Марк А.; Слоан, Хилари Дж.; Грин, Джоанн; Бендл, Джеймс А.; МакКлимонт, Эрин Л.; Панкост, Ричард Д. (2010-08-07). "Атлантическая опрокидывающая циркуляция и утечка Агульяс влияют на гидрографию верхнего океана юго-восточной Атлантики во время морской изотопной стадии 11". Палеокеанография . 25 (3). Bibcode : 2010PalOc..25.3208D. doi : 10.1029/2009pa001830 . ISSN  0883-8305.
  17. ^ Alory, Gaël; Wijffels, Susan; Meyers, Gary (2007-01-20). "Наблюдаемые температурные тенденции в Индийском океане в 1960–1999 годах и связанные с ними механизмы". Geophysical Research Letters . 34 (2). Bibcode : 2007GeoRL..34.2606A. doi : 10.1029/2006gl028044 . ISSN  0094-8276. S2CID  129235410.
  18. ^ Руо, Матье; Пенвен, Пьеррик; Поль, Бенджамин (2009-06-18). «Потепление в системе течения Агульяс с 1980-х годов». Geophysical Research Letters . 36 (12). Bibcode : 2009GeoRL..3612602R. doi : 10.1029/2009gl037987 . ISSN  0094-8276. S2CID  73617925.
  19. ^ Weijer, W (ноябрь 2002 г.). «Ответ атлантической опрокидывающей циркуляции на южноатлантические источники плавучести». Global and Planetary Change . 34 (3–4): 293–311. Bibcode : 2002GPC....34..293W. doi : 10.1016/s0921-8181(02)00121-2. hdl : 1874/2604 . ISSN  0921-8181.
  20. ^ Biastoch, A.; Böning, CW; Lutjeharms, JRE (ноябрь 2008 г.). «Динамика утечки Агульяс влияет на десятилетнюю изменчивость в атлантической опрокидывающей циркуляции». Nature . 456 (7221): 489–492. Bibcode :2008Natur.456..489B. doi :10.1038/nature07426. ISSN  0028-0836. PMID  19037313. S2CID  4323345.