Głębokie wody północnego Atlantyku

Głęboka woda północnoatlantycka jest uważana za jeden z kilku możliwych punktów zwrotnych w systemie klimatycznym .

Północnoatlantycka Głęboka Woda ( NADW ) to masa głębinowa utworzona w Północnym Atlantyku . Cyrkulacja termohalinowa (właściwie określana jako południkowa cyrkulacja wywrotna) oceanów świata polega na przepływie ciepłych wód powierzchniowych z półkuli południowej do północnego Atlantyku. Woda płynąca na północ ulega modyfikacji poprzez parowanie i mieszanie się z innymi masami wodnymi, co prowadzi do wzrostu zasolenia. Kiedy ta woda dociera do północnego Atlantyku, ochładza się i opada w wyniku konwekcji, ze względu na obniżoną temperaturę i zwiększone zasolenie, co skutkuje zwiększoną gęstością. NADW to odpływ tej grubej głębokiej warstwy, którą można wykryć po dużym zasoleniu, dużej zawartości tlenu, minimach składników odżywczych, wysokiej 14 C/ 12 C i chlorofluorowęglowodory (CFC).

CFC to antropogeniczne substancje, które dostają się na powierzchnię oceanu w wyniku wymiany gazowej z atmosferą. Ta wyraźna kompozycja pozwala prześledzić jego ścieżkę, gdy miesza się z Circumpolar Deep Water (CDW), która z kolei wypełnia głęboki Ocean Indyjski i część południowego Pacyfiku . NADW i jego tworzenie są niezbędne dla atlantyckiej południkowej cyrkulacji wywrotnej (AMOC), która jest odpowiedzialna za transport dużych ilości wody, ciepła, soli, węgla, składników odżywczych i innych substancji z tropikalnego Atlantyku do Atlantyku na średnich i wysokich szerokościach geograficznych.

W modelu przenośnika taśmowego termohalinowej cyrkulacji oceanów świata zatonięcie NADW powoduje, że wody północnego Atlantyku przesuwają się na północ. Jest to jednak prawie na pewno nadmierne uproszczenie faktycznego związku między powstawaniem NADW a siłą dryfu Prądu Zatokowego /Północnego Atlantyku.

NADW ma temperaturę 2-4 ° C przy zasoleniu 34,9-35,0 psu na głębokości od 1500 do 4000 m.

Formacja i źródła

NADW to kompleks kilku mas wodnych powstałych w wyniku głębokiej konwekcji, a także przelewania gęstej wody przez Grań Grenlandzko-Islandzko-Szkocką.

Wzorce cyrkulacji w Północnym Atlantyku. Zimna, gęsta woda jest pokazana na niebiesko, płynąc na południe z wyższych szerokości geograficznych, podczas gdy ciepła, mniej gęsta woda, pokazana na czerwono, płynie na północ z niższych szerokości geograficznych.

Górne warstwy powstają zimą w wyniku konwekcji głębokiego otwartego oceanu . Labrador Sea Water (LSW), powstająca w Morzu Labradorskim , może sięgać głębokości 2000 m, gdy gęsta woda opada w dół. Produkcja klasycznej wody morskiej Labradoru (CLSW) jest uzależniona od uzdatniania wody w Morzu Labradorskim z poprzedniego roku oraz siły oscylacji północnoatlantyckiej ( NAO).

Podczas pozytywnej fazy NAO istnieją warunki do rozwoju silnych burz zimowych. Burze te odświeżają wody powierzchniowe, a ich wiatry zwiększają przepływ cykloniczny, co pozwala gęstszym wodom tonąć. W rezultacie temperatura, zasolenie i gęstość zmieniają się co roku. W niektórych latach warunki te nie występują i CLSW nie powstaje. CLSW ma charakterystyczną temperaturę potencjalną 3 ° C, zasolenie 34,88 psu i gęstość 34,66.

Kolejnym składnikiem LSW jest woda morska Upper Labrador Sea Water (ULSW). ULSW tworzy się z gęstością niższą niż CLSW i ma maksimum CFC między 1200 a 1500 mw subtropikalnym północnym Atlantyku. Wiry zimnej, mniej zasolonej wody ULSW mają podobne gęstości cieplejszej, bardziej słonej wody i płyną wzdłuż DWBC, ale utrzymują wysokie CFC. Wiry ULSW szybko ulegają erozji, gdy mieszają się poprzecznie z tą cieplejszą, bardziej słoną wodą.

Dolna masa wód NADW powstaje z rozlewiska Grenlandii-Islandii-Szkocji. Są to woda przelewowa Islandii i Szkocji (ISOW) oraz woda przelewowa Cieśniny Duńskiej (DSOW). Wylewy są połączeniem gęstej wody Oceanu Arktycznego (18%), zmodyfikowanej wody Atlantyku (32%) i wody pośredniej z mórz nordyckich (20%), które porywają i mieszają się z innymi masami wodnymi (wnoszącymi 30%) podczas płyną przez Grenlandię-Islandię-Szkocję.

Powstanie obu tych wód wiąże się z przekształceniem ciepłych, słonych wód powierzchniowych płynących na północ w zimne, gęste wody głębokie za grzbietem Grenlandia-Islandia-Szkocja. Przepływ wody z prądu północnoatlantyckiego wpływa do Oceanu Arktycznego przez Prąd Norweski , który rozdziela się na Cieśninę Frama i Odnogę Morza Barentsa . Woda z Cieśniny Fram krąży, osiągając gęstość DSOW, opada i płynie w kierunku Cieśniny Duńskiej. Woda wpływająca do Morza Barenta zasila ISOW.

ISOW wpływa na wschodni północny Atlantyk przez Grzbiet Islandzko-Szkocki przez kanał Faeroe Bank na głębokości 850 m, przy czym część wody przepływa przez płytsze Grzbiet Islandii i Wysp Owczych. ISOW ma niskie stężenia CFC i oszacowano na podstawie tych stężeń, że ISOW znajduje się za grzbietem przez 45 lat. Gdy woda płynie na południe dnem kanału, porywa otaczające wody wschodniego północnego Atlantyku i płynie do zachodniego północnego Atlantyku przez strefę pęknięcia Charliego-Gibbsa , porywając z LSW. Ta woda jest mniej gęsta niż (DSOW) i leży nad nią, ponieważ przepływa cyklonicznie w basenie Irminger.

DSOW to najzimniejsza, najgęstsza i najświeższa masa wodna NADW. DSOW powstały za grzbietem przepływającym przez Cieśninę Duńską na głębokości 600m. Najbardziej znaczącą masą wody przyczyniającą się do DSOW jest Arctic Intermediate Water (AIW). Zimowe chłodzenie i konwekcja pozwalają AIW tonąć i gromadzić się za Cieśniną Duńską. Górna AIW ma dużą ilość śladów antropogenicznych ze względu na ekspozycję na atmosferę. Sygnatura trytu i CFC AIW jest obserwowana w DSOW u podstawy zbocza kontynentalnego Grenlandii. Pokazało to również, że DSOW płynący 450 km na południe nie był starszy niż 2 lata. Zarówno DSOW, jak i ISOW płyną wokół basenu Irminger i Morza Labradorskiego w głębokim prądzie granicznym. Opuszczenie Morza Grenlandzkiego z 2,5 Sv jego przepływ wzrasta do 10 Sv na południe od Grenlandii. Jest zimny i stosunkowo świeży, płynie poniżej 3500 mw DWBC i rozprzestrzenia się w głąb basenów głębokiego Atlantyku.

Drogi rozprzestrzeniania się

NADW płynie na południe przez Atlantyk, zbliżając się do wód dennych Antarktydy za Grzbietem Śródatlantyckim .

Rozprzestrzenianie się NADW na południe wzdłuż prądu Deep Western Boundary (DWBC) można prześledzić na podstawie jego wysokiej zawartości tlenu, wysokich CFC i gęstości.

ULSW jest głównym źródłem górnej NADW. ULSW kieruje się na południe od Morza Labradorskiego małymi wirami, które mieszają się z DWBC. Maksima CFC związane z ULSW zaobserwowano wzdłuż 24 ° N w DWBC na 1500 m. Część górnego ULSW zawraca do Prądu Zatokowego, podczas gdy część pozostaje w DWBC. Wysokie CFC w strefie podzwrotnikowej wskazują na recyrkulację w strefie podzwrotnikowej.

ULSW, który pozostaje w DWBC, rozcieńcza się, gdy przesuwa się w kierunku równika. Głęboka konwekcja w Morzu Labradorskim pod koniec lat 80. i na początku lat 90. spowodowała CLSW o niższym stężeniu CFC z powodu mieszania w dół. Konwekcja umożliwiła penetrację CFC dalej w dół do 2000 m. Te minimum można było śledzić i po raz pierwszy zaobserwowano je w strefie podzwrotnikowej na początku lat 90.

ISOW i DSOW przepływają wokół basenu Irminger, a DSOW wchodzą do DWBC. Są to dwie dolne części NADW. Kolejne maksimum CFC jest widoczne na 3500 mw strefie podzwrotnikowej z wkładu DSOW do NADW. Część NADW recyrkuluje z północnym wirem. Na południe od wiru NADW płynie pod Prądem Zatokowym, gdzie biegnie dalej wzdłuż DWBC, aż dotrze do innego wiru w strefie podzwrotnikowej.

Głębokie wody dolnego północnego Atlantyku (LNADW), pochodzące z mórz Grenlandii i Morza Norweskiego , przynoszą wysokie stężenia zasolenia, tlenu i freonów w kierunku rowu Romanche , równikowej strefy pęknięć w Grzbiecie Środkowoatlantyckim (MAR). Znaleziony na głębokości około 3600–4 000 m (11 800–13 100 stóp), LNADW płynie na wschód przez rów nad AABW, przy czym rów jest jedynym otworem w MAR, w którym możliwa jest wymiana między basenami dla tych dwóch mas wody.

Zmienność

, że tworzenie głębokich wód północnoatlantyckich było czasami dramatycznie zmniejszane w przeszłości ( np . dryf, ochładzając z kolei klimat północno-zachodniej Europy .

Istnieją obawy, że globalne ocieplenie może spowodować, że sytuacja się powtórzy. Postawiono również hipotezę, że podczas ostatniego maksimum zlodowacenia (LGM) NADW został zastąpiony analogiczną masą wodną, ​​która zajmowała płytszą głębokość, znaną jako Glacial North Atlantic Intermediate Water (GNAIW). [ potrzebne źródło ]

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=North_Atlantic_Deep_Water&oldid=1121303689 ”