Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Холодная, плотная водная масса, формирующаяся в Южном океане вокруг Антарктиды.
Cold, dense, water mass originating in the Southern Ocean surrounding Antarctica
Антарктическая дновая вода (AABW) – это тип водной массы в Южном океане, окружающем Антарктиду, с температурой от −0,8 до 2 °C (35 °F) и абсолютной соленостью от 34,6 до 35,0 г/кг. Являясь самой плотной водной массой океанов, AABW занимает глубинный диапазон ниже 4000 м всех океанических бассейнов, имеющих связь с Южным океаном на этом уровне. AABW формирует нижнюю ветвь крупномасштабного движения в мировом океане посредством термохалинной циркуляции. AABW формируется у поверхности в прибрежных полыньях вдоль побережья Антарктиды, где высокие скорости образования морского льда зимой приводят к уплотнению поверхностных вод за счет отторжения рассола. Поскольку водная масса формируется у поверхности, она обеспечивает обмен большими количествами тепла и газов с атмосферой. AABW характеризуется высоким содержанием кислорода по сравнению с другими глубоководными массами океана, однако со временем это содержание уменьшается. Эта вода опускается в четырех различных регионах вокруг континента, формируя AABW, и этот процесс обеспечивает вентиляцию глубоких слоев океана, или аббисальную вентиляцию.
The Antarctic bottom water (AABW) is a type of water mass in the Southern Ocean surrounding Antarctica with temperatures ranging from −0.8 to 2 °C (35 °F) and absolute salinities from 34.6 to 35.0 g/kg. As the densest water mass of the oceans, AABW is found to occupy the depth range below 4000 m of all ocean basins that have a connection to the Southern Ocean at that level. AABW forms the lower branch of the large scale movement in the world's oceans through thermohaline circulation. AABW forms near the surface in coastal polynyas along the coastline of Antarctica, where high rates of sea ice formation during winter leads to the densification of the surface waters through brine rejection. Since the water mass forms near the surface, it is responsible for the exchange of large quantities of heat and gases with the atmosphere. AABW has a high oxygen content relative to the rest of the oceans' deep waters, but this depletes over time. This water sinks at four distinct regions around the margins of the continent and forms the AABW; this process leads to ventilation of the deep ocean, or abyssal ventilation.
Формирование и циркуляция
Антарктические придонные воды формируются в морях Уэдделла и Росса, у побережья Адели и у мыса Дарнли в результате охлаждения поверхностных вод в полиньях и под шельфовым льдом. Важным фактором, способствующим формированию антарктических придонных вод, является холодный поверхностный ветер, дующий с Антарктического континента. Поверхностные ветры отгоняют морской лёд от побережья, создавая полиньи, которые открывают водную поверхность для холодного воздуха зимой, что способствует дальнейшему образованию морского льда. Антарктические прибрежные полиньи формируют до 10% всего морского льда Южного океана за один сезон, что составляет около 2000 км³ морского льда. Поверхностные воды обогащаются солью в процессе образования морского льда и охлаждаются из-за контакта с холодным воздухом зимой, что увеличивает плотность этой водной массы. Благодаря повышенной плотности, она формирует переливы вниз по континентальному склону Антарктиды и продолжает движение на север по дну. Это самая плотная вода в открытом океане, подстилающая другие придонные и промежуточные воды на большей части южного полушария. Придонные воды моря Уэдделла являются наиболее плотным компонентом антарктических придонных вод. Основным источником воды для формирования AABW (Антарктических придонных вод) является тёплая открытая водная масса, известная как циркумполярные глубинные воды (CDW; солёность > 35 г/кг и потенциальная температура > 0°C). Эти тёплые водные массы охлаждаются прибрежными полиньями, формируя более плотную AABW. Прибрежные полиньи, формирующие AABW, препятствуют проникновению тёплых вод CDW к основанию шельфовых ледников, тем самым защищая их от усиленного базального таяния из-за потепления океана. В таких районах, как море Амундсена, где активность прибрежных полиний снизилась настолько, что образование плотных вод затруднено, соседние шельфовые ледники начали отступать и могут находиться на грани коллапса. Данные свидетельствуют о том, что производство антарктических придонных вод в голоцене (последние 10 000 лет) не находится в стационарном состоянии; то есть, места формирования придонных вод смещаются вдоль антарктического побережья в течение десятилетий и столетий по мере изменения условий существования полиний. Например, отколовшийся ледник Мерц, произошедший 12–13 февраля 2010 года, резко изменил условия для формирования придонных вод, сократив экспорт до 23% в районе Земли Адели. Свидетельства из кернов осадочных пород, содержащих слои перекрестно-слоистых отложений, указывающих на фазы более сильных придонных течений, собранные на шельфе Мак-Робертсона и Земле Адели, показывают, что они попеременно включались и выключались как важные места формирования придонных вод на протяжении последних нескольких тысяч лет.
Antarctic bottom water is created is formed in the Weddell and Ross Seas, off the Adélie Coast and by Cape Darnley from surface water cooling in polynyas and below the ice shelf. An important factor enabling the formation of Antarctic bottom water is the cold surface wind blowing off the Antarctic continent. The surface winds advect sea ice away from the coast, creating polynyas which opens up the water surface to a cold atmosphere during winter, which further helps form more sea ice. Antarctic coastal polynyas form as much as 10% of the overall Southern Ocean sea ice during a single season, amounting to about 2,000 km3 of sea ice. Surface water is enriched in salt from sea ice formation and cooled due to being exposed to a cold atmosphere during winter, which increases the density of this water mass. Due to its increased density, it forms overflows down the Antarctic continental slope and continues north along the bottom. It is the densest water in the open ocean, and underlies other bottom and intermediate waters throughout most of the southern hemisphere. The Weddell Sea Bottom Water is the densest component of the Antarctic bottom water. A major source water for the formation of AABW is the warm offshore watermass known as the Circumpolar Deep Water (CDW; salinity > 35 g/kg and potential temperature > 0oC). These warm watermasses are cooled by coastal polynyas to form the denser AABW. Coastal polynyas that form AABW help prevent the intruding warm CDW water masses from gaining access to the base of ice shelves, hence acting to protect ice shelves from enhanced basal melting due to oceanic warming. In areas like the Amundsen Sea, where coastal polynya activity has diminished to the point where dense water formation is hindered, the neighboring ice shelves have started to retreat and may be on the brink of collapse. Evidence indicates that Antarctic bottom water production through the Holocene (last 10,000 years) is not in a steady state condition; that is, bottom water production sites shift along the Antarctic margin over decade to century timescales as conditions for the existence of polynyas change. For example, the calving of the Mertz Glacier, which occurred on 12–13 February 2010, dramatically changed the environment for producing bottom water, reducing export by up to 23% in the region of Adelie Land. Evidence from sediment cores, containing layers of cross bedded sediments indicating phases of stronger bottom currents, collected on the Mac. Robertson shelf and Adélie Land suggests that they have switched "on" and "off" again as important bottom water production sites over the last several thousand years.
Атлантический океан
Канал Вема, глубокая впадина в поднятии Рио-Гранде в Южной Атлантике, является важным каналом для миграции на север Антарктических глубинныx вод и глубинныx вод моря Уэдделла. Достигая экватора, около трети антарктических глубинныx вод, движущихся на север, поступает в Гвианский бассейн, преимущественно через южную половину Экваториального канала на 35°W. Остальная часть циркулирует, и часть её течет через зону разлома Романш в восточную Атлантику. В Гвианском бассейне, к западу от 40°W, наклонный рельеф дна и мощное, восточное глубокое западное пограничное течение могут препятствовать течению антарктических глубинныx вод на запад: таким образом, они вынуждены поворачивать на север у восточного склона поднятия Сеара. На 44°W, к северу от поднятия Сеара, антарктические глубинные воды текут на запад во внутренней части бассейна. Значительная часть антарктических глубинныx вод поступает в восточную Атлантику через зону разлома Вема. К югу от Африки антарктические глубинные воды текут на север через бассейн Агульяс, затем на восток через проход Агульяс и над южными склонами плато Агульяс, а затем в Мозамбикский бассейн.
The Vema Channel, a deep trough in the Rio Grande Rise of the South Atlantic at , is an important conduit for Antarctic Bottom Water and Weddell Sea Bottom Water migrating north. Upon reaching the equator, about one third of the northward flowing Antarctic bottom water enters the Guiana Basin, mainly through the southern half of the Equatorial Channel at 35°W. The other part recirculates and some of it flows through the Romanche Fracture Zone into the eastern Atlantic. In the Guiana Basin, west of 40°W, the sloping topography and the strong, eastward flowing deep western boundary current might prevent the Antarctic bottom water from flowing west: thus it has to turn north at the eastern slope of the Ceará Rise. At 44°W, north of the Ceará Rise, Antarctic bottom water flows west in the interior of the basin. A large fraction of the Antarctic bottom water enters the eastern Atlantic through the Vema Fracture Zone. South of Africa, Antarctic bottom water flows northwards through the Agulhas Basin and then east through the Agulhas Passage and over the southern margins of the Agulhas Plateau and then into the Mozambique Basin.
Изменение климата
Изменение климата и последующее таяние южного ледяного щита замедлили формирование антарктической промежуточной воды (AABW), и это замедление, вероятно, продолжится. Полная остановка формирования AABW возможна уже к 2050 году. Это прекращение формирования будет иметь драматические последствия для океанической циркуляции и глобальных погодных паттернов.
Climate change and the subsequent melting of the Southern ice sheet have slowed the formation of AABW, and this slowdown is likely to continue. A complete shutdown of AABW formation is possible as soon as 2050. This shutdown would have dramatic effects on ocean circulation and global weather patterns.
Потенциал для нарушения AABW
Увеличение вторжения теплых окружнополярных глубинных вод в сочетании с усилением базального таяния шельфовых льдов может оказывать влияние на формирование плотных шельфовых вод. Несмотря на то, что преснование AABW в последние несколько лет стабилизировалось благодаря уменьшению таяния льда, потенциальное увеличение таяния льда в будущем по-прежнему представляет угрозу. Однако некоторые исследования указывают на то, что формирование WSBW в море Уэдделла в основном определяется изменениями морского льда, вызванными ветром, и что увеличение образования морского льда компенсирует таяние ледяных щитов, сводя к минимуму влияние таяния антарктических ледников на WSBW.
Increased intrusion of warm Circumpolar Deep Water coupled with enhanced ice shelf basal melting can impact the formation of dense shelf waters. While the freshening of the AABW has corrected itself over the past few years with a decrease in ice melt, the potential for more ice melt in the future still poses a threat. Some studies indicate that WSBW formation in the Weddell Sea is dominantly driven by wind driven sea ice changes, however, and that increased sea ice formation overcompensates for the melting of ice sheets, rendering the effects of melting Antarctic glaciers on WSBW minimal.