Odpływ śródziemnomorski
Odpływ Śródziemnomorski Cieśninę to prąd płynący z Morza Śródziemnego w kierunku Oceanu Atlantyckiego przez Gibraltarską . Po dotarciu do zachodniej strony Cieśniny Gibraltarskiej dzieli się na dwie gałęzie, jedną płynącą na zachód wzdłuż iberyjskiego zbocza kontynentalnego, a drugą powracającą do Cieśniny Gibraltarskiej, krążącą cyklonicznie. W Cieśninie Gibraltarskiej i Zatoce Kadyksu rdzeń Odpływu Śródziemnomorskiego ma szerokość kilkudziesięciu km. Poprzez nieliniowe interakcje z pływami i topografią, gdy wypływa z basenu Morza Śródziemnego, podlega tak silnemu mieszaniu, że masy wody składające się na ten prąd stają się nie do odróżnienia po dotarciu do zachodniej strony cieśniny.
Formacja i zachowanie
Lekka woda atlantycka wpływa do Morza Śródziemnego jako przepływ powierzchniowy i rozprzestrzenia się przez zachodnie i wschodnie baseny Morza Śródziemnego (oddzielone Cieśniną Sycylijską ), ulegając stopniowej modyfikacji poprzez mieszanie się z wodami leżącymi poniżej. Gęstość tych wód powierzchniowych wzrasta w wyniku parowania i ocieplenia, tworząc słone i ciepłe pośrednie i głębokie wody Morza Śródziemnego, które z kolei wpływają do Oceanu Atlantyckiego jako prąd dolny przez Cieśninę Gibraltarską z szybkością około 1 Sv (10 6 m 3 /s) i na głębokości około 120 m, tworząc Odpływ Śródziemnomorski.
Po zachodniej stronie Cieśniny Gibraltarskiej Odpływ Śródziemnomorski rozdziela się na dwie odnogi (zob. ryc. 1). Większość odpływu płynie na zachód wzdłuż iberyjskiego zbocza kontynentalnego (między kanionem St. Vincent a ławicą Gorringe ), a następnie przesuwa się na północ jako wschodni prąd graniczny biegnący wzdłuż bieguna, sięgający aż do północnej Ławicy Porcupine (50 ° N). Posuwając się na zachód, Odpływ Śródziemnomorski staje się mniej zasolony w wyniku mieszania i porywania z wodami otoczenia i stopniowo opada do głębokości równowagi wynoszącej około 1100 m. Druga gałąź Odpływu Morza Śródziemnego krąży cyklonicznie w Zatoce Kadyksu. Rezultatem jest powstanie wód śródziemnomorskich, które ostatecznie rozprzestrzeniają się do wnętrza północnego Atlantyku, tworząc najbardziej widoczną anomalię termohalinową w skali basenu na średnich głębokościach, śródziemnomorski język solny, rozpoznawalny jako anomalia zasolenia w skali basenu na 1000–1200 m głębokości przez północny Atlantyk (patrz ryc. 2). Procesy małej skali i nieliniowa interakcja w skali lokalnej pływy i topografia mają wpływ na właściwości śródziemnomorskiej wody odpływowej i jej dalszy schemat rozprzestrzeniania się na północnym Atlantyku.
Kompozycja
Odpływ Śródziemnomorski początkowo składa się z różnych mas wodnych. Jednak po przejściu przez Cieśninę Gibraltarską te składniki nie są już rozróżnialne. Różne masy wody składające się na odpływ Morza Śródziemnego to:
- Lewantyńska woda pośrednia (LIW): powstała we wschodnim basenie Morza Śródziemnego w wyniku konwekcji na otwartym morzu.
- Głębokie wody zachodniej części Morza Śródziemnego (WMDM): utworzone w Zatoce Lwiej (basen zachodni) w wyniku głębokiej konwekcji.
- Gęsta woda tyrreńska: powstała w wyniku zmieszania starej WMDW znajdującej się w Morzu Tyrreńskim z nowo wprowadzonym LIW wpływającym do zachodniego Morza Śródziemnego przez Cieśninę Sycylijską.
- Zimowe wody pośrednie: powstają sezonowo w wyniku konwekcji schłodzonej zmodyfikowanej wody atlantyckiej w surowych warunkach zimowych wzdłuż szelfu kontynentalnego zlewni Liguro-Prowansalskiej i Morza Katalońskiego.
Te masy wody nie są już rozróżnialne po wyjściu z Cieśniny Gibraltarskiej. Zamiast tego są dokładnie mieszane w jedną, stosunkowo jednorodną masę wodną zwaną Wodą Śródziemnomorską. Mieszanie jest spowodowane ważną dynamiką pływów nad progiem Camarinal . Barotropowe prądy pływowe oddziałują z batymetrią, tworząc niezwykły wewnętrzny przypływ , który z kolei powoduje tempo rozpraszania, które należy do najwyższych w oceanach świata .
Interakcja z pływami
Amplitudy pływów zmieniają się znacznie od zachodniej do wschodniej strony Cieśniny Gibraltarskiej, odpowiednio od 1,1 m do 0,2 m. Natomiast linie o stałej fazie (linie cotidal) są w większości zorientowane strefowo wzdłuż kanału. Tak więc Zatoka Kadyksu jest pod silnym wpływem różnych reżimów pływowych Północnego Atlantyku i Cieśniny Gibraltarskiej.
Pływy oddziałują z systemem na dwa różne sposoby. Po pierwsze, są one odpowiedzialne za silne mieszanie, które powoduje, że różne masy wody są nie do odróżnienia od siebie po przejściu przez Cieśninę Gibraltarską. Wynika to z interakcji pływowego przepływu oscylacyjnego z progiem Camarinal, tworząc wewnętrzny otwór o dużej amplitudzie, który rozpada się na ciąg wewnętrznych samotnych fal , które dostarczają energii wystarczającej do mieszania.
Co więcej, badania pokazują, że gdyby nie pływy, śródziemnomorski język solny byłby znacznie bardziej intensywny i przesunięty na południe. Takie zachowanie uzyskuje się, ponieważ bez pływów następowałby stopniowy wzrost zasolenia Zatoki Kadyksu na głębokościach Odpływu Morza Śródziemnego. Ta nadwyżka zasolenia rozprzestrzeniałaby się w kierunku południowo-zachodnim, jako front zasolenia o średniej głębokości , hamując dopływ świeższej antarktycznej wody pośredniej . Spowodowałoby to pozytywne sprzężenie zwrotne, które dodatkowo wzmocniłoby wzrost zasolenia i rozprzestrzenianie się śródziemnomorskiej wody odpływowej w kierunku południowo-zachodnim. Dzieje się tak, ponieważ pływowe prądy szczątkowe przyczyniają się do adwekcji śródziemnomorskich wód odpływowych na zachód od Zatoki Kadyksu, umożliwiając im przejście przez lukę między kanionem św. Wincentego a ławicą Gorringe.
Medycyna
Formacja i charakterystyka
Meddies to długowieczne wiry (głównie antycykloniczne) występujące w północnym Oceanie Atlantyckim zawierające wodę z Morza Śródziemnego, ponieważ powstają w wyniku odpływu prądów śródziemnomorskich. Są to spójne wiry charakteryzujące się dużymi anomaliami soli i ciepła w stosunku do ich otoczenia, zazwyczaj anomalie te wynoszą 0,4 - 1,1 g/kg i odpowiednio 2-4°C. Meddies mają zazwyczaj promień od 10 do 50 km, miąższość 500 – 1000 m i występują na głębokości 1100 m. Większość obserwacji meddy pochodzi z obszaru śródziemnomorskiego słonego języka, ponieważ powstają one głównie w dwóch miejscach w pobliżu Cieśniny Gibraltarskiej: Cape St. Vincent i Estremadura Promontory (patrz ryc. 1). Każdego roku w tych dwóch miejscach tworzy się od 15 do 20 medii, a prawdopodobieństwo ich powstania jest większe, gdy prędkość prądu jest wysoka. Meddies mogą przetrwać wiele lat i mogą przemieszczać się przez tysiące kilometrów, dlatego stanowią główny środek transportu oceanicznego są transportowane. Ich rozkład w otwartym oceanie jest bardzo powolny, podczas gdy interakcje topograficzne wydają się być główną przyczyną rozkładu meddies. Te interakcje są istotne dla utrzymania śródziemnomorskiego słonego języka, w rzeczywistości badania szacują, że leki wstrzykują 25-50% anomalii solnej niezbędnej do utrzymania śródziemnomorskiego słonego języka.
Interakcja z batymetrią
Dwie główne cechy topograficzne blokują migrację otwartych oceanów medycznych: Horseshoe Seamount i Great Meteor Seamount (patrz ryc. 1). Pierwsza z nich to zakrzywione zgrupowanie gór podwodnych, które prawie sięgają powierzchni (głębokość 600 m), położone na południowy zachód od Przylądka św. Wincentego i jest główną przeszkodą topograficzną, przed którą stoi wiele nowo utworzonych medies. Great Meteor Seamount stanowi znaczącą anomalię topograficzną Grzbietu Śródatlantyckiego z którymi wiele leków również wchodzi w interakcje. Góry podwodne katalizują znaczną wymianę między medami a wodami tła północnego Atlantyku, ponieważ interakcja meddy-mountain może prowadzić do zniszczenia medium, uwalniając w ten sposób ich cieplejszą słoną wodę. Z tego powodu interakcje między górami podwodnymi i medami są uważane za potencjalnie znaczące (i być może dominujące) w utrzymaniu śródziemnomorskiego języka solnego. Niemniej jednak 60-70% meddies przeżywa spotkania z górami podwodnymi, pozostając nietkniętymi jako spójne wiry, więc potrzebne są inne mechanizmy do utrzymania słonego języka. Powodem, dla którego medycy są w stanie przetrwać w tak dużym tempie po spotkaniach z górami podwodnymi, jest to, że są silni potencjalne anomalie wirowości, przez co są trudne do zniszczenia. W związku z tym przetrwanie wirów ma ograniczający wpływ na śródziemnomorski słony język, tj. wiry wyłaniające się z uderzenia góry podwodnej eksportują większość anomalii zasolenia meddy do reszty północnego Atlantyku, zamiast osadzać ją lokalnie, będąc w stanie podróżować przez tysiące kilometrów.
Wpływ Odpływu Śródziemnomorskiego na cyrkulację Północnego Atlantyku i Oceanów Światowych
Oprócz formowania się medies i słonego języka, Odpływ Śródziemnomorski ma inne skutki dla Północnego Atlantyku, czy ogólnie dla światowych oceanów. Nawet jeśli odpływ śródziemnomorski ma tylko 1 Sv, co jest stosunkowo małą wartością w porównaniu z innymi odpływami znajdującymi się na północnym Atlantyku, jego zasolenie i temperatura są niezwykle wysokie w porównaniu z innymi wodami w tym zakresie głębokości, 38 g/kg i 13 °C odpowiednio. Te duże kontrasty we właściwościach masy wody pomagają zidentyfikować przepływ na północ wzdłuż wschodniej granicy do progu Grenlandii i Szkocji, ale także przepływ na zachód przez Atlantyk, który skręca na południe wzdłuż zachodniej granicy, docierając do Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy i Morze Weddella . To dodane ciepło i sól z wypływu Morza Śródziemnego są rozprowadzane na południe wzdłuż zachodniej granicy do południowego Atlantyku, gdzie jego wkład sprawia, że przepływ na południe jest cieplejszy i bardziej słony niż napływające wody okołobiegunowe na wschodzie.
Co więcej, nawet w odległych regionach, takich jak okolice Islandii czy Morze Weddella, woda ta zatrzymuje zasolenie na tyle wysokie, że po wystarczającym schłodzeniu tworzy najgęstsze wody północnego Atlantyku Północnego i Morza Weddella.