Теплое ядро кольцо представляет собой тип мезомасштабном вихря , который обламывается от океанского течения , например , в Гольфстриме или Куросио . Кольцо представляет собой автономную систему циркуляции теплой воды, которая может сохраняться в течение нескольких месяцев. [1] В оставшейся части этой статьи в качестве примера будет использоваться Гольфстрим, но эти мезомасштабные водовороты также образуются в самых мощных океанских течениях, таких как течения Куросио или Агульяс.
Такие кольца могут быть обнаружены с помощью инфракрасных спутников или аномалий высоты моря, и их легко идентифицировать на фоне окружающих более холодных вод. Эти системы будут дрейфовать на запад от своего источника в Гольфстриме, пока они не распадутся на прибрежном шельфе или не будут поглощены Гольфстримом.
Теоретически этот тип системы помог развить несколько ураганов, в первую очередь ураган Катрина , в значительно более сильные штормы из-за обилия более теплой океанской воды, достигающей значительной глубины. [2] Кроме того, эти водовороты могут повредить морское буровое оборудование из-за своих течений.
Кольца с теплыми сердцевинами также известны тем, что влияют на дикую природу, принося обитателей теплой воды в необычные районы.
Формирование и движение [ править ]
Формирование [ править ]
По мере того, как Гольфстрим течет и движется с течением времени, он может образовывать большие петли, которые в конечном итоге могут быть отрезаны от течения, образуя независимый водоворот более теплой воды Саргассова моря [3], циркулирующий по часовой стрелке, аналогичный направлению Гольфстрима. [4] Хотя в Мексиканском заливе образуется множество колец с теплыми ядрами , они могут развиваться где угодно вдоль восточного побережья Соединенных Штатов к северу от Гольфстрима. [3] Кольца имеют диаметр от 100 до 200 км и могут включать более теплые воды на глубину до 1500 метров. [3] Эти кольца развиваются в среднем каждые 6–11 месяцев. [4]Однако кольца в Мексиканском заливе могут длиться намного дольше и образуются с гораздо более неравномерными интервалами, чем на восточном побережье США. [3] В активный год из-за Гольфстрима может образоваться до 15 колец теплых ядер. [1]
Движение [ править ]
Кольца будут дрейфовать на запад-юго-запад со скоростью 3–5 км / сутки в течение от нескольких месяцев до года. [4] Кольца всегда вращаются по часовой стрелке из-за направления Гольфстрима и могут достигать скорости вращения до 1 м / с. [1] Обычно теплые кольца ядра не могут переместиться на континентальный шельф, потому что они достигают глубины морского дна на шельфе более чем на 1000 метров, хотя могут и вблизи шельфа. [3]
Расформирование [ править ]
Кольца теплых ядер часто реабсорбируются Гольфстримом, но они могут распасться и сами по себе, если переместятся на континентальный шельф. [1]
Обнаружение и отслеживание [ править ]
Теплые кольца ядра легко наблюдаются в Мексиканском заливе или где-либо еще с помощью инфракрасных изображений с метеорологических спутников . [3] Поскольку температура воды в океане у кольца значительно выше, чем у окружающей воды, эти кольца легко обнаруживаются на инфракрасных изображениях. Это в сочетании с моделями движения колец позволяет хорошо отслеживать движения колец. Поскольку кольца с теплыми ядрами содержат теплую воду на значительной глубине, инфракрасные спутники могут различать температуру, в отличие от колец с холодными ядрами , которые нелегко обнаружить.
Теплые кольца керна также обнаруживаются по аномалиям высоты морской поверхности. Поскольку теплая вода при расширении занимает больше места, чем холодная, большое количество теплой воды вызывает подъем на высоте моря, который можно обнаружить с помощью буев. [5]
Побочные эффекты [ править ]
Интенсификация ураганов [ править ]
Теплые кольца ядра были связаны с усилением нескольких ураганов, проходящих над их местоположением. Поскольку высокая температура поверхности моря, а также более теплая вода на большей глубине являются основными усилителями урагана , теплые кольца ядра являются причиной огромного усиления этих штормов.
Примечательно, что ураган Опал пересек кольцо и внезапно увеличился скорость ветра со 110 миль в час до 135 миль в час незадолго до выхода на сушу, что также наблюдается в урагане Аллен и урагане Камилла . [6] Есть свидетельства того, что ураган Катрина и ураган Рита , оба заметных шторма, достигших категории 5 интенсивности, а также ураган Иван , также были усилены теплыми кольцами ядра. [4]
Воздействие на дикую природу [ править ]
В теплых кольцах керна обычно гораздо меньше биологических образцов, чем в окружающем океане. Когда кольца приближаются к континентальным шельфам, затрагиваются прибрежные течения, которые могут вызвать дрейф организмов на шельф, которых обычно там не было. Фактически, есть свидетельства людей о морских черепахах и тропических рыбах, которые обычно живут в гораздо более теплых водах, приближающихся к прибрежному шельфу из-за глубоких теплых вод теплого центрального кольца. [3]
Повреждения морского бурения [ править ]
Это явление может привести к повреждению морских нефтяных платформ и увеличению риска аварий из-за токов вокруг теплых колец активной зоны со скоростью почти 5 миль в час. [3]
Личиночный транспорт [ править ]
Жизненный цикл многих видов рыб включает две различные среды обитания. Взрослые особи живут в более теплых водах с умеренным климатом к югу от мыса Хаттерас, Северная Каролина, тогда как молодь обитает в устьях более прохладных вод к северу от мыса Хаттерас. [7] [8] Теплые кольца ядра играют важную роль в транспортировке личинок между двумя средами обитания. Такие виды, как голубая рыба (Pomatomus saltatrix) и жемчужная рыба-бритва (Xyrichtys novacula), нерестятся у западного края Гольфстрима к югу от мыса Хаттерас. [7] Из-за схождения Гольфстрима с юга и более прохладного прибрежного водного потока с севера большая часть воды вокруг мыса Хаттерас впадает в Гольфстрим. [8] Личинки, выпущенные около этого схождения, смываются в Гольфстрим и текут на север. Поскольку личинки являются планктонными , они не плывут в центр Гольфстрима, а остаются у его западного края. [8] [9] [10] Это полезно, когда образуются теплые кольца сердечника. Теплые кольца ядра образуются при отрыве гребня меандра от Гольфстрима. Любые личинки на гребне меандров попадают в теплое кольцо ядра. [8] Как только кольцо теплого ядра прорвется, оно повернет на юго-запад к побережью. [8] [9] [10] Взаимодействие между кольцами теплого ядра и континентальным шельфомослабляет кольцо и позволяет личинкам сбежать и продолжить свой путь к ближайшим устьям . Теплые кольца ядра, сформированные вдоль северо-восточных штатов, могут длиться от 4 до 5 месяцев. [11] За это время личинки растут так, что к тому времени, когда они достигают устьев, они могут уплыть от теплого центрального кольца в устья.
См. Также [ править ]
- Кольцо с холодным ядром - тип океанического вихря, характеризующийся как нестабильные, зависящие от времени закрученные `` ячейки '', которые отделяются от своего океанского течения и перемещаются в водоемы с различными характеристиками
- Ураган Катрина - атлантический ураган 5 категории в 2005 г.
- Ураган Рита - атлантический ураган 5 категории в 2005 г.
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d "Статья прибрежного университета Каролины о формировании кольца" . Колледж естественных и прикладных наук . Проверено 20 апреля 2011 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ Кафатос, Менас; Дунлянь Сунь; Ритеш Гаутам; Зафер Бойбейи; Жуйсинь Ян; Гвидо Червоне1 (1 сентября 2006 г.). «Роль аномальных теплых вод залива в усилении урагана Катрина» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 33 (17). Bibcode : 2006GeoRL..3317802K . DOI : 10.1029 / 2006GL026623 . Проверено 27 апреля 2011 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ a b c d e f g h "Ветровые поверхностные течения: кольца" . НАСА . Проверено 20 апреля 2011 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ a b c d Мастерс, Джеффри (2011). «Кольцевое течение в Мексиканском заливе: учебник для начинающих» . Weather Underground, Inc . Проверено 20 апреля 2011 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ "Дистанционное зондирование океанов" . Университет Рутгерса . Проверено 29 апреля 2011 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ Калмансон, Dan (28 октября 1999). Топливные форсунки «Океан», «связанные с интенсификацией ураганов» . Университет Майами / НАСА . Проверено 23 апреля 2011 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ a b Able, KW и MP Fahay (1998). Первый год жизни эстуарных рыб Средней Атлантической бухты. Нью-Брансуик: Издательство Университета Рутгерса.
- ^ a b c d e Заяц, Дж. А. и Р. К. Коуэн (1996). Механизмы переноса личинок и пелагической молоди синеголова (Pomatomus saltatrix) из нерестилищ Южно-Атлантического залива в места обитания питомников Среднеатлантического залива. Лимнология и океанография 41 (6): 1264-1280.
- ^ a b Заяц, Дж. А. и Р. К. Коуэн (1991). Изгнание личинок Xyrichtys novacula (Pisces: Labridae): свидетельство быстрого поперечного обмена. Журнал морских исследований 49: 801-823.
- ^ a b Cowen, RK, JA Hare и MP Fahay (1993). Помимо гидрографии: могут ли физические процессы объяснить скопления личинок рыб в Средней Атлантической бухте? Вестник морских наук. 53: 567-587.
- Перейти ↑ Auer, SJ (1987). Пятилетние климатологические исследования системы Гольфстрим и связанных с ней колец. Журнал геофизических исследований 92: 11709-11726.
