Введение

Плоское восточное течение, встречающееся в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах. Экваториальное противотечение – это восточное течение, движимое ветром, простирающееся вглубь Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Чаще называемое Северным экваториальным противотечением (NECC), это течение течет с запада на восток приблизительно на 3-10° северной широты в бассейнах Атлантического, Индийского и Тихого океанов, между Северным экваториальным течением (NEC) и Южным экваториальным течением (SEC). NECC не следует путать с Экваториальным подповерхностным течением (EUC), которое течет на восток вдоль экватора на глубинах около [значение] в западной части Тихого океана, поднимаясь до [значение] в восточной части Тихого океана. В Индийском океане циркуляция в значительной степени определяется влиянием меняющихся азиатских муссонных ветров. В результате, в этом бассейне течение имеет тенденцию к сезонному изменению полушария. NECC имеет выраженный сезонный цикл в Атлантическом и Тихом океанах, достигая максимальной силы в конце бореального лета и осени и минимальной силы в конце бореальной зимы и весной. Более того, в Атлантическом океане NECC исчезает в конце зимы и начале весны. NECC представляет собой интересный случай, поскольку, хотя оно является результатом ветровой циркуляции, оно транспортирует воду против среднего западного напряжения ветра в тропиках. Этот кажущийся парадокс кратко объясняется теорией Свердрупа, которая показывает, что перенос с востока на запад определяется изменением с севера на юг в скручивании ветрового напряжения. Также известно, что Тихоокеанский NECC усиливается во время теплых фаз Южной осцилляции Эль-Ниньо (ENSO). В то время как Южное экваториальное противотечение (SECC) имеет геострофическую природу, физический механизм его возникновения менее ясен, чем у NECC; то есть, теория Свердрупа не объясняет очевидно его существование. Кроме того, сезонный цикл SECC выражен не так четко, как у NECC.

Теоретическая основа

НЭЦК является прямым ответом на меридиональные изменения параметра Кориолиса и скручивания ветрового напряжения вблизи зоны межтропической конвергенции (ЗМК). НЭЦК обязан своим существованием, в частности, тому, что ЗМК расположена не на экваторе, а на несколько градусов к северу от него. Быстрое относительное изменение параметра Кориолиса (являющегося функцией широты) вблизи экватора, в сочетании с расположением ЗМК к северу от экватора, приводит к аналогичным быстрым изменениям в поверхностном экмановском переносе океана и областям конвергенции и дивергенции в поверхностном слое океана. Рассматривая крупный бассейн Тихого океана в качестве примера, результирующая картина динамической высоты состоит из ложбины на экваторе, хребта около 5° северной широты, ложбины на 10° северной широты и, наконец, хребта ближе к 20° северной широты. Исходя из геострофии (состояния идеального баланса между полем массы и полем скорости), НЭЦК располагается между хребтами и ложбинами на 5° и 10° северной широты соответственно. Теория Свердрупа кратко и точно описывает это явление математически, определяя геострофический массовый транспорт на единицу широты (M) как интеграл по долготе меридиональной производной скручивания ветрового напряжения, уменьшенный на любой экмановский транспорт. Экмановский транспорт в течение обычно пренебрежимо мал, по крайней мере, в Тихоокеанском НЭЦК. Общий НЭЦК определяется простым интегрированием M по соответствующим широтам.

Североатлантический экваториальный контрастный поток

Атлантический НЭЦК состоит из восточного зонального переноса воды между 3° и 9° с.ш., с типичной шириной около 300 км. Атлантический НЭЦК уникален среди экваториальных течений в этом бассейне из-за выраженной сезонности. Максимальный восточный поток достигается в конце северного лета и осенью, а противотечение сменяется западным течением в конце зимы и весной. Максимальный перенос НЭЦК составляет приблизительно 40 Св (10^6 м³/с) при 38° з.д. Перенос достигает 30 Св в течение двух месяцев в году на 44° з.д., в то время как дальше к востоку, на 38° з.д., этот уровень достигается в течение пяти месяцев в году. Интенсивность НЭЦК существенно ослабевает к востоку от 38° з.д. из-за поглощения воды западным экваториальным течением к югу от 3° с.ш. Хотя изменчивость Атлантического НЭЦК в основном определяется годовым циклом (слабая в конце зимы, сильная в конце лета), также наблюдается и межгодовая изменчивость. Интенсивность Атлантического НЭЦК заметно выше в годы, следующие за Эль-Ниньо в тропической части Тихого океана, примерами чего являются 1983 и 1987 годы. Физически это означает, что изменение конвекции в Тихом океане, вызванное Эль-Ниньо, приводит к изменениям меридионального градиента скинфрикционного напряжения ветра над экваториальной Атлантикой.

Северо-Тихоокеанский экваториальный контрастный поток

Тихоокеанский НЭЦК – это крупный поверхностный ток, движущийся на восток, который переносит более 20 Св из теплого бассейна Западной части Тихого океана в более холодную восточную часть Тихого океана. В западной части Тихого океана противотечение сосредоточено около 5° с.ш., а в центральной части – около 7° с.ш. На поверхности течение располагается на южном склоне Североэкваториального желоба, области пониженного уровня моря, простирающейся с востока на запад через Тихий океан. Пониженный уровень моря является результатом всасывания Экмана, вызванного усилением пассатных ветров к северу от зоны межтропической конвергенции (МТК). В западной части бассейна НЭЦК может сливаться с Экваториальным подповерхностным течением (ЭПТ) под поверхностью. В целом, течение ослабевает при движении к востоку в бассейне, с оценочными потоками 21 Св, 14,2 Св и 12 Св в западной, центральной и восточной частях Тихого океана соответственно. Подобно Атлантическому НЭЦК, Тихоокеанский НЭЦК подвержен годичному циклу, обусловленному годичной волной Россби. В начале каждого года усиление ветров в восточной части Тихого океана создает область пониженного уровня моря. В последующие месяцы эта область распространяется на запад в виде океанической волны Россби. Её самая быстрая составляющая, около 6° с.ш., достигает западной части Тихого океана примерно в середине лета. На более высоких широтах волна распространяется медленнее. В результате, в западной части Тихого океана НЭЦК, как правило, слабее нормы зимой и весной, и сильнее нормы летом и осенью.

Колебания Тихоокеанского НЭЦК с Эль-Ниньо

Известно, что Тихоокеанский НЭЦК усиливается во время классических событий Эль-Ниньо, когда наблюдается аномальное потепление восточной и центральной части Тихого океана, достигающее пика в бореальную зиму. Клаус Виртки впервые сообщил об этой связи в начале 1970-х годов, основываясь на анализе данных измерений с приливных постов на тихоокеанских островных станциях, расположенных по обе стороны от течения. На основании этого анализа Виртки предположил, что столь необычно сильный НЭЦК в западной части Тихого океана приведет к аномальному накоплению теплой воды у побережья Центральной Америки и, таким образом, к возникновению Эль-Ниньо.