Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Глубокие воды Северной Атлантики считаются одним из нескольких возможных переломных моментов в климатической системе .

North Atlantic Deep Water ( NADW ) - это глубоководная масса, образовавшаяся в северной части Атлантического океана . Термохалинная циркуляция (правильно описываемая как меридиональная опрокидывающаяся циркуляция) Мирового океана включает в себя поток теплых поверхностных вод из южного полушария в Северную Атлантику. Вода, текущая на север, изменяется за счет испарения и смешивания с другими водными массами, что приводит к увеличению солености. Когда эта вода достигает Северной Атлантики, она охлаждается и опускается за счет конвекции из-за пониженной температуры и повышенной солености, что приводит к увеличению плотности. НАДВ - это выход из этого толстого глубокого слоя, который можно определить по его высокой солености, высокому содержанию кислорода, минимальным питательным веществам, высокому содержанию кислорода.14 C / 12 C, [1] и хлорфторуглероды (CFC). [2]

ХФУ - это антропогенные вещества, которые попадают на поверхность океана в результате газообмена с атмосферой. Этот отчетливый состав позволяет проследить его путь, поскольку он смешивается с циркумполярными глубокими водами (CDW), которые, в свою очередь, заполняют глубокие глубины Индийского океана и часть южной части Тихого океана . NADW и его образование имеют важное значение для атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC), которая отвечает за транспортировку большого количества воды, тепла, соли, углерода, питательных веществ и других веществ из тропической Атлантики в среднюю и высокую широту Атлантики. [3]

В ленточной модели термохалинной циркуляции Мирового океана опускание NADW тянет воды Северной Атлантики на север. Однако это почти наверняка чрезмерное упрощение реальной взаимосвязи между образованием NADW и силой дрейфа Гольфстрима / Северной Атлантики. [4]

НАДВ имеет температуру 2–4 ° C с соленостью 34,9–35,0 psu, обнаруженную на глубине от 1500 до 4000 м.

Формирование и источники [ править ]

НАДВ представляет собой комплекс нескольких водных масс, образованных глубокой конвекцией, а также перетеканием плотной воды через хребет Гренландия-Исландия-Шотландия. [5]

Особенности циркуляции в северной части Атлантического океана. Холодная плотная вода показана синим цветом, текущая на юг из верхних широт, а теплая, менее плотная вода, показанная красным, течет на север из низких широт. [6]

Верхние слои образованы глубокой конвекцией открытого океана зимой. Лабрадорская морская вода (LSW), образовавшаяся в Лабрадорском море, может достигать глубины 2000 м, поскольку плотная вода опускается вниз. Производство классической морской воды Лабрадора (CLSW) зависит от предварительной подготовки воды в Лабрадорском море за предыдущий год и силы Североатлантического колебания . [5]

Во время положительной фазы САК существуют условия для развития сильных зимних штормов. Эти штормы освежают поверхностные воды, а их ветры усиливают циклонический поток, что позволяет более плотным водам опускаться. В результате температура, соленость и плотность меняются ежегодно. В отдельные годы таких условий не существует, и ЧЛСВ не формируется. CLSW имеет характеристическую потенциальную температуру 3 ° C, соленость 34,88 psu и плотность 34,66. [5]

Еще один компонент LSW - это морская вода Верхнего Лабрадора (ULSW). ULSW формируется с плотностью ниже, чем CLSW, и имеет максимум CFC между 1200 и 1500 м в субтропической Северной Атлантике. Вихри холодных менее соленых ULSW имеют ту же плотность, что и более теплая соленая вода, и текут вдоль DWBC, но сохраняют свои высокие ХФУ. Водовороты ULSW быстро разрушаются, поскольку они смешиваются по бокам с более теплой и соленой водой. [5]

Нижние водные массы НАДВ образуются в результате разлива Гренландско-Исландско-Шотландского хребта. Это вода перелива Исландия-Шотландия (ISOW) и вода перелива Датского пролива (DSOW). Перелив представляет собой комбинацию плотной воды Северного Ледовитого океана (18%), модифицированной воды Атлантического океана (32%) и промежуточной воды Северных морей (20%), которые увлекаются и смешиваются с другими водными массами (составляя 30%) по мере того, как они течет по хребту Гренландия-Исландия-Шотландия. [7]

Образование обеих этих вод включает преобразование теплых соленых поверхностных вод, текущих на север, в холодные плотные глубокие воды за хребтом Гренландия-Исландия-Шотландия. Поток воды из Североатлантического течения попадает в Северный Ледовитый океан через Норвежское течение, которое разделяется на пролив Фрама и Ветвь Баренцева моря . [8] Вода из пролива Фрама рециркулирует, достигая плотности ВСУ, опускается и течет в направлении Датского пролива. Вода, впадающая в Барентское море, питает ISOW.

ISOW входит в восточную часть Северной Атлантики над Исландско-Шотландским хребтом через канал Фарерского берега на глубине 850 м, при этом некоторое количество воды течет по более мелководному Исландско-Фарерскому поднятию. ISOW имеет низкие концентрации CFC, и по этим оценкам ISOW находится за гребнем в течение 45 лет. [5] Когда вода течет на юг по дну канала, она увлекает окружающие воды восточной части Северной Атлантики и течет в западную часть Северной Атлантики через зону разлома Чарли-Гиббса , увлекая с собой LSW. Эта вода менее плотная, чем (DSOW), и находится над ней, поскольку течет циклонически в бассейне Ирмингера.

DSOW - самая холодная, самая плотная и самая свежая водная масса NADW. DSOW, сформированный за хребтом, течет через Датский пролив на глубине 600 м. Наиболее значительная водная масса, способствующая ВОВ, - это арктические промежуточные воды (AIW). [9] Зимнее охлаждение и конвекция позволяют AIW тонуть и собираться за Датским проливом. Верхний AIW содержит большое количество антропогенных индикаторов из-за воздействия на атмосферу. Признаки трития и CFC AIW наблюдаются в DSOW у подножия континентального склона Гренландии. Это также показало, что DSOW, протекавший на 450 км к югу, был не старше 2 лет. [5] И DSOW, и ISOW обтекают бассейн Ирмингера и Лабрадорское море глубоким пограничным течением. Выход из Гренландского моря с 2,5 Звего сток увеличивается до 10 Зв к югу от Гренландии. Он холодный и относительно свежий, течет ниже 3500 м в DWBC и распространяется в глубоководные бассейны Атлантики.

Пути распространения [ править ]

NADW течет на юг через Атлантику, приближаясь к антарктическому дну, минуя Срединно-Атлантический хребет .

Распространение NADW на юг вдоль глубокого западного пограничного течения (DWBC) можно проследить по его высокому содержанию кислорода, высоким ХФУ и плотности. [10]

ULSW является основным источником верхнего NADW. ULSW продвигается к югу от Лабрадорского моря небольшими водоворотами, которые смешиваются с DWBC. Максимумы CFC, связанные с ULSW, наблюдались вдоль 24 ° с.ш. в DWBC на высоте 1500 м. [10] Некоторые из верхних ULSW рециркулируют в Гольфстрим, а некоторые остаются в DWBC. Высокие содержания ХФУ в субтропиках указывают на рециркуляцию в субтропиках. [5]

ULSW, который остается в DWBC, растворяется по мере движения к экватору. Глубокая конвекция в Лабрадорском море в конце 1980-х - начале 1990-х годов привела к CLSW с более низкой концентрацией ХФУ из-за нисходящего перемешивания. Конвекция позволила CFC проникнуть дальше вниз до 2000 м. Этот минимум можно было проследить, и он был впервые обнаружен в субтропиках в начале 1990-х годов. [5]

ISOW и DSOW обтекают бассейн Ирмингера и DSOW, попадая в DWBC. Это две нижние части NADW. Другой максимум CFC виден на высоте 3500 м в субтропиках из-за вклада DSOW в NADW. [10] Некоторые из NADW рециркулируют с северным круговоротом. К югу от круговорота NADW течет под Гольфстримом, где продолжается вдоль DWBC, пока не достигнет другого круговорота в субтропиках.

Глубокие воды в нижней части Северной Атлантики (LNADW), берущие начало в Гренландском и Норвежском морях, приносят высокие концентрации солености, кислорода и фреона в желоб Романш , зону экваториальных разломов в Срединно-Атлантическом хребте (САХ). Обнаруженный на глубинах около 3600–4000 м (11 800–13 100 футов), LNADW течет на восток через траншею над AABW, желоб является единственным отверстием в САХ, где возможен обмен между бассейнами этих двух водных масс. [11]

Изменчивость [ править ]

Считается, что образование глубоководных вод в Северной Атлантике временами резко сокращалось в прошлом (например, во время позднего дриаса или во время событий Генриха ), и что это может коррелировать с уменьшением силы Гольфстрима и Северной Атлантики. дрейф, в свою очередь охлаждая климат северо-западной Европы .

Есть опасения, что глобальное потепление может вызвать это снова. Также предполагается, что во время последнего ледникового максимума (LGM) NADW была заменена аналогичной водной массой, которая занимала меньшую глубину, известную как ледниковые промежуточные воды в Северной Атлантике (GNAIW). [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Экман транспорт
  • Ирмингер ток
  • Саргассово море

Ссылки [ править ]

  1. ^ Брокер, Уоллес (1991). «Великий океанский конвейер» (PDF) . Океанография . 4 (2): 79–89. DOI : 10.5670 / oceanog.1991.07 .
  2. ^ "Североатлантическая циркуляция и термохалинное воздействие" . Sam.ucsd.edu . Проверено 9 января 2015 года .
  3. ^ Шмитнер, Андреас; и другие. (2007). «Введение: меридиональная опрокидывающая циркуляция океана» (PDF) . People.oregonstate.edu . Проверено 9 января 2015 года .
  4. ^ [1] Архивировано 25 сентября 2008 г., в Wayback Machine.
  5. ^ Б с д е е г ч Smethie, У. М., и др. «Отслеживание течения глубоководных вод Северной Атлантики с использованием хлорфторуглеродов». Журнал геофизических исследований 105.C6 (2000): 14297-14323.
  6. ^ "НАСА GISS: Краткие сведения о науке: моделирование резкого изменения климата" . Giss.nasa.gov . Проверено 9 января 2015 года .
  7. ^ Tanhua, Toste, К. А. AOlsson и Эмиль Jeansson. «Образование выходных вод Датского пролива и их гидрохимический состав». Журнал морских систем 57.3-4 (2005): 264-288.
  8. ^ Шауэр, Урсула и др. «Воздействие вод восточного шельфа Арктики на промежуточные слои бассейна Нансена». Журнал геофизических исследований 102.C2 (1997): 3371-3382.
  9. ^ Swift, Джеймс H, KnutAagaard, и Свен-AageMalmberg. «Вклад выхода Датского пролива в глубокую Северную Атлантику». Deep-Sea Research Part I 27.1 (1980): 29-42.
  10. ^ а б в Талли и др. Физическая океанография: Введение. Академическая пресса 2011
  11. ^ Феррон, B .; Mercier, H .; Speer, K .; Gargett, A .; Пользин, К. (1998). «Перемешивание в зоне разлома Романче» . Журнал физической океанографии . 28 (10): 1929–1945. DOI : 10,1175 / 1520-0485 (1998) 028 <1929: MITRFZ> 2.0.CO; 2 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Диксон, Р.Р .; Браун, Хуан (1994). «Производство глубоководных вод Северной Атлантики: источники, скорости и пути развития» (PDF) . Журнал геофизических исследований: океаны . 99 (6): 12, 319-12, 341. DOI : 10,1029 / 94JC00530 . Архивировано из оригинального (PDF) 12 июля 2015 года . Проверено 11 июля 2015 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Глоссарий физической океанографии и смежных дисциплин Глубоководные воды Северной Атлантики (NADW)