Prąd somalijski
Prąd somalijski to ciepły prąd graniczny oceanu , który płynie wzdłuż wybrzeży Somalii i Omanu na zachodnim Oceanie Indyjskim i jest analogiczny do Prądu Zatokowego na Oceanie Atlantyckim . Prąd ten jest pod silnym wpływem monsunów i jest jedynym dużym systemem upwellingu , który występuje na zachodniej granicy oceanu. Woda, która jest podnoszona przez prąd, łączy się z innym systemem upwellingu, tworząc jeden z najbardziej produktywnych ekosystemów w oceanie.
Prąd somalijski charakteryzuje się sezonowymi zmianami, na które wpływają monsun południowo-zachodni i monsun północno-wschodni. W miesiącach od czerwca do września ciepły monsun południowo-zachodni przesuwa wody przybrzeżne na północny wschód, powodując upwelling przybrzeżny . Upwelling woda jest przenoszona na morze transportem Ekman i łączy się z wodą, która została wyniesiona na powierzchnię przez upwelling z otwartego oceanu. Odrzutowiec Findlater, wąski, niskopoziomowy, atmosferyczny odrzutowiec, również rozwija się podczas południowo-zachodniego monsunu i wieje ukośnie przez Ocean Indyjski, równolegle do wybrzeży Somalii i Omanu. W rezultacie powstaje transport Ekmana na prawo od wiatru. W centrum strumienia transport jest maksymalny i zmniejsza się w prawo iw lewo wraz ze wzrostem odległości. Na lewo od centrum strumienia woda przemieszcza się w kierunku centrum w mniejszym stopniu niż wypływa, co powoduje rozbieżność w górnej warstwie i skutkuje upwellingiem zdarzenie (ssanie Ekmana). W przeciwieństwie do tego, na prawo od środka strumienia, więcej wody napływa ze środka niż wypływa, tworząc zjawisko downwellingu . zdarzenie (pompowanie Ekmana). Ten upwelling na otwartym oceanie w połączeniu z upwellingiem przybrzeżnym powoduje masowy upwelling. Ponadto niedawne ocieplenie mórz arabskich jest związane ze zmianą cyrkulacji monsunowej na niskim poziomie przy użyciu obserwacji i eksperymentów na modelach oceanów. Północno-wschodni monsun, który występuje od grudnia do lutego, powoduje odwrócenie nurtu somalijskiego, przesuwając wody przybrzeżne na południowy zachód. Chłodniejsze powietrze powoduje ochłodzenie wód powierzchniowych i powoduje głębokie mieszanie, dostarczając obfite składniki odżywcze na powierzchnię.
Historia
Historia fizycznych podejść oceanograficznych do nurtu somalijskiego rozpoczęła się od połowy lat 60. XX wieku z poważnymi zainteresowaniami. Od połowy lat sześćdziesiątych do późnych lat siedemdziesiątych zaproponowano kilka wspaniałych badań teoretycznych, które dały fizyczne odpowiedzi na obecne zachowania i formacje. Po późnych latach siedemdziesiątych fizyka somalijskiego prądu została wzmocniona analizami danych oceanicznych z wybitnymi pomiarami terenowymi obecnych właściwości. Ślady badawcze w okresie od wczesnych lat sześćdziesiątych do końca lat siedemdziesiątych przedstawiono poniżej.
(wczesne historie badań przed 1981 r.)
1966 Warren i in. : Oceanografowie i meteorolodzy zgodzili się co do istnienia prądu somalijskiego i jego zachowań, ale jego dokładne procesy i zaangażowane źródła natury nie zostały jasno zrozumiane.
1969 Lighthill : źródłem prądu somalijskiego jest strumień masy osadzony przez fale barokliniczne i barotropowe w zachodnim regionie granicznym.
1970 Düing : przedstawił obecność alternatywnego wiru cyklonowego i antycyklonicznego, wirów Oceanu Indyjskiego. Znaleziony rozmiar wirów wirów Oceanu Indyjskiego jest znacznie większy niż wirów innych zachodnich prądów granicznych na średnich szerokościach geograficznych (wiry Oceanu Indyjskiego ~ 300-500 nm > Prąd Zatokowy / Kuroshio ~ 50 - 100 nm)
1971 Düing & Szekelda : tryb barokliniczny jest dominującym trybem nurtu somalijskiego
1972,1973 Leetma : lokalne wiatry mają kluczowe znaczenie dla powstania prądu somalijskiego.
1975 Colborn : analiza klimatologiczna całego Oceanu Indyjskiego na podstawie obserwacji batytermografu i hydrocastów
1976 Hurlburt & Thompson : Scharakteryzuj prąd somalijski jako zależny od czasu, barokliniczny, inercyjny prąd graniczny.
1976 Bruce : analizy szeregów czasowych, pomiar przekroju poprzecznego XBT przez tankowce EXXON
1979 USNS WILKES : Wielki Wir (Pierwszy Wir) i Socotra Eddy wraz ze strefą silnego ścinania wzdłuż wschodniej krawędzi Wielkiego Wiru zaobserwowano pod koniec sierpnia i na początku września 1979 r.
Nieruchomości
Prąd somalijski reaguje szybko, jest płytki i sezonowo zmienia swój kierunek. Szczególnie od 5°N i na południe prąd somalijski jest wyjątkowo płytki (poniżej 150 m głębokości płynie przez cały rok w kierunku południowym). Dalej na północ strumień nieco się pogłębia, osiągając stałą termoklinę. Struktura prądu wokół równika jest niezwykle złożona i podobnie warstwowa jak przepływy równikowe, chociaż Prąd Somalijski jest zorientowany z północy na południe, a nie ze wschodu na zachód.
Typowa objętość wody przenoszona przez Prąd Somalijski wynosi 37 ± 5 Sv (0,037 ± 5 km 3 /s) w połowie września, co sprawia, że obecny obieg jest generalnie słabszy niż inne prądy graniczne na średnich szerokościach geograficznych (takie jak Prąd Zatokowy, prąd Kuroshio). Jednak maksima transportu objętościowego sięgające 60-70 Sv (porównywalne z Prądem Zatokowym) zostały zmierzone wokół południowej części wyspy Socotra .
Prąd somalijski osiąga prędkość do 7 węzłów w miesiącach letnich, osłabiając się i ostatecznie zmieniając kierunek zimą.
Formacja i zachowanie
Prąd somalijski jest napędzany głównie przez sezonowe wiatry monsunowe. W (północnym) lecie (maj – wrzesień) południowo-zachodni monsun wieje wzdłuż wschodniego wybrzeża Afryki i Omanu. Jesienią zmienia kierunek i staje się wiatrem północno-wschodnim podczas (północnej) zimy.
Przed nadejściem monsunu (marzec – maj) : W tym sezonie płytki północny prąd przybrzeżny przepływa w pobliżu wybrzeża Somalii o szerokości 50–100 km, pokrywając południowy prąd głębinowy. Przez wiatry przybrzeżne prądy upwellingowe płyną do wybrzeża. W pobliżu równika Prąd Wschodnioafrykańskiego Wybrzeża (EACC) płynie na północ przez równik. Południowo-somalijski Prąd płynie na północ jako przedłużenie EACC z południa do 3-4°N.
Prąd północno-wschodni (czerwiec-wrzesień, monsun letni) : Prąd somalijski zaczyna rozwijać swoją siłę od połowy maja wraz z nadejściem monsunu letniego, a prędkości prądu szybko rosną do maksimum aż do czerwca i września wraz z wiewem monsunu południowo-zachodniego. W tym sezonie obecny kierunek jest północno-wschodni, a prędkość w połowie maja wynosi około 2,0 m/s, aw czerwcu 3,5 m/s i więcej. Zazwyczaj Prąd Somalijski przesunie się o około 1500 km na północny wschód i w pobliżu przylądka Guardafui (na 6-10°N) zmieni swój kierunek na wschód, aby połączyć się z prądem monsunowym w Indiach.
Według prac Friedricha A. Schotta i Juliana P. McCreary'ego Jr., prąd północno-wschodniego Somalii ma następujące dwa okresy podsezonowe. W okresie od czerwca do lipca Wielki Wir rośnie na 4-10°N, a zimna masa wody w kształcie klina rozwija się na morzu na 10-12°N. Wielkość i siłę Wielkiego Wiru podczas letniego monsunu mierzy się jako prędkość 10 cm/s na głębokości około 1000 m, podczas gdy na większej głębokości obserwuje się pewną widoczną strukturę wirową. Górna warstwa Prądu Somalijskiego płynie na północ wzdłuż wschodniego wybrzeża Afryki i ostatecznie wpływa do Zatoki Adeńskiej między Archipelagiem Socotra a Rogiem Afryki. Średnia prędkość przepływu tego prądu wychodzącego wynosi około 5 Sv.
Okres od sierpnia do września to późna faza letniego monsunu. W tym okresie Wielki Wir tworzy prawie zamknięty obieg, a silne strumienie upwellingu (zimniejsze niż 17 ° C, typowa temperatura wody upwellingu ~ 19-23 ° C) rozwijają się w pobliżu północnego wybrzeża Somalii.
Po ustąpieniu letniego monsunu (październik-listopad) : W tym okresie południowo-zachodnie wiatry monsunowe stale słabną, więc Prąd Północno-Somalijski (przedłużenie przepływu EACC) nie przecina już równika, zamiast tego skręca na wschód na około 3 ° N . Jednak Wielki Wir nadal istnieje.
Prąd południowo-zachodni (grudzień-luty, monsun zimowy) : Jesienią (wrzesień-listopad), pod wpływem wzmacniającego się północno-wschodniego monsunu, prąd somalijski stopniowo staje się słabszy i wolniejszy. Wreszcie na początku grudnia, zaczynając na południe od 5°N i szybko rozszerzając się do 10°N w styczniu, prąd zmienia kierunek, płynąc teraz na południe (prędkość 0,7 – 1,0 m/s). Prąd somalijski płynie na południe przez całą (północną) zimę (grudzień-luty), ograniczony do regionu na południe od 10°N, aż do marca, przepływ na południe ponownie cofa się do 4°N, aby odwrócić się w kwietniu.
Podczas monsunu zimowego, po przekroczeniu równika, południowy Prąd Somalijski uchodzi do zbiegu z północnym EACC, a następnie płynie na wschód.
Zachowanie upwellingu: Jedną z unikalnych cech Prądu Somalijskiego jest obecność silnego upwellingu przybrzeżnego - jedyny poważny przypadek tego zjawiska na zachodniej granicy oceanu. Po transporcie Ekmana i przy południowo-zachodnim monsunie wiejącym równolegle do wybrzeża Somalii, upwelling skierowany jest latem na morze: ciepły i słony Prąd Somalijski płynie na północ przez równik, by skręcić na wschód w pobliżu przylądka Guardafui. To odchylenie przepływu powoduje silne upwelling wzdłuż wybrzeża Somalii, obniżając temperaturę przybrzeżną o 5 ° C lub więcej od maja do września.
W sezonie zimowym północno-wschodni monsun odwraca północny prąd przybrzeżny Somalii, zatrzymując upwelling przybrzeżny.
Prąd somalijski: kwiecień – początek czerwca; Południowy prąd podziemny rozwija się pod północnym prądem powierzchniowym (głębokość 100-300m, średnia miesięczna prędkość 20 cm/s, maksymalnie 60 cm/s), rozciągając się do prawie 4°N i skręcając od brzegu. Ostatecznie zostaje ona zakończona przez ustanowienie głęboko sięgającego Wielkiego Wiru. jesień – zima; Podobnie, pod północnym prądem powierzchniowym między 8 a 12° szerokości geograficznej północnej rozwija się prąd podziemny w kierunku południowym.
Zima; Północny prąd podrównikowy (głębokość 150-400 m) płynie pod południową powierzchnią Prądu Somalijskiego, a ich przepływy się równoważą. Z powodu tego prądu podziemnego, w pobliżu równika, powierzchnia (południowa) Prądu Somalijskiego jest wyjątkowo płytka (mniej niż 150 m).
Wielki Wir
Wielki Wir to ogromny antycykloniczny wir generowany przez prąd somalijski płynący latem (na północy) i jeden z dwóch gigantycznych wirów Oceanu Indyjskiego (drugi to wir Socotra). Wielki Wir można zaobserwować między 5-10°N a 52-57°E u wybrzeży Somalii w sezonie letnim, w miejscu zazwyczaj około 200 km na południowy zachód od Socotra Gyre (od czerwca do września). Jednak w przeszłości wiadomo było, że zarówno Wielki Wir, jak i Wir Socotra czasami się zawalają, a ich dokładne lokalizacje różnią się z roku na rok. Typowy rozmiar Wielkiego Wiru to 400–600 km średnicy poziomej, a typowa prędkość prądu powierzchniowego wynosi 1,5–2,0 m/s.
Jak dokładnie powstaje Wielki Wir, nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe, ale analityczne podejście polegające na zastosowaniu teorii fal Rossby'ego może wyjaśnić jego podstawowy mechanizm powstawania. Z obserwacji i analizy [Schott i Quadfasel (1982)] wynika, że monsun letni pojawia się nagle w okresie od czerwca do lipca i napędza przepływ wody w tym miejscu w kierunku zachodnim. Schott i Quadfasel zastosowali fale Rossby'ego pierwszego trybu do przepływów wody i doszli do wniosku, że „powstanie Wielkiego Wiru jest odpowiedzią na bardzo silne antycykloniczne zwijanie się spowodowane naprężeniem wiatru”.
Ponieważ prąd somalijski zmienia się sezonowo, Wielki Wir wykazuje również sezonowe zachowanie zgodnie z cyklem monsunowym. Wir jest zwykle widoczny między czerwcem a wrześniem, jednak np. w 1995 r. prąd somalijski w czerwcu w ogóle się nie rozwinął, tak że w tym czasie wir był mocno osłabiony i miał bardzo małe rozmiary - przedłużona faza początku. Gdy Prąd Somalijski rozwijał się przez całe lato, dopiero we wrześniu Wielki Wir w końcu zmaksymalizował się i zaczął się rozpraszać, wkraczając w sezon zimowy (słabnięcie). I odwrotnie, Wielki Wir może również istnieć do połowy października, nadal wykazując duże rozmiary, a jego zwijająca się struktura może pozostać widoczna jeszcze dłużej, pod zimowym Prądem Somalijskim.
To sezonowe zachowanie Wielkiego Wiru wpływa na lokalne przybrzeżne przepływy oceaniczne, a tym samym na ekosystem Morza Arabskiego: W sezonie letnim na północny zachód od Wielkiego Wiru obserwuje się przybrzeżne prądy upwellingowe, silnie zależne od kształtu i zachowania wiru. Nie tylko produktywność biologiczna regionu zależy od tych prądów upwellingu, ale one (a tym samym sam Wielki Wir) odgrywają również dużą rolę w regulowaniu budżetu strumienia ciepła na północnym Oceanie Indyjskim.
Wpływ na ekosystem morski
Morski obszar przybrzeżny Somalii jest jednym z najbardziej produktywnych ekosystemów morskich na świecie. Szczególnie podczas południowo-zachodniego monsunu indyjskiego silne upwelling pompuje zimną (17-22 ° C) i bogatą w składniki odżywcze (około 5 do 20 μm azotanów) wodę podpowierzchniową do regionu przybrzeżnego. W tym sezonie średnia gęstość i produktywność fitoplanktonu jest dodatkowo zwiększana przez działalność morskiego wiru, Wielkiego Wiru. Całkowita biomasa zooplanktonu składa się w około 25% z Euphausidae, reszta to widłonogi (dominujące gatunki zooplanktonu w regionie ~ Calanoides carinatus i Eucalanus elongates). Jednak szybko poruszający się prąd somalijski skraca czas przebywania wody bogatej w składniki odżywcze wypływającej wody, co nieco ogranicza produktywność biologiczną w tym regionie. Większa część tego niewykorzystanego składnika odżywczego jest transportowana do południowego Morza Arabskiego, wspierając tam produkcję biologiczną. Ponadto duże prędkości wiatru (około 15 m/s) południowo-zachodniego monsunu, który wpływa na Prąd Somalijski, powodują intensywne mieszanie pionowe, zwiększające grubość wymieszanej warstwy, jak również ogólne wzbogacenie powierzchni w składniki odżywcze, co prowadzi do wysokiej produktywności. Po tym sezonie, wraz z nadejściem monsunu północno-wschodniego (zimowego), pierwotna produktywność spada, chociaż gęstość zooplanktonu spada tylko nieznacznie.
Zobacz też
| Prądy |
|
||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| wiry |
|
||||||||||
| Powiązany | |||||||||||
