Северо -Тихоокеанский круговорот (NPG) или северо-тихоокеанский субтропический круговорот (NPSG), расположенный в северной части Тихого океана , является одним из пяти основных океанических круговоротов . Этот круговорот охватывает большую часть северной части Тихого океана . Это самая большая экосистема на Земле, расположенная между экватором и 50° северной широты и охватывающая 20 миллионов квадратных километров. [1] Круговорот имеет круговую схему по часовой стрелке и образован четырьмя преобладающими океаническими течениями : Северо-Тихоокеанским течением на севере, Калифорнийским течением на востоке, Северным экваториальным течением на юге и течением Куросио на западе. Это место необычно интенсивного сбора созданного человеком морского мусора , известного как Большое тихоокеанское мусорное пятно .
Северотихоокеанский субтропический круговорот и гораздо меньший северотихоокеанский субполярный круговорот составляют две основные системы круговоротов в средних широтах северной части Тихого океана. Эта двухкруговая циркуляция в северной части Тихого океана приводится в движение пассатами и западными ветрами . [2] Это один из лучших примеров всех океанов Земли, где эти ветры приводят в движение двухкруговую циркуляцию. Физические характеристики, такие как слабая термохалинная циркуляция в северной части Тихого океана и тот факт, что она в основном заблокирована сушей на севере, также способствуют этой циркуляции. По мере увеличения глубины эти круговороты в северной части Тихого океана становятся меньше и слабее, а высокое давление в центре субтропического круговорота будет мигрировать к полюсам и на запад. [2]
Как и все субтропические круговоротные системы, северотихоокеанский субтропический круговорот является антициклоном ; поскольку он находится в Северном полушарии, это означает, что его циркуляция происходит по часовой стрелке вокруг его высокого давления в центре. Эта циркуляция также связана с экваториальным переносом Свердрупа и нисходящим потоком Экмана . [2] Перенос Экмана заставляет воду течь к центру круговорота, создавая наклонную морскую поверхность и инициируя геострофический поток . Харальд Свердруп применил перенос Экмана, включив силы градиента давления, чтобы разработать теорию переноса Свердрупа. [3]
Течение Куросио — узкое, сильное западное пограничное течение субтропической циркуляции. Это течение влияет на толщу воды до самого дна. Течение Куросио течет в северном направлении, затем в конечном итоге течет дальше от западной границы, где оно затем принимает восточное направление в северную часть Тихого океана. Это течение, текущее на восток, затем называется расширением Куросио. Северо-Тихоокеанское течение расположено к северу от субтропического круговорота и течет в восточном направлении. Также известное как дрейф западных ветров или субарктическое течение, Северо-Тихоокеанское течение также включает в себя западный поток южной границы северо-тихоокеанского субполярного круговорота. [4] Северное экваториальное течение граничит с северо-тихоокеанским субтропическим круговоротом на юге и течет в западном направлении. Западный поток в пределах вытянутой тропической циклонической циркуляции также включен в Северное экваториальное течение. Система Калифорнийских течений охватывает восточную границу северо-тихоокеанского субтропического круговорота и течет на юг вдоль побережья Калифорнии. Здесь прибрежный апвеллинг приводит в движение восточное пограничное течение и подводное течение, направленное к полюсу.
В западном регионе северной части Тихого океана поверхность субтропического круговорота обычно имеет «С-образную форму». [5] [6] Течение Куросио и расширение Куросио примерно с внешней стороны этой «С-образной формы», где оно затем поворачивает на запад в рециркуляцию, где оно затем течет на юг параллельно течению Куросио. Отсюда «С-образная форма» затем течет на восток, образуя Субтропическое противотечение примерно на 20–25° с. ш., затем, наконец, «С» поворачивает обратно на запад, образуя Северное экваториальное течение чуть южнее 20° с. ш. Для субтропических круговоротов характерно наличие этого поверхностного потока «С-образной формы». Субтропическое противотечение является мелководной областью этого «С»; всего на глубине около 250 дбар под поверхностью циркуляция представляет собой более простой замкнутый антициклонический круговорот.
Узкие фронтальные зоны восток-запад, пересекающие Тихий океан, имеют ширину менее 100 км. Субарктическая фронтальная зона или субарктическая граница, около 42° с.ш., зафиксирована в Северо-Тихоокеанском течении. [2] Субарктическая фронтальная зона, немного южнее максимальных скоростей западного ветра, отделяет Северо-Тихоокеанский субполярный круговорот от Субтропического круговорота. В центральной и восточной части Тихого океана примерно на 32° с.ш. находится Субтропическая фронтальная зона. Иногда называемая Субтропической зоной конвергенции, эта фронтальная зона служит границей между текущим на запад Северным экваториальным течением и Северо-Тихоокеанским течением. [2] С увеличением глубины в Северо-Тихоокеанском субтропическом круговороте он становится меньше в западном регионе около Японии, а также теряет силу. Субтропический круговорот не существует ниже 1500 м под поверхностью, за исключением течения Куросио и областей расширения.
Северотихоокеанский субтропический круговорот пространственно уменьшается с увеличением глубины. Подобно всем системам субтропических круговоротов, северотихоокеанский субтропический круговорот сжимается в направлении своих самых энергичных поверхностных потоков, в северо-западном направлении между течением Куросио и расширением Куросио. Это резкое сокращение от поверхности до примерно 200 м ниже. [7] На поверхности граница, разделяющая западные и восточные потоки, проходит от юга 20° с. ш. до примерно 25–30° с. ш. на глубине 200 м. «С-образная форма» в западной области субтропического круговорота, включая субтропическое противотечение, обычно не существует ниже 200 м. Примерно на глубине 1000–1500 м субтропический круговорот полностью расположен в западной области северной части Тихого океана вблизи течения Куросио и расширения Куросио. [7] В субтропических регионах поток слаб, где влияние субтропического круговорота минимально. Различия в стерических высотах на расстоянии 1000 км составляют порядка 1 см, тогда как в районе северо-тихоокеанского субтропического круговорота различия составляют 10 см.
Большое мусорное пятно Тихого океана (также Тихоокеанский мусорный вихрь и Северотихоокеанское мусорное пятно [8] ) — мусорное пятно , круговорот частиц морского мусора в центральной части северной части Тихого океана. Оно расположено примерно между 135° з. д. и 155° з. д. и 35° с. ш. и 42° с. ш . [9] Сбор пластика и плавающего мусора происходит из Тихоокеанского региона , включая страны Азии, Северной Америки и Южной Америки. [10]
Несмотря на общее общественное восприятие пятна как гигантских островов плавающего мусора, его низкая плотность (4 частицы на кубический метр (3,1/куб. ярд)) препятствует обнаружению с помощью спутниковых снимков или даже случайными лодочниками или дайверами в этом районе. Это связано с тем, что пятно представляет собой широко распространенную область, состоящую в основном из взвешенных «размером с ноготь или меньше» — часто микроскопических — частиц в верхнем слое воды, известных как микропластик . [11]
Исследователи из проекта The Ocean Cleanup заявили, что пятно охватывает 1,6 миллиона квадратных километров (620 000 квадратных миль) [12], состоящее из 45 000–129 000 метрических тонн (50 000–142 000 коротких тонн) пластика по состоянию на 2018 год. [13] Его цель — удалить половину пластикового загрязнения к 2027 году с помощью плавучих барьеров, закрепленных на морском дне. [14] То же исследование 2018 года показало, что, хотя микропластик преобладает в этой области по количеству, 92% массы пятна состоит из более крупных объектов, которые еще не фрагментировались в микропластик. Часть пластика на пятне имеет возраст более 50 лет и включает в себя предметы (и фрагменты предметов), такие как «пластиковые зажигалки, зубные щетки, бутылки с водой, ручки, детские бутылочки, мобильные телефоны, пластиковые пакеты и гранулы ».
Исследования показывают, что пятно быстро разрастается. [13] Считается, что пятно увеличивается «в 10 раз каждое десятилетие» с 1945 года. [15] Круговорот содержит приблизительно шесть фунтов пластика на каждый фунт планктона . [16] Аналогичное пятно плавающего пластикового мусора обнаружено в Атлантическом океане, называемое североатлантическим мусорным пятном . [17] [18] Это растущее пятно наносит другой экологический ущерб морским экосистемам и видам.