Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Трансполярный дрейф и круговорот Бофорта являются основными океанскими течениями в Северном Ледовитом океане .

Beaufort круговорот является одним из двух основных океанических течений в Северном Ледовитом океане , она примерно находится к северу от Аляски и канадского побережья. В прошлом арктический морской лед мог циркулировать в круговороте Бофорта до нескольких лет, что приводило к образованию очень толстого многолетнего морского льда. [1] Из-за потепления в Арктике круговорот потерял огромное количество льда, фактически превратив то, что раньше было рассадником морского льда, созреть и превратиться в самый толстый и самый старый лед Северного Ледовитого океана в " кладбище »для старых льдов. [2] [3]

Динамические механизмы [ править ]

Условия в Арктике способствовали потере морского льда в последние годы в течение лета в Северном полушарии . В конце 20-го века анализ повышения температуры поверхностных вод Тихого океана привел к открытию связи между этим повышением температуры и началом серьезной потери арктического морского льда в море Бофорта . Была предложена причина существования этой связи: «... отложенное образование льда зимой позволяет более эффективно взаимодействовать между океаном и воздействием ветра». Эти динамические механизмы наблюдаются при раскручивании и циркуляции круговорота Бофорта. [4]

Арктический морской ледниковый период: 1984 - 2019 гг.

В западной части Северного Ледовитого океана находится круговорот Бофорта, растущий резервуар пресной воды которого окутан тайной. В последние годы это увеличивающееся содержание пресной воды (FWC) было в центре внимания многих исследований, особенно тех, которые касаются совместной динамики океана и атмосферы. Большая часть запасов пресной воды в Арктике сосредоточена в круговороте Бофорта. Несмотря на смещение в сторону летних месяцев в Северном полушарии, наблюдения с подводных лодок , кораблей и станций на дрейфующих льдах предполагают, что круговорот расширялся за последние два десятилетия. Исследователи использовали объединенные модели общей циркуляции морского льда и океана , чтобы тщательно проанализировать эти наблюдения. Результаты модели показывают, чтоЭкман транспортиграет важную роль в изменчивости пресной воды в круговороте и, следовательно, в Северном Ледовитом океане. Преобладающее направление вращения круговорота Бофорта - по часовой стрелке, в соответствии с преобладающей циркуляцией ветра Полярного максимума. Кориолис поворачивает движущиеся объекты вправо в северном полушарии, а «вправо» - внутрь системы, вращающейся по часовой стрелке. Вот почему все, что плавает, включая более свежую воду, имеет тенденцию двигаться к центру системы. Действительно, в центре круговорота Бофорта есть небольшая выпуклость, когда он вращается в основном по часовой стрелке. Если, как предполагается, Северный Ледовитый океан становится коллектором тепла, что приводит к низкому давлению, вращающейся против часовой стрелки системе,можно ожидать, что круговорот Бофорта последует этому примеру и направит более свежую воду наружу, чтобы ее захватило трансполярное течение. Это может поднять более соленую, чуть теплее атлантическую воду, которая находится под плавающей, более свежей арктической водой.

Вариации переноса по Экману изменяют высоту поверхности моря и глубину галоклина, что приводит к откачке по Экману. Во время антициклонических режимов, когда завихренность напряжения ветра отрицательная, пресная вода закачивается в круговорот Бофорта; во время циклонических режимов - при положительной завихренности напряжения ветра - пресная вода попадает в Северный Ледовитый океан, откуда она затем может течь в Северную Атлантику. Giles et al. (2012) [5] пришли к выводу, что изменчивость содержания пресной воды зависит от завихренности ветрового напряжения. Кривая напряжения ветра, используемая Giles et al. (2012) взяты из данных NCEP / NCAR Reanalysis в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований, Лаборатория исследований системы Земли, Отдел физических наук (NOAA / OAR / ESRL PSD) в Боулдере, Колорадо, США.

Сезонный цикл содержания пресной воды касается не только механических (закачка Экмана), но и тепловых (образование льда) процессов. Круговорот Бофорта содержит средний объем800 км 3 замороженной пресной воды или морского льда, исходя из средней толщины льда 2 метра. В период с июня по июль средний сезонный цикл содержания пресной воды достигает максимума; в это время года толщина морского льда достигает минимума, что означает, что количество растаявшего морского льда достигло максимума. Максимум содержания пресной воды, сбрасываемой в воды океана, совпадает с максимумом завихренности ветрового напряжения (т. Е. Минимум при откачке Экмана), что позволяет большому количеству пресной воды просачиваться в циркуляцию Северного Ледовитого океана. Этот быстрый приток пресной воды в арктическую циркуляцию вынуждает большой объем пресной воды оттекать в Североатлантический бассейн, влияя на атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию . [6]

Исследования [ править ]

Круговорот Бофорта сформировал купол пресной воды, который с 2002 года расширился по вертикали примерно на 15 сантиметров (5,9 дюйма); к 2011 году его объем увеличился примерно до 8000 кубических километров (1900 кубических миль). [7] Пресная вода в этом круговороте составляет около 10% всей пресной воды в Северном Ледовитом океане; Большая часть запасов пресной воды в Арктике поступает из российских рек в виде стока . [7] Циркуляция круговорота Бофорта по часовой стрелке вызвана ветровыми режимами, связанными с постоянной антициклонической системой высокого давления над западной частью Арктики. В круговороте по часовой стрелке в Северном полушарии сила Кориолисазаставляет океанскую воду течь внутрь к центру круговорота, где она накапливается, эффективно образуя купол из воды. Если структура ветра переходит в циклоническую циркуляцию из-за наличия системы низкого давления (поднимающийся воздух, вызванный повышением температуры океана и большим объемом открытой воды Северного Ледовитого океана), это вызовет обратную циркуляцию круговорота Бофорта и обратный поток. по часовой стрелке. Если это произойдет, сила Кориолиса изогнет поток наружу и от центра круговорота, и вместо образования поднимающегося водного купола образуется депрессия, и произойдет подъем более теплой воды из Атлантического океана.

Океанолог Андрей Прошутинский предположил, что если ветры и круговорот круговорота ослабнут, большие объемы пресной воды могут просочиться из восточной части Северного Ледовитого океана в Северный Атлантический океан , что повлияет на термохалинную циркуляцию и, следовательно, на климат . [8]

Из-за сезонного образования морского льда, круговорот Бофорта труднодоступен и, следовательно, изучен в зимние месяцы северного полушария; отсутствие солнечного света в эти месяцы вынуждает использовать искусственное освещение. [9] Исследования Артура С. Дайка и других показывают, что если объем оттока рек в круговорот Бофорта увеличится, то сам круговорот может пространственно сместиться вправо. [10]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Динамика: Циркуляция | Национальный центр данных по снегу и льду" . nsidc.org . Проверено 7 сентября 2020 .
  2. ^ «Arctic Sea Ice Age 2016» . svs.gsfc.nasa.gov . Проверено 7 сентября 2020 .
  3. ^ «Табель успеваемости в Арктике за 2019 год: старый толстый лед едва выживает в сегодняшней Арктике | NOAA Climate.gov» . www.climate.gov . Проверено 7 сентября 2020 .
  4. ^ Серрез, MC; Голландия, ММ; Стров, Дж. (2007). «Перспективы сокращения морского ледяного покрова Арктики». Наука . 315 (5818): 1533–1536. Bibcode : 2007Sci ... 315.1533S . DOI : 10.1126 / science.1139426 . PMID 17363664 . 
  5. ^ Джайлз, Кэтрин А .; Laxon, Seymour W .; Ридаут, Энди Л .; Wingham, Duncan J .; Бэкон, Шелдон (2012). «Запасы пресной воды в западной части Северного Ледовитого океана увеличились за счет ветрового раскрутки круговорота Бофорта» . Природа Геонауки . 5 (3): 194–197. Bibcode : 2012NatGe ... 5..194G . DOI : 10.1038 / ngeo1379 .
  6. ^ Прошутинский, Андрей; Кришфилд, Ричард; Тиммерманс, Мэри-Луиза; Тул, Джон; Кармак, Эдди; Маклафлин, Фиона; Уильямс, Уильям Дж .; Циммерманн, Сара; Ито, Мотоё; Симада, Кодзи (2009). «Пресноводный резервуар Бофорта Гайра: состояние и изменчивость по наблюдениям». Журнал геофизических исследований . 114 (C1): C00A10. Bibcode : 2009JGRC..114.0A10P . DOI : 10.1029 / 2008JC005104 . hdl : 1912/3680 .
  7. ^ a b Амос, Джонатан (23 января 2012 г.). «Обнаружена пресноводная выпуклость Северного Ледовитого океана» . BBC News . Проверено 23 января 2012 года .
  8. ^ «На вершине мира» . Океан . Найти статьи . Сентябрь 2005 Архивировано из оригинала на 2012-07-08 . Проверено 19 октября 2009 года .
  9. ^ Липпсетт, Лонни (2005), «Маховик арктического климатического двигателя: удаленные экспедиции по круговороту Бофорта раскрывают ключи к изменению климата» , Oceanus , 44 (3): 28. Расширенный академический как можно скорее. Интернет. 13 октября 2009 г.
  10. ^ Дайк, Артур С. (1997), «Изменения в доставке коряги на Канадский арктический архипелаг: гипотеза постледниковых колебаний трансполярного дрейфа» (PDF) , Арктика , 50 (1): 1–16, DOI : 10.14430 / арктический1086 . Расширенный академический как можно скорее. Интернет. 13 октября 2009 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Проект исследования круговорота Бофорта от Океанографического института Вудс-Хоул
  • Анимация: Исчезающий арктический морской лед от НАСА Изменение климата: жизненно важные признаки планеты