Prąd Zachodni Spitsbergeński

Prąd Zachodniospitsbergeński transportuje względnie ciepłą i słoną wodę do Oceanu Arktycznego .

Prąd Zachodniego Spitsbergenu ( WSC ) to ciepły, słony prąd, który płynie w kierunku bieguna na zachód od Spitsbergenu (dawniej zwanego Zachodnim Spitsbergenem) na Oceanie Arktycznym. WSC odgałęzia Norweski Prąd Atlantycki na Morzu Norweskim . WSC ma znaczenie, ponieważ kieruje ciepłą i słoną wodę Atlantyku do wnętrza Arktyki. Ciepły i słony WSC płynie na północ przez wschodnią stronę Cieśniny Fram , natomiast Prąd Wschodnio-Grenlandzki (EGC) płynie na południe przez zachodnią stronę cieśniny Fram. EGC charakteryzuje się bardzo niską temperaturą i niskim zasoleniem, ale przede wszystkim jest głównym eksporterem arktycznego lodu morskiego . W ten sposób EGC w połączeniu z ciepłym WSC sprawia, że Cieśnina Fram jest najbardziej wysuniętym na północ obszarem oceanicznym, w którym przez cały rok na całym oceanie światowym występują warunki wolne od lodu.

Ruch poziomy

WSC ma unikalną strukturę, ponieważ płynie w kierunku bieguna od zachodniego wybrzeża Spitsbergenu. Najłatwiej jest osobno omówić ruchy poziome i pionowe WSC. WSC rozpoczyna swój ruch na Morzu Norweskim, gdzie rozgałęzia się od Norweskiego Prądu Atlantyckiego i dociera do zachodniego wybrzeża Spitsbergenu, gdzie kieruje się batymetrycznym profilem dna oceanu otaczającego Svalbard . W szczególności ma tendencję do podążania wzdłuż stromych szelfów kontynentalnych. Prąd jest dość wąski i silny, ma szerokość około 100 kilometrów i maksymalną prędkość 35 cm/s. Na około 80° szerokości geograficznej północnej WSC dzieli się na dwie różne sekcje, gałąź Svalbard i gałąź Yermak. Oddział Svalbard nadal podąża wzdłuż szelfu kontynentalnego na północny wschód i ostatecznie opada na głębokość pośrednią i jest cyklonicznie recyrkulowany w całej Arktyce, ostatecznie wypychany przez Prąd Wschodnio-Grenlandzki . Oddział Yermak porusza się w kierunku północno-zachodnim do około 81 ° N, a następnie przesuwa się bezpośrednio na zachód i ostatecznie w kierunku równika w Powrotnym Prądzie Atlantyckim. Powrotny Prąd Atlantycki znajduje się bezpośrednio na wschód od Prądu Wschodnio-Grenlandzkiego. Wysokie zasolenie i ciepłe temperatury Powrotnego Prądu Atlantyckiego w porównaniu z niskimi temperaturami i niskim zasoleniem EGC przyczyniają się do istnienia Frontu Polarnego Wschodniej Grenlandii w wyniku silnego gradientu zarówno zasolenia, jak i temperatury. Istnieje prąd, który oddziela się od gałęzi Yermak i płynie w kierunku północno-wschodnim na większej szerokości geograficznej. Ten nurt nie jest dobrze poznany w literaturze, dlatego potrzeba więcej informacji. Uważa się, że ten prąd zapętla się z powrotem do Gałęzi Svalbard dalej na swojej ścieżce na wschód.

Ruch pionowy

Po oddzieleniu się WSC od Norweskiego Prądu Atlantyckiego zaczyna wchodzić w bardzo zimne warunki atmosferyczne. Zimna atmosfera jest w stanie schłodzić wody powierzchniowe, aw niektórych przypadkach ta woda ochładza się tak bardzo, że część wody WSC faktycznie tonie z powodu wzrostu jej gęstości, cały czas utrzymując stałe zasolenie. Jest to jeden z elementów powstawania wód pośrednich Dolnej Arktyki. W miarę jak prąd płynie dalej na północ i dociera do szelfu kontynentalnego zachodniego Svalbardu, zaczyna napotykać lód morski. Lód morski topi się z powodu ciepła WSC, a tym samym zaczyna istnieć warstwa powierzchniowa bardzo słodkiej wody. Wiatry mieszają słodką wodę i ciepłą słoną wodę z mieszanki WSC, tworząc trochę arktycznych wód powierzchniowych. Ta arktyczna woda powierzchniowa jest teraz mniej gęsta niż woda atlantycka w WSC, a zatem WSC zaczyna tonąć pod arktyczną wodą powierzchniową. W tym momencie WSC jest nadal stosunkowo ciepłe i bardzo zasolone. Pozwala to na całkowite odizolowanie Wody Atlantyckiej w WSC od wód powierzchniowych.

Po tym, jak prąd podzielił się na Oddział Svalbard i Oddział Yermak, ogólny proces tonięcia opisany powyżej nadal trwa w Oddziale Svalbard. Jednak w Oddziale Yermak WSC nie jest w stanie przeniknąć w głąb Oceanu Arktycznego ponieważ strefa, do której wchodzi, ma bardzo silne mieszanie pływowe. Pozwala to wodzie atlantyckiej mieszać się z wodami polarnymi, tworząc bardziej jednorodną mieszaninę stosunkowo ciepłej i umiarkowanie słonej wody. Rozciąga się to do około 300 metrów, co jest uznawane za dolną głębokość Powrotnego Prądu Atlantyckiego. W przypadku Oddziału Svalbard rdzeń Atlantyku WSC nadal tonie, ponieważ na swojej wschodniej trasie napotyka coraz więcej słodkiej wody. Dość szybko tonie do głębokości większej niż 100 metrów, zanim dotrze do Morza Barentsa, ponieważ w północnym Svalbardzie jest dość dużo spływu słodkiej wody z fiordów co przyczynia się do głębszych, mniej gęstych arktycznych wód powierzchniowych, a tym samym głębszego WSC. Zanim ta woda zawróci do wiru Beauforta , atlantycki rdzeń WSC ma głębokość od 400 do 500 metrów. W przeciwieństwie do gałęzi Yermak i powrotnego prądu atlantyckiego, gałąź na Svalbardzie jest w stanie utrzymać silny sygnał chemiczny wody atlantyckiej, podczas gdy gałąź Yermak i powrotny prąd atlantycki przenoszą bardzo słaby sygnał wody atlantyckiej. Temperatura rdzenia wody Atlantyku jest bezpośrednim odzwierciedleniem głębokości Oddziału WSC na Svalbardzie.

Należy zauważyć, że jeśli WSC napotka znaczną ilość lodu wzdłuż szelfu kontynentalnego Spitsbergenu, wówczas WSC posuwająca się ku biegunowi będzie tonąć znacznie szybciej, ze względu na większą ilość słodkiej wody topniejącej ze zwiększonego lodu morskiego. Zdolność do szybszego tonięcia oznacza, że więcej ciepła zawartego w WSC zostanie zachowane i nie zostanie utracone do atmosfery lub otaczających wód, a tym samym cieplejsze wody zostaną przetransportowane do Arktyki. Może to mieć ogromny wpływ na topnienie lodu morskiego.

Nieruchomości

Temperatura WSC jest bardzo zmienna. Często zależy to od warunków atmosferycznych, które same w sobie są bardzo zmienne. Ogólnie jednak najcieplejsza temperatura rdzenia Atlantyku w WSC wynosi od około 2,75 °C w pobliżu Svalbardu do 2,25 °C w pobliżu Ziemi Franciszka Józefa do 1,0 °C na północ od nowych Wysp Syberyjskich. Zasolenie w tym ciepłym rdzeniu jest często większe niż 34,95 psu . Wartości temperatury oceanu na początku WSC wynoszą zwykle od 6 do 8 ° C, przy zasoleniu od 35,1 do 35,3 psu.

Transport masowy

Transport masy wody w WSC na około 78,83° szerokości geograficznej północnej zmienia się silnie w rocznej skali czasu. Fahbrach i in. wykazało, że transport o maksymalnej objętości (~20 sverdrupów ) miał miejsce w lutym, a transport o minimalnej objętości wystąpił w sierpniu (~5 sverdrupów). Dużym problemem w wyprowadzaniu tych masowych transportów objętościowych jest fakt, że w niektórych obszarach WSC występują przeciwprądy, które utrudniają oszacowanie, jaka objętość jest faktycznie transportowana.

Obecne badania

Obecne badania nad WSC koncentrują się na dwóch obszarach: zawartości ciepła i uwalnianiu metanu . Dobrze udokumentowano, że temperatura rdzenia Atlantyku związana z WSC wzrosła w ostatnich latach o prawie 1°C. Zostało również dobrze udokumentowane, że temperatura rdzenia Atlantyku spada, gdy poruszasz się cyklonicznie wokół Arktyki. Oznacza to, że ciepło jest tracone do otaczającej wody. Wraz ze wzrostem temperatury wody więcej ciepła zostanie utracone do otaczającej wody, gdy WSC będzie krążyć wokół Oceanu Arktycznego. Jeśli strumień ciepła z rdzenia wody Atlantyku w WSC jest skierowany pionowo w górę, doprowadziłoby to do ocieplenia wód powierzchniowych Arktyki i stopienia większej ilości lodu na Morzu Arktycznym. Dlatego ten aktualny temat jest bardzo interesujący, ponieważ wzrost strumienia ciepła z rdzenia AW spowoduje większe topnienie lodu z Morza Arktycznego.

Drugim ważnym tematem, któremu się przyglądamy, jest wpływ tego ocieplenia na uwalnianie metanu w dnie morskim wzdłuż kontynentów Zachodniego Spitsbergenu. Istnieją strefy stabilności hydratów gazowych, w których niewielkie wahania temperatury mogą spowodować dysocjację tych hydratów i uwolnienie pęcherzyków metanu, które unoszą się na powierzchnię i są uwalniane do atmosfery.

Zobacz też