Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Гольфстрим (значения) .

Температура поверхности в западной части Северной Атлантики. Североамериканский континент черный и темно-синий (холодный), а Гольфстрим красный (теплый). Источник: НАСА.

Гольфстрим вместе со своим северным расширением Североатлантического Drift , теплый и быстрым Атлантика океаническим , что берет свое начало в Мексиканском заливе и тянется к оконечности Флориды , и следует восточным побережьям Соединенных Штатов и Ньюфаундленда до того пересечения Атлантический океан как Североатлантическое течение . Процесс усиления на западе приводит к тому, что Гольфстрим становится ускоряющимся на север течением у восточного побережья Северной Америки. Примерно на 40 ° 0'N 30 ° 0'W . / 40.000 ° с.ш. 30.000 ° з.д. / 40.000; -30,000, он разделяется на две части: северный поток, Североатлантический дрейф, пересекает Северную Европу, и южный поток, Канарское течение , рециркулирующий у берегов Западной Африки.

Гольфстрим влияет на климат восточного побережья Северной Америки от Флориды до Ньюфаундленда и западного побережья Европы. Несмотря на недавние дебаты [1], все согласны с тем, что климат Западной Европы и Северной Европы теплее, чем в других районах аналогичной широты, из-за Североатлантического течения. Это часть Североатлантического круговорота . Его присутствие привело к развитию сильных циклонов всех типов как в атмосфере, так и в океане. Гольфстрим также является значительным потенциальным источником возобновляемой энергии .

История [ править ]

Карта Гольфстрима Бенджамина Франклина, напечатанная в Лондоне в 1769 году.

Европейское открытие Гольфстрима датируется экспедицией 1512 года Хуана Понсе де Леона , после которой он стал широко использоваться испанскими кораблями, плывущими из Карибского моря в Испанию. [2] В протоколе путешествия Понсе де Леона от 22 апреля 1513 г. отмечалось: «Течение такое, что, хотя у них был сильный ветер, они могли идти не вперед, а назад, и кажется, что они шли хорошо; В конце было известно, что течение сильнее ветра ». [3]

Бенджамин Франклин заинтересовался моделями циркуляции в Северной Атлантике. В 1768 году, находясь в Англии, Франклин услышал любопытную жалобу от Колониального таможенного совета : почему британским пакетам потребовалось на несколько недель больше, чтобы добраться до Нью-Йорка из Англии, чем среднему американскому торговому кораблю, чтобы добраться до Ньюпорта, Род-Айленд , несмотря на то, что торговые суда, отправляющиеся из Лондона и вынужденные плыть по Темзе, а затем по Ла-Маншу, прежде чем они пересекут Атлантику, а пакеты уходят из Фалмута в Корнуолл? [4]

Франклин спросил Тимоти Фолджера, капитана китобойного промысла с острова Нантакет , за ответом. Фолджер объяснил, что торговые суда обычно пересекали течение - что определялось по поведению китов, измерению температуры воды и изменениям цвета воды - в то время как капитаны почтовых пакетов сталкивались с этим. [4] Франклин попросил Фолджера нарисовать путь течения на карте Атлантического океана и добавить примечания о том, как избежать течения при плавании из Англии в Америку. Затем Франклин отправил диаграмму Энтони Тодду, секретарю почтового отделения Великобритании. [4] Карта Гольфстрима Франклина была напечатана в 1769 году в Лондоне, но британские морские капитаны почти не обращали на нее внимания. [5]Копия диаграммы была напечатана в Париже примерно в 1770–1773 годах, а третья версия была опубликована Франклином в Филадельфии в 1786 году. [6] [7]

Свойства [ править ]

Собственно Гольфстрим - это усиленное на западе течение, в значительной степени вызванное ветровой нагрузкой . [8] Североатлантический дрейф, напротив, в значительной степени обусловлен термохалинной циркуляцией . В 1958 году океанограф Генри Стоммел заметил, что «в ручье действительно очень мало воды из Мексиканского залива». [9] Перенося теплые воды на северо-восток через Атлантику, он делает Западную Европу и особенно Северную Европу теплее и мягче, чем это было бы в противном случае. [10]

Формирование и поведение [ править ]

Эволюция Гольфстрима к западу от Ирландии продолжается как Североатлантическое течение.

Река с морской водой, называемая Атлантическим Северо-Экваториальным течением , течет на запад от побережья Центральной Африки. Когда это течение взаимодействует с северо-восточным побережьем Южной Америки, течение разделяется на две ветви. Один проходит в Карибское море , а второй, Антильское течение , течет к северу и востоку от Вест-Индии . [11] Эти две ветви соединяются к северу от Флоридского пролива .

В пассаты дуют на запад , в тропиках, [12] и западные дуют в восточном направлении в средних широтах. [13] Эта ветровая картина создает нагрузку на поверхность субтропического океана с отрицательной изгибом над северной частью Атлантического океана. [14] Получающийся транспорт Свердрупа направлен к экватору. [15]

Из-за сохранения потенциальной завихренности, вызываемой ветрами, движущимися на север на западной периферии субтропического хребта, и повышенной относительной завихренностью воды, движущейся на север, перенос уравновешивается узким ускоряющимся течением, направленным к полюсу. Это течет вдоль западной границы океанического бассейна, перевешивая эффекты трения с западным пограничным течением, и известно как Лабрадорское течение . [16] Сохранение потенциальной завихренности также вызывает изгибы вдоль Гольфстрима, которые иногда обрываются при изменении положения Гольфстрима, образуя отдельные теплые и холодные водовороты. [17] Этот общий процесс, известный как западная интенсификация, заставляет течения на западной границе океанического бассейна, такого как Гольфстрим, быть сильнее, чем на восточной границе. [18]

Как следствие, образовавшийся Гольфстрим представляет собой сильное океанское течение. Он транспортирует воду со скоростью 30 миллионов кубических метров в секунду (30 сверхдрупов ) через Флоридский пролив. Когда он проходит к югу от Ньюфаундленда, этот показатель увеличивается до 150 смердрупов. [19] Объем Гольфстрима превосходит все реки, впадающие в Атлантический океан вместе взятые, что составляет 0,6 сверхдрупы. Однако оно слабее, чем Антарктическое циркумполярное течение . [20] Учитывая силу и близость Гольфстрима, пляжи на восточном побережье США могут быть более уязвимы для крупных аномалий уровня моря, которые значительно влияют на скорость береговой эрозии . [21]

Гольфстрим обычно имеет ширину 100 километров (62 мили) и глубину от 800 метров (2600 футов) до 1200 метров (3900 футов). Скорость течения самая высокая у поверхности, максимальная скорость обычно составляет около 2,5 метров в секунду (5,6 миль в час). [22] По мере продвижения на север теплая вода, переносимая Гольфстримом, подвергается испарительному охлаждению. Охлаждение осуществляется ветром: ветер, движущийся над водой, вызывает испарение , охлаждение воды и увеличение ее солености и плотности. Когда образуется морской лед, соли остаются вне льда - процесс, известный как исключение рассола. [23] Эти два процесса производят более плотную и холодную воду (или, точнее, воду, которая остается жидкой при более низкой температуре). В северной части Атлантического океана вода становится настолько плотной, что начинает опускаться через менее соленую и менее плотную воду. ( Конвективное действие похоже на лавовую лампу .) Этот нисходящий поток холодной плотной воды становится частью Североатлантического глубокого водотока, идущего на юг потока. [24] Очень мало водорослей находится внутри течения, хотя водоросли собираются группами к востоку от него. [25]

В апреле 2018 года два исследования, опубликованные в журнале Nature [26] [27], показали, что Гольфстрим был самым слабым за по крайней мере 1600 лет. [28]

Локализованные эффекты [ править ]

Гольфстрим влияет на климат полуострова Флорида . Часть побережья Флориды, называемая Флоридским течением , зимой поддерживает среднюю температуру воды не менее 24 ° C (75 ° F). [29] Восточные ветры, движущиеся над этой теплой водой, перемещают теплый воздух из-за Гольфстрима вглубь материка, [30] помогая поддерживать более мягкую температуру по всему штату, чем в других местах на юго-востоке Соединенных Штатов зимой. Кроме того, близость Гольфстрима к Нантакету , штат Массачусетс, увеличивает его биоразнообразие., потому что это северный предел для южных разновидностей растений и южный предел для северных видов растений. Нантакет зимой теплее, чем на материке. [31]

Североатлантическое течение Гольфстрима, наряду с подобными тёплыми воздушными потоками, помогает держать Ирландию и западное побережье Великобритании на пару градусов теплее, чем на востоке. [32] Однако разница наиболее разительна на западных прибрежных островах Шотландии . [33] Заметное влияние Гольфстрима и сильных западных ветров (вызванных теплой водой Гольфстрима) на Европу происходит вдоль норвежского побережья . [10] Северные районы Норвегии лежат недалеко от Арктики.зона, большая часть которой зимой покрыта льдом и снегом. Однако почти все побережье Норвегии остается свободным ото льда и снега в течение всего года. [34] Эффект потепления, обеспечиваемый Гольфстримом, позволил построить и сохранить довольно крупные поселения на побережье Северной Норвегии , включая Тромсё , третий по величине город к северу от Полярного круга. Погодные системы, нагретые Гольфстримом, дрейфуют в Северную Европу , также нагревая климат за скандинавскими горами .

Влияние на формирование циклона [ править ]

Ураган Сэнди усиливается вдоль оси Гольфстрима в 2012 году.

Теплая вода и контраст температур на краю Гольфстрима часто увеличивают интенсивность циклонов, тропических или иных. Для генерации тропических циклонов обычно требуется температура воды выше 26,5 ° C (79,7 ° F). [35] Образование тропических циклонов является обычным явлением над Гольфстримом, особенно в июле. Штормы движутся на запад через Карибский бассейн, а затем либо движутся в северном направлении и изгибаются к восточному побережью Соединенных Штатов, либо остаются на северо-западном пути и проникают в Мексиканский залив . [36] Такие штормы могут вызвать сильные ветры и нанести серьезный ущерб юго-восточным прибрежным районам США .Ураган «Сэнди» в 2012 году стал недавним примером того, как ураган пересек Гольфстрим и набирает силу. [37]

Было показано, что сильные внетропические циклоны значительно углубляются вдоль мелководной фронтальной зоны , вызванной течением Гольфстрима, в холодное время года. [38] Субтропические циклоны также имеют тенденцию генерироваться около Гольфстрима. 75 процентов таких систем, задокументированных между 1951 и 2000 годами, сформировались около этого течения теплой воды, при этом два годовых пика активности приходятся на май и октябрь. [39] Циклоны в океане образуются под Гольфстримом, простираясь на глубину до 3500 метров (11500 футов) под поверхностью океана. [40]

Возможный возобновляемый источник энергии [ править ]

Теоретически максимальное рассеивание энергии из Гольфстрима турбинами находится в диапазоне 20–60 ГВт. [41] [42] Одно из предложений, которое теоретически могло бы обеспечивать мощность, сопоставимую с несколькими атомными электростанциями, могло бы развернуть поле подводных турбин, размещенных в 300 метрах (980 футов) под центром ядра Гольфстрима. [43] Тепловая энергия океана также может быть использована для производства электроэнергии, используя разницу температур между холодной глубокой водой и теплой поверхностной водой. [44]

См. Также [ править ]

  • Арктическая дипольная аномалия
  • Граничный ток
  • Течение Гумбольдта
  • Широта Гольфстрима и указатель северной стены Гольфстрима
  • Североатлантическое колебание
  • Отключение термохалинной циркуляции

Ссылки [ править ]

  1. ^ Климатическая мифология: Гольфстрим, европейский климат и резкие изменения
  2. ^ Фернандес-Арместо, Фелипе (2006). Следопыты: глобальная история исследований . WW Norton & Company. п. 194 . ISBN 978-0-393-06259-5.
  3. ^ Уилкинсон, Джерри. «История Гольфстрима» . Ключи Historeum . Общество сохранения исторического наследия Верхних ключей . Проверено 15 июля 2010 года .
  4. ^ a b c Тачман, Барбара В. Первое приветствие: взгляд на американскую революцию. Нью-Йорк: Ballantine Books, 1988. С. 221–222.
  5. ^ Иссерман, Морис (2002). «Бен Франклин и Гольфстрим» (PDF) . Исследование места . TERC. Архивировано из оригинального (PDF) 21 июля 2011 года . Проверено 15 июля 2010 года .
  6. ^ Анон. «1785:« Разные морские наблюдения » Бенджамина Франклина » . Ocean Explorer: чтения для исследователей океана . Управление океанических исследований и исследований NOAA. Архивировано из оригинала 18 декабря 2005 года . Проверено 15 июля 2010 года .
  7. ^ Ричардсон, Филип Л .; Адамс, Натан Т. (весна 2018 г.). «Неизведанные воды: китобои Нантакета и карта Франклина-Фолджера Гольфстрима» . Исторический Нантакет . 68 (1): 17–24.
  8. ^ Wunsch, Карл (8 ноября 2002). "Что такое термохалинная циркуляция?" . Наука . 298 (5596): 1179–1181. DOI : 10.1126 / science.1079329 . PMID 12424356 . S2CID 129518576 .  (см. также Рамсторф .)
  9. ^ Генри Стоммел. (1958). Гольфстрим: физическое и динамическое описание. Беркли: Калифорнийский университет Press. стр.22
  10. ^ a b Барби Бишоф; Артур Дж. Мариано; Эдвард Х. Райан (2003). «Североатлантическое дрейфующее течение» . Программа Океанографического партнерства Национальной . Проверено 10 сентября 2008 .
  11. ^ Элизабет Роу; Артур Дж. Мариано; Эдвард Х. Райан. «Антильское течение» . Кооперативный институт морских и атмосферных исследований . Проверено 6 января 2009 .
  12. ^ Глоссарий метеорологии (2009). "пассаты" . Глоссарий метеорологии . Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала на 2008-12-11 . Проверено 8 сентября 2008 .
  13. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Вестерлис. Архивировано 22 июня 2010 г. в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 15 апреля 2009.
  14. ^ Матиас Томчак и Дж. Стюарт Годфри (2001). Региональная океанография: введение. Архивировано 14 сентября 2009 г. в Wayback Machine Маттиас Томчак, стр. 42. ISBN 81-7035-306-8 . Проверено 6 мая 2009. 
  15. ^ Earthguide (2007). Урок 6: Разгадывая загадку Гольфстрима - По теплому течению, бегущему на север. Калифорнийский университет в Сан-Диего. Проверено 6 мая 2009.
  16. ↑ Анджела Коллинг (2001). Циркуляция океана . Баттерворт-Хайнеманн. п. 96. ISBN 978-0-08-053794-8.
  17. ^ Морис Л. Шварц (2006). Энциклопедия прибрежной науки . Springer Science & Business Media. п. 1037. Bibcode : 2006ecs..book ..... S . ISBN 978-1-4020-3880-8.
  18. ^ Национальный экологический спутник, данные и информационная служба (2009). Исследование Гольфстрима. Архивировано 3 мая 2010 г. в Wayback Machine . Государственный университет Северной Каролины . Проверено 6 мая 2009.
  19. ^ Джоанна Дьори; Артур Дж. Мариано; Эдвард Х. Райан. «Гольфстрим» . Кооперативный институт морских и атмосферных исследований . Проверено 6 января 2009 .
  20. ^ Райан Смит; Мелиси Десфлотс; Шон Уайт; Артур Дж. Мариано; Эдвард Х. Райан. «Антарктическое течение CP» . Кооперативный институт морских и атмосферных исследований . Проверено 6 января 2009 .
  21. ^ Theuerkauf, Ethan J., et al. «Аномалии уровня моря усугубляют эрозию пляжей». Письма о геофизических исследованиях 41.14 (2014): 5139–5147.
  22. ^ Филлипс, Памела. «Гольфстрим» . USNA / Johns Hopkins . Проверено 2 августа 2007 .
  23. ^ Рассел, Рэнди. «Термохалинная циркуляция океана» . Университетская корпорация атмосферных исследований. Архивировано из оригинала на 2009-03-25 . Проверено 6 января 2009 .
  24. ^ Behl, R. "Водные массы Атлантического океана" . Калифорнийский государственный университет в Лонг-Бич. Архивировано из оригинального 23 мая 2008 года . Проверено 6 января 2009 .
  25. ^ Эдвард и Джордж Уильям Блант (1857). Пилот американского побережья . Эдвард и Джордж Уильям Блант . Проверено 6 января 2009 .
  26. ^ Thornalley, Дэвид-младший; Оппо, Делия В .; Ортега, Пабло; Робсон, Джон I .; Бриерли, Крис М .; Дэвис, Рене; Холл, Ян Р .; Моффа-Санчес, Паола; Роуз, Нил Л .; Spooner, Питер Т .; Яшаяев Игорь; Кейгвин, Ллойд Д. (11 апреля 2018 г.). «Аномально слабая конвекция в Лабрадорском море и опрокидывание Атлантики за последние 150 лет». Природа . 556 (7700): 227–230. Bibcode : 2018Natur.556..227T . DOI : 10.1038 / s41586-018-0007-4 . PMID 29643484 . S2CID 4771341 .  
  27. ^ Цезарь, L .; Rahmstorf, S .; Робинсон, А .; Feulner, G .; Саба, В. (11 апреля 2018 г.). «Наблюдаемый отпечаток ослабевающей циркуляции Атлантического океана» (PDF) . Природа . 556 (7700): 191–196. Bibcode : 2018Natur.556..191C . DOI : 10.1038 / s41586-018-0006-5 . PMID 29643485 . S2CID 4781781 .   
  28. ^ "Исследования показывают, что течение Гольфстрима самое слабое за 1600 лет" . Хранитель . 12 апреля 2018 . Проверено 12 апреля 2018 года .
  29. ^ Джефф Сэмюэлс (2008). «Карибские средние ТПМ и ветры» . Кооперативный институт морских и атмосферных исследований . Проверено 16 января 2009 .
  30. ^ Национальный центр климатических данных . Климатические данные о ветре для США. Проверено 2 июня 2007. Архивировано 13 июня 2007 года в Wayback Machine.
  31. ↑ Сара Октай. «Описание острова Нантакет» . Массачусетский университет в Бостоне . Проверено 6 января 2009 .
  32. ^ Профессор Хеннесси (1858). Отчет годового собрания: О влиянии Гольфстрима на климат Ирландии . Ричард Тейлор и Уильям Фрэнсис . Проверено 6 января 2009 .
  33. ^ «Спутники фиксируют ослабление воздействия течения в Северной Атлантике» . НАСА . Проверено 10 сентября 2008 .
  34. ↑ Эрик А. Расмуссен; Джон Тернер (2003). Полярные минимумы . Издательство Кембриджского университета. п. 68 .
  35. ^ Атлантическая океанографическая и метеорологическая лаборатория , Отдел исследования ураганов. «Часто задаваемые вопросы: как образуются тропические циклоны?» . NOAA . Проверено 26 июля 2006 .
  36. ^ "Лучший трек Атлантического урагана (HURDAT версия 2)" (База данных). Национальный центр ураганов США. 25 мая 2020.
  37. ^ Создание супер-бури
  38. ^ С. Businger, ТМ Грациано, ML Каплан, Р. Rozumalski. Циклогенез холодного воздуха вдоль фронта Гольфстрима: исследование диабатических воздействий на развитие циклона, фронтальную структуру и колею. Проверено 21 сентября 2008.
  39. ^ Дэвид М. Рот. P 1.43 ПЯТЬДЕСЯТ ЛЕТ ИСТОРИИ СУБТРОПИЧЕСКИХ ЦИКЛОНОВ. Американское метеорологическое общество . Проверено 21 сентября 2008.
  40. ^ DK Savidge и JM Бэйн. Циклогенез в глубоком океане под Гольфстримом. 1. Описание. Проверено 21 сентября 2008.
  41. ^ Ян, Сюфэн; Haas, Kevin A .; Фриц, Герман М. (1 июля 2013 г.). «Теоретическая оценка энергетического потенциала океанических течений для системы Гольфстрим» (PDF) . Журнал Общества морских технологий . 47 (4): 101–112. DOI : 10,4031 / MTSJ.47.4.3 . Архивировано из оригинала на 2019-02-03.
  42. ^ Ocean Current Energy Оценка для Гольфстрим Xiufeng Ян *, Кевин А. Хааса, Герман М. Фрица [1] архивации 2014-05-26 в Wayback Machine Проверено 2014-05-26
  43. ^ Институт экологических исследований и образования. Tidal.pdf Архивировано 11 октября 2010 г. на Wayback Machine. Проверено 28 июля 2010 г.
  44. ^ Джереми Элтон Жако. Приливная энергия Гольфстрима может обеспечить до трети энергии Флориды. Проверено 21 сентября 2008.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Журнал Corona, выпуск 124: Наука (немецкий язык, перенесенное количество энергии)
  • Hátún; Sandø, AB; Дрейндж, H; Hansen, B; Valdimarsson, H; и другие. (16 сентября 2005 г.). «Влияние атлантического субполярного круговорота на термохалинную циркуляцию» . Наука . 309 (5742): 1841–1844. Bibcode : 2005Sci ... 309.1841H . DOI : 10.1126 / science.1114777 . PMID  16166513 . S2CID  38690976 . Архивировано из оригинала на 2007-08-06 . Проверено 2 августа 2007 . (Повышенная температура и соленость в Северных морях.)

Внешние ссылки [ править ]

  • Текущая карта Гольфстрима