Солтүстік Атлант мұхитының айналма ағыстары жүйесі
North Atlantic Gyre
Солтүстік Атлант айналыс жүйесі – мұхит ағындарының ірі циклы. Гольфстрім, Канар ағыны, теріс экваторлық ағын және қоқыс жинақтайтын теңіз айналысы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мұхит ағымдарының негізгі дөңгелек жүйесі
Major circular system of ocean currents
Атлант мұхитының Солтүстік Атлант айналдырымы – бес үлкен мұхит айналдырымының бірі. Бұл дөңгелек мұхит ағыны, оның тармақтары мен кіші айналымдары бар, Солтүстік Атлантика арқылы Интертропикалық конвергенция аймағынан (жайылым немесе тоқырау) Исландияның оңтүстігіне дейін және Солтүстік Американың шығыс жағалауынан Еуропа мен Африканың батыс жағалауына дейін созылады. Өз кезегінде ол батыстан солтүстікке қарай ағатын Гольфстрим ағысына; оның көбінесе шатастырылатын жалғасы, Солтүстік Атлант ағысы солтүстікке қарай; шығыстан оңтүстікке қарай ағып жатқан Канар ағысы; және оңтүстікте Атлант мұхитының Солтүстік Экваторлық ағысынан тұрады. Айналдырымда айқын термохалиндік айналым байқалады, ол тұзды суды Жерорта теңізінен батысқа, содан кейін солтүстікке Солтүстік Атлантиканың терең суын қалыптастыруға жеткізеді. Айналдырым адамның қызметінен туған теңіз қоқыстарын табиғи қоқыс немесе суда қалқып жүзетін заттардың жиынтығына түсіріп алады, дәл сол сияқты Солтүстік Тынық мұхит айналдырымында Ұлы Тынық мұхит қоқыс аймағы бар. Айналдырымның ортасында Саргассо теңізі орналасқан, ол тыныш суларымен және тығыз теңіз шөптерінің көптігімен ерекшеленеді.
The North Atlantic Gyre of the Atlantic Ocean is one of five great oceanic gyres. It is a circular ocean current, with offshoot eddies and sub gyres, across the North Atlantic from the Intertropical Convergence Zone (calms or doldrums) to the part south of Iceland, and from the east coasts of North America to the west coasts of Europe and Africa. In turn it is chiefly subdivided into the Gulf Stream flowing northward along the west; its often conflated continuation, the North Atlantic Current across the north; the Canary Current flowing southward along the east; and the Atlantic's North Equatorial Current in the south. The gyre has a pronounced thermohaline circulation, bringing salty water west from the Mediterranean Sea and then north to form the North Atlantic Deep Water. The gyre traps anthropogenic (human made) marine debris in its natural garbage or flotsam patch, in the same way the North Pacific Gyre has the Great Pacific garbage patch. At the heart of the gyre is the Sargasso Sea, noted for its still waters and quite dense seaweed accumulations.
Құрылымы
Жоғары ендіктегі ауаның төмен температурасы теңіз бен ауа арасындағы жылу алмасуды күшейтеді, су бағанындағы тығыздық пен конвекцияның артуына себеп болады. Ашық мұхит конвекциясы терең қабаттарда пайда болады және теңіз бен ауа температурасының айырмашылығы ең жоғары болатын қыс айларында ерекше күшті болады. Гренландия-Шотландия қырқасы (ГШҚ) арқылы оңтүстікке қарай ағып жатқан 6 Sverdrup (Sv) тығыз судың 3 Sv Дания бұғазы арқылы өтіп, Дания бұғазының ағып кету суын (DSOW) құрайды. 0.5–1 Sv Исландия-Фарер қырқасы арқылы ағып өтеді, ал қалған 2–2.5 Sv Фарер-Шетланд арнасы арқылы қайта оралады; осы екі ағын Исландия-Шотландия ағып кету суын (ISOW) құрайды. Фарер-Шетланд қырқасы арқылы ағып жатқан судың көп бөлігі Фарер Банкі каналы арқылы өтеді және Исландия-Фарер қырқасынан келген ағынмен бірігіп, Рейкьянес қырқасының шығыс жағымен тереңде оңтүстікке қарай ағады. ISOW ГШҚ арқылы ағып өткенде, субполярлық режимдегі су және Лабрадор теңізінің суы сияқты аралық тығыздықтағы суларды араластырады. Бұл су массаларының тобы кейін Рейкьянес қырқасының шығыс жағымен оңтүстікке қарай, Чарли Гиббс жарылысы арқылы және содан кейін солтүстікке қарай DSOW-қа қосылады. Бұл сулар кейде Солтүстік теңіздердің ағып кету сулары (NSOW) деп аталады. NSOW Лабрадор теңізінің айналасындағы SPG (субполярлық айналыс) беткі жолымен циклоникалық ағыспен қозғалады және Лабрадор теңізінің суын (LSW) қосымша араластырады. Лабрадор теңізінің суының (LSW) ерекшелігі – оның орта тереңдікте пайда болуы, әсіресе қысқы дауылдар кезінде Лабрадор теңізінің орталық бөлігінде терең конвекция нәтижесінде. ISOW Исландия-Шотландия қырқасы арқылы тығыздық градиентіне пропорционалды түрде пайда болады және LSW өндірісіне сезімтал, ол ағыстағы тығыздыққа әсер етеді. LSW өндірісі 8.2 мың жыл бұрынғы оқиғаға дейін минималды болған деп есептеледі, ал SPG бұрын әлсіреген, конвекциялық емес күйде болған деп саналады. Лабрадор теңізіндегі конвекцияның AMOC айналымында, әсіресе Лабрадор теңізінің өзгеруі мен AMOC өзгеруі арасындағы байланыста қандай рөл атқаратыны туралы пікірталас бар. Байқау зерттеулері бұл байланыстың бар-жоғын анықтай алмады. OSNAP массивімен жүргізілген жаңа байқаулар Лабрадор теңізінің айналып кетуіне аз үлес қосқанын көрсетсе, 1990 жылға дейінгі кемелерден алынған гидрографиялық байқаулар ұқсас нәтижелерді көрсетеді. Дегенмен, әртүрлі әдістерді қолдана отырып жасалған LSW пайда болуының ескі бағалаулары үлкен айналып кетуді көрсетеді.
Low air temperatures at high latitudes cause substantial sea air heat flux, driving a density increase and convection in the water column. Open ocean convection occurs in deep plumes and is particularly strong in winter when the sea air temperature difference is largest. Of the 6 sverdrup (Sv) of dense water that flows southward over the GSR (Greenland Scotland Ridge), 3 Sv does so via the Denmark Strait forming Denmark Strait Overflow Water (DSOW). 0.5 1 Sv flows over the Iceland Faroe ridge and the remaining 2–2.5 Sv returns through the Faroe Shetland Channel; these two flows form Iceland Scotland Overflow Water (ISOW). The majority of flow over the Faroe Shetland ridge flows through the Faroe Bank Channel and soon joins that which flowed over the Iceland Faroe ridge, to flow southward at depth along the Eastern flank of the Reykjanes Ridge. As ISOW overflows the GSR (Greenland Scotland Ridge), it turbulently entrains intermediate density waters such as Sub Polar Mode water and Labrador Sea Water. This grouping of water masses then moves geostrophically southward along the East flank of Reykjanes Ridge, through the Charlie Gibbs Fracture Zone and then northward to join DSOW. These waters are sometimes referred to as Nordic Seas Overflow Water (NSOW). NSOW flows cyclonically following the surface route of the SPG (sub polar gyre) around the Labrador Sea and further entrains Labrador Sea Water (LSW). Characteristically fresh Labrador Sea Water (LSW) is formed at intermediate depths by deep convection in the central Labrador Sea, particularly during winter storms. ISOW is produced in proportion to the density gradient across the Iceland Scotland Ridge and as such is sensitive to LSW production which affects the downstream density More indirectly, increased LSW production is associated with a strengthened SPG and hypothesized to be anti correlated with ISOW This interplay confounds any simple extension of a reduction in individual overflow waters to a reduction in AMOC. LSW production is understood to have been minimal prior to the 8.2 ka event, with the SPG thought to have existed before in a weakened, non convective state. There is a debate about the extent to which convection in the Labrador Sea plays a role in AMOC circulation, particularly in the connection between Labrador sea variability and AMOC variability. Observational studies have been inconclusive about whether this connection exists. New observations with the OSNAP array show little contribution from the Labrador Sea to overturning, and hydrographic observations from ships dating back to 1990 show similar results. Nevertheless, older estimates of LSW formation using different techniques suggest larger overturning.
Маусымдық ауытқушылық
Көптеген океанографиялық үлгілердегідей, Солтүстік Атлантика айналысы да маусымдық өзгерістерге ұшырайды. Stramma және Siedler (1988) айналыстың маусымдық өзгерістермен кеңейіп, тарылатынын анықтады; алайда, көлемдік тасымалдау мөлшері айтарлықтай өспейді. Солтүстік жартышардағы қыс мезгілінде айналыс негізінен меридиандық бағытта жүреді; яғни, ол шығыс-батысқа қарай кеңейіп, солтүстік-оңтүстік бағытта жұқарады. Маусымдар қыстан жазға ауысқанда, айналыс бірнеше градус ендікке оңтүстікке қарай жылжиды. Бұл айналыстың солтүстік-шығыс бөлігінің ығысуымен бірге жүреді. Айналыс ішіндегі меридиандық ауытқулар шағын, ал айналыстың солтүстігінде және оңтүстігінде олар үлкен болып қалатыны анықталды. Солтүстік Атлантика айналысының батыс бөлігіндегі Саргассо теңізі аймағында жиналған деректер осы айналыстың өзгеруінің қысқы конвективтік араласумен байланысты екенін көрсетеді. Бейтс (2001) бойынша, беттік температураның маусымдық өзгеруі 8-10 °C құрайды, ал Солтүстік жартышардағы қыс пен жаз мезгілдері арасындағы аралас қабаттың тереңдігі өзгереді. Тереңдік қыста 200 метрден жазда шамамен 10 метрге дейін көтеріледі. Қоректік заттар жылдың көп бөлігінде эуфотикалық аймақтан төмен қалады, нәтижесінде бастапқы өнім төмен болады. Бірақ қысқы конвективтік араласу кезінде қоректік заттар эуфотикалық аймаққа еніп, көктемде қысқа мерзімді фитопланктон гүлденуіне себеп болады. Бұл аралас қабаттың тереңдігін 10 метрге дейін көтереді. Солтүстік Атлантика айналысындағы қыс пен жаз арасындағы мұхиттық биологиядағы өзгерістер мен вертикальдық араласу теңіз суындағы көмірқышқыл газдың жалпы мөлшерін маусымдық түрде өзгертеді. Жылдық трендтер осы айналыстағы көмірқышқыл газ концентрациясы атмосферадағыдай жылдамдықпен артып жатқанын көрсетті. Бұл жаңалық Солтүстік Тынық мұхиты айналысындағы жағдайлармен сәйкес келеді. Солтүстік Атлантика айналысы атмосфералық толқын үлгілері арқылы температуралық өзгерістерге де ұшырайды. Солтүстік Атлантика осцилляциясы (NAO) – осындай үлгілердің бірі. Оның оң фазасында айналыс жылынады. Бұл батыс желдерінің әлсіреуіне байланысты, нәтижесінде желдің қысымы мен жылу алмасуы төмендеп, айналыс суының температурасының көтерілуіне көбірек уақыт беріледі.
As with many oceanographic patterns, the North Atlantic Gyre experiences seasonal changes. Stramma and Siedler (1988) determined that the gyre expands and contracts with a seasonal variance; however, the magnitude of volume transport does not seem to change significantly. During the Northern Hemisphere winter season, the gyre follows a more zonal pattern; that is, it expands in the east west direction and thins in the north south direction. As the seasons move from winter to summer, the gyre shifts south by a few degrees latitude. This occurs concurrently with the displacement of the northeastern part of the gyre. It has been concluded that zonal deviations within the gyre remain small while north and south of the gyre they are large. Data collected in the Sargasso Sea region in the western part of the North Atlantic Gyre has led to analytical evidence that the variability of this gyre is linked to wintertime convective mixing. According to Bates (2001), a seasonal variation of 8 10 °C in surface temperature occurs alongside a fluctuation in the mixed layer depth between the Northern Hemisphere winter and summer seasons. The depth rises from 200 meters in winter to about 10 meters in summer. Nutrients remain below the euphotic zone for most of the year, resulting in low primary production. Yet during winter convective mixing, nutrients penetrate the euphotic zone, causing a short lived phytoplankton bloom in the spring. This then lifts the mixed layer depth to 10 meters. The changes in oceanic biology and vertical mixing between winter and summer in the North Atlantic Gyre seasonally alter the total amount of carbon dioxide in the seawater. Interannual trends have established that carbon dioxide concentrations within this gyre are increasing at a similar rate to that occurring in the atmosphere. This discovery concurs with that made in the North Pacific Gyre. The North Atlantic Gyre also undergoes temperature changes via atmospheric wave patterns. The North Atlantic Oscillation (NAO) is one such pattern. During its positive phase, the gyre warms. This is due to a weakening of the westerly winds, resulting in reduced wind stress and heat exchange, providing a greater period of time for the gyre water temperatures to rise.
Қорғасынмен ластану
1990–92 жылдар аралығында алынған аэрозоль, теңіз бөлшектері мен су үлгілерінде қорғасын изотоптарының арақатынасын зерттеу жүргізілді. Белгілі бір изотоптар сауда желдері арқылы негізінен Еуропа мен Таяу Шығыстан келген ластанудың көрсеткіші болып табылады, ал қалған ластану көбінесе Америка шығарындыларынан туындаған. Саргассо теңізінің беткі қабаттарында мұндай концентрациялар анықталды. АҚШ-та қорғасынды бензин өндіру мен қолдану азайғанына қарамастан, ластанудың 42–57% Американың өнеркәсіптік және автокөліктік көздерінен келді. 1992 жылдан бері қорғасын концентрациясы айқын түрде төмендеп келеді – бұл Атлант мұхитының беткі қабаттарында да осылай болуы мүмкін деген теория бар.
Measured samples of aerosols, marine particles, and water in the gyre from 1990–92 include examining lead isotope ratios. Certain isotopes are hallmarks of pollution essentially from Europe and the near Middle East by trade winds; other contamination was primarily caused by American emissions. The surface layers of the Sargasso Sea were read for such concentrations. 42–57% of the contamination came from American industrial and automotive sources, despite the reduction in the production and use of leaded gasoline in the United States. Since 1992 lead has clearly reducing concentrations – this is theorised to hold true across the Atlantic in surface layers.