Калифорнийское течение: холодное течение Тихого океана.

Введение

Течение Тихого океана

Калифорнийское течение (англ. California Current, lang es) — это холодное океаническое течение, движущееся к югу вдоль западного побережья Северной Америки, от южной части Британской Колумбии до южной части Нижней Калифорнии. Оно считается восточным пограничным течением из-за влияния североамериканского побережья на его направление. Это также одно из шести основных прибрежных течений, связанных с зонами интенсивного апвеллинга, к которым также относятся Течение Гумбольдта, Канарское течение, Течение Бенгела, Течение Оясио и Сомалийское течение. Калифорнийское течение является частью Северо-Тихоокеанского круговорота — крупного вихревого течения, занимающего северную часть Тихого океана. Комплекс сохранения Калифорнийского течения — это объединение федерально выделенных морских охраняемых территорий, включенных в предварительный список Всемирного наследия ЮНЕСКО с 2017 года, в состав которого входят следующие районы, расположенные в пределах течения: национальное побережье Пойнт-Рейес, национальная зона отдыха «Золотые Ворота», залив Монтерей, национальные морские заповедники Большие Фаралоны и Корделл-Бэнк, национальный заповедник Фараллонских островов и национальный прибрежный памятник Калифорнии.

Физические свойства

Движение аляскинских и северных океанских течений на юг вдоль западного побережья приводит к значительно более низким температурам воды, чем в сопоставимых широтах на восточном побережье Соединенных Штатов, где океанские течения приходят из Карибского моря и тропической Атлантики. Более холодное океанское течение вдоль западного побережья также делает летние температуры прохладнее на западном побережье по сравнению с восточным. Например, в районе залива Полумесяца на 37° с.ш. ни в одном месяце средняя максимальная температура не превышает , а в Сан-Франциско летом часто держится ниже , в то время как в Вирджиния-Бич (штат Вирджиния), расположенном на той же широте, летние максимальные температуры превышают . Кроме того, происходит интенсивное поднятие более холодных глубиннных вод, вызванное преобладающими северо-западными ветрами, действующими посредством эффекта Экмана. Эти ветры отгоняют поверхностные воды вправо от направления ветра, то есть от берега, что приводит к подъему воды снизу для их замены. Подъем воды дополнительно охлаждает и без того прохладное Калифорнийское течение. Этот механизм создает характерный для Калифорнии прибрежный туман и прохладные океанские воды. В результате температура воды в прибрежной зоне Тихого океана значительно ниже, чем в Атлантическом. Например, средняя температура поверхности моря (SST) в июле в Нью-Йорке на 40,7° с.ш. составляет , а на той же широте в Еврике (штат Калифорния) – . Таким образом, температура воды для серфинга вдоль южного побережья Калифорнии редко превышает летом, в то время как на восточном побережье от Северной Каролины на юг она часто превышает . Холодная вода отличается высокой продуктивностью благодаря подъему, который доставляет на поверхность богатые питательными веществами отложения, поддерживая большие популяции китов, морских птиц и важные рыбные промыслы. Ветры подходящего направления и силы, вызывающие подъем воды, чаще встречаются в присутствии восточных пограничных течений, таких как Калифорнийское течение. "Индекс подъема Бакуна" основан на 20-летнем среднем значении месячного среднего экмановского транспорта для различных районов у побережья Калифорнии с 1970-х годов. Он варьируется от 300 кубических метров в секунду (в офшорном направлении) до −212 кубических метров в секунду (к берегу, или в прибрежном направлении). У побережья Южной Калифорнии подъем воды наблюдается круглый год, но он наиболее силен в летние месяцы. У побережья Орегона и Вашингтона зимой происходит сильное опускание воды, а подъем воды в этом регионе ограничен месяцами с апреля по сентябрь. Для этой важной системы морской воды были предложены и другие показатели, хотя некоторые из них основаны на более коротких рядах данных. Например, используя данные, доступные с 1988 года, Индекс прибрежного подъема и Индекс биологически эффективного подъема обеспечивают более точные оценки вертикального транспорта и вертикального потока нитратов. Измерения, относящиеся к этому течению, с помощью приборов проводились только с 1946 года. До этой даты процессы, и особенно состояние питательных веществ в воде, приходилось определять на основе исторических данных. Одним из примеров являются соотношения изотопов азота в макроводорослях. Калифорнийское течение – очень широкое, холодное и мощное течение. Оно течет на юг вдоль Северной Америки.

The movement of Alaskan and northern ocean currents southward down the west coast results in much cooler ocean temperatures than at comparable latitudes on the east coast of the United States, where ocean currents come from the Caribbean and tropical Atlantic. The cooler ocean current along the west coast also makes summer temperatures cooler on the west coast compared to the east coast. For example, Half Moon Bay at 37°N has no month with an average high above and San Francisco often stays below in summer, while Virginia Beach, VA, close to the same latitude, has high temperatures above in summer. Additionally, extensive upwelling of colder sub surface waters occurs, caused by the prevailing northwesterly winds acting through the Ekman Effect. The winds drive surface water to the right of the wind flow, that is offshore, which draws water up from below to replace it. The upwelling further cools the already cool California Current. This is the mechanism that produces California's characteristic coastal fog and cool ocean waters. As a result, ocean surf temperatures are much colder along the Pacific coast than the Atlantic coast. For example, the average July SST (sea surface temperature) at New York City at 40.7°N is , while at the same latitude in Eureka, CA is As such, ocean surf temperatures are rarely above during the summer along the California south coast, while they are often above on the east coast from North Carolina southward. The cold water is highly productive due to the upwelling, which brings to the surface nutrient rich sediments, supporting large populations of whales, seabirds and important fisheries. Winds of the appropriate direction and strength to induce upwelling are more prevalent in the presence of Eastern boundary currents, such as the California Current. The "Bakun upwelling index" is based on a 20 year average of the monthly mean Ekman transport for different regions off the California coast since the 1970s. It ranges from 300 meters cubed/second (in the offshore direction) to −212 meters cubed/second (toward the coast, or onshore direction). There is year round upwelling off Southern California's coast, but it is strongest in the summer months. Off the coast of Oregon and Washington, there is forceful downwelling in the winter months, and upwelling in the region is restricted to the months of April through September. Other measures have also been proposed for this important seawater system, although some rely on shorter data series. For example, using data series available since 1988, the Coastal Upwelling Transport Index and the Biologically Effective Upwelling Transport Index provide improved estimates of vertical transport and vertical nitrate flux. Measurements relevant to this current have only been made with instruments since 1946. Prior to this date, the processes, and especially the nutrient status of waters, have to be inferred from historic data sources. One example are the nitrogen isotope ratios in macroalgae. California current is a very wide, cold and strong current. It runs southward down North America.

Биологические свойства

Первичное производство – тема, представляющая интерес для исследователей Калифорнийского течения. В своем исследовании Хейвард и Венрик (1982) выявили значительную изменчивость как биомассы, так и продуктивности фитопланктона в Калифорнийском течении. Различия, отмеченные Хейвордом и Венриком в скорости фиксации углерода (0,2–2,0 грамма углерода на квадратный метр в сутки), демонстрируют неоднородный характер Калифорнийского течения, обусловленный сочетанием переносимых (см. адвекция) и поднятых из глубины вод. Ряд исследований посвящен изучению потока углерода от первичного производства к пелагическим запасам рыб, зависящим от Калифорнийского течения. Ласкер (1988) описал мощные "струи и выбросы" у побережья северной и центральной Калифорнии. Эти "струи и выбросы" перемещают большие объемы холодной, богатой питательными веществами воды в открытое море. Затем эта вода уносится на юг Калифорнийским течением, внося значительный вклад в первичную продукцию и поддерживая популяцию сардин.

Связанные токи

Более узкое и слабое противотечение, Течение Дэвидсона, иногда перемещает несколько более теплую воду на север в зимние месяцы. Во время событий Эль-Ниньо Калифорнийское течение нарушается, что приводит к сокращению численности фитопланктона и, как следствие, к каскадным эффектам по пищевой цепи, таким как снижение уловов рыбы, неудачи в размножении морских птиц и гибель морских млекопитающих (Schwing et al., 2003). В 2005 году сбой в обычно предсказуемых явлениях апвеллинга, не связанный с Эль-Ниньо, вызвал коллапс популяции криля в течении, что привело к аналогичным последствиям (Schwing et al., 2003). В пределах Южно-Калифорнийского залива, являющегося подрегионом Калифорнийского течения, наблюдаются уникальные физические свойства. Апвеллинг в Южно-Калифорнийском заливе относительно слабый, и Смит и Эппли (1982) установили, что среднее значение первичной продукции за 16 лет составляло 0,402 грамма углерода на квадратный метр в сутки, или приблизительно 150 граммов углерода на квадратный метр в год. Кроме того, Смит и Эппли (1982) обнаружили, что самые высокие суточные показатели снижения температуры коррелировали с максимальной интенсивностью апвеллинга. Диджакомо и Холт (2001) использовали спутниковые снимки для изучения мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей в Южно-Калифорнийском заливе. Их исследования показали, что диаметр всех вихрей был менее чем [укажите величину], а 70% всех измеренных вихрей – менее чем [укажите величину]. По-видимому, образование вихрей в основном обусловлено топографией (особенно островами), ветром и нестабильностью течения. Эти вихри располагаются преимущественно между Калифорнийским течением (направленным к экватору) и береговой линией. Большинство этих вихрей являются циклоническими и способны вызывать подъем богатых питательными веществами вод. Показано, что мелкомасштабные топографические особенности, такие как мысы, оказывают существенное влияние на динамику популяций бентосных беспозвоночных, например, на изменение закономерностей расселения крабов и морских ежей.

В популярной культуре

В мультфильме Disney/Pixar «В поисках Дори» 2016 года Калифорнийское течение показано как скоростная трасса, которую рыбы и морские черепахи используют для путешествия в Калифорнию. Персонажи Марлин (Альберт Брукс), Немо (Хэйден Роленс) и Дори (Элен ДеДженерес) присоединяются к Крашу (Эндрю Стэнтон), Скворту (Беннет Дамманн) и группе детенышей и взрослых морских черепах, чтобы с помощью Калифорнийского течения добраться до залива Морро в Калифорнии и найти её родителей, Дженни и Чарли.