Woda denna Morza Weddella

Weddell Sea Bottom Water (WSBW) to podzbiór Antarktycznych wód dennych (AABW), które mają temperaturę -0,7 ° C lub niższą. Składa się z gałęzi o wyższym zasoleniu i gałęzi o niższym zasoleniu. Pochodzi z Morza Weddella i ściśle podąża za dnem morskim, gdy wpływa do pozostałych oceanów świata. Powstaje głównie z powodu silnych wiatrów powierzchniowych wiejących z kontynentu antarktycznego, które pomagają go ochłodzić i dotlenić. Płynie z szybkością od 2 do 5 Sv i przyczynia się do ogólnego przepływu AABW.

Wstęp

Morze Weddella odgrywa ważną rolę w ruchu oceanów świata. Ważną częścią Morza Weddella jest Weddell Sea Bottom Water (WSBW). WSBW w dużym stopniu przyczynia się do Antarktycznej Wody Dna (AABW). Podczas gdy WSBW jest uważany za część AABW, rozróżnienie polega na jego potencjalnej temperaturze . Potencjalna temperatura WSBW wynosi -0,7°C. W tej temperaturze wykres potencjalnej temperatury w funkcji zasolenia pokazuje gwałtowną zmianę nachylenia. Na odpływ WSBW duży wpływ ma Scotia Ridge . Ruch WBSW jest wymieniony jako 16 Sv, co przyczynia się do całkowitego odpływu AABW o wartości 97 Sv. 2 do 5 Sv tej produkcji to nowo utworzone wody denne u wybrzeży Antarktydy.

Tworzenie

Morze Weddella charakteryzuje się cyklonicznym wirem ograniczonym od południa przez kontynent Antarktyczny , od zachodu przez Półwysep Antarktyczny , od północy przez Grzbiet Szkocki i rozciągający się na wschód od 20 do 30°E. Prekursor powstawania wód dennych pochodzi z szerokiego szelfu kontynentalnego na zachód od 40°W, gdzie solanka uwolniona podczas formowania się lodu morskiego tworzy duży rezerwuar zimna (0 do -1,8°C), wysokiego zasolenia (S ≥ 34,62 psu ) woda półkowa. Ta masa wody miesza się następnie ze zmodyfikowaną formą Ciepłej Głębokiej Wody w pobliżu krawędzi szelfu kontynentalnego, tworząc gęstą warstwę wód dennych, która z kolei opada wzdłuż zbocza kontynentalnego i przepływa cyklonicznie wokół zachodniego i północnego obwodu Morza Weddella basen. Ponieważ duże ilości wód o wysokim zasoleniu obserwuje się na szelfie kontynentalnym nawet latem, wody denne mogą tworzyć się przez cały rok.

Woda dna Morza Weddella wykazuje dwie formy: nisko zasolony, lepiej natleniony składnik ograniczony do zewnętrznej krawędzi Wiru Weddella oraz bardziej słony, mniej natleniony składnik obserwowany w głębi wiru. Bardziej zasolony WSBW pochodzi z południowo-zachodniego Morza Weddella, gdzie występują obfite wody szelfowe o wysokim zasoleniu. Mniej zasolone WSBW, podobnie jak bardziej wentylowana woda głębinowa Morza Weddella (WSDW), pochodzi z wód szelfowych o niższym zasoleniu w punkcie położonym dalej na północ wzdłuż Półwyspu Antarktycznego.

Ważne jest, aby odróżnić AABW od podklasy tej masy wody, WSBW. WSBW charakteryzuje się niższymi temperaturami potencjalnymi i większymi gradientami temperatury blisko dna, co sugeruje niedawne formowanie się w południowo-zachodniej i zachodniej części Morza Weddella. Gdy ta woda denna rozprzestrzenia się z obszaru tonięcia, ostatecznie miesza się z cieplejszą i bardziej słoną wodą powyżej, tworząc AABW. Wzdłuż odcinka Scotia Ridge-Cape Norvegia potencjalne wartości temperatur na głębokościach większych niż 4500 m (14800 stóp) wahają się od -0,94 do -0,63 ° C, podczas gdy wartości zasolenia wahają się od 34,639 do 34,652 psu . Północna granica rdzenia Weddell Sea Bottom Water leży naprzeciw południowej krawędzi Scotia Ridge, co sugeruje, że batymetria silnie wpływa na cyrkulację i dystrybucję właściwości .

Transport

Transport wód dennych Morza Weddella z Morza Weddella reprezentuje odpływ nowo utworzonych wód dennych oraz porwanych wód dennych, które wpływają do Morza Weddella z południowego wschodu. Carmack i Foster oszacowali tempo produkcji wód dennych na podstawie stosunku mieszania nowo utworzonej wody dennej do porwanej wody dennej. Modele powstawania wód dennych oparte na obserwacjach hydrograficznych sugerowały, że wody denne utworzone na krawędzi szelfu kontynentalnego mają początkową temperaturę od -1,4 do -1,2°C. Zakres ten reprezentuje również najzimniejsze wody denne obserwowane u podstawy zbocza kontynentalnego w północno-zachodnim rogu Morza Weddella. Frakcja nowo powstałych wód dennych w wypływającym WSBW waha się od około 12 do 31%, więc przepływ nowo powstałych wód dennych z Morza Weddella wynosi około 2 do 5 Sv. Z drugiej strony, proponowane czasami znacznie większe wskaźniki produkcji są prawdopodobnie szacunkami całkowitego transportu wód dennych z Morza Weddella, które obejmują dużą część wód dennych Antarktyki wpływających do Morza Weddella z południowego wschodu.

Nisko zasolone, lepiej wentylowane formy WSDW i WSBW płynące wzdłuż zewnętrznej krawędzi wiru Weddella mają takie położenie i zakres głębokości, które doprowadziłyby do przekroczenia granic topograficznych Basenu Weddella, podczas gdy bardziej zasolone formy mogą zostać zmuszone do recyrkulowane w Wirze Weddella są przenoszone przez zachodni prąd graniczny Morza Weddella do północno-zachodniego narożnika Wiru Weddella. Stamtąd te masy wody płyną na wschód, albo w północnej części Wiru Weddella, albo docierają na północ do Morza Szkockiego, ostatecznie schładzając dolne 2 km oceanu światowego jako antarktyczne wody denne.

Proponuje się, że bardziej zasolony WSBW o niższej zawartości tlenu pochodzi z wód szelfowych schodzących do głębokiego oceanu w południowo-zachodnim Morzu Weddella. Wyższe zasolenie tego WSBW wynika z zatłaczania charakterystycznych dla tego regionu wód szelfowych o wysokim zasoleniu. Fahrbacha i in. szelfu lodowego Larsena tworzą się nisko zasolone wody denne .

Wpływ klimatu

McKee i in. Przeprowadzili badanie zmienności temperatury wody przydennej w stosunku do El Niño-Southern Oscillation (ENSO), Southern Annular Mode (SAM) i dipol antarktyczny (ADP). Badanie to zostało przeprowadzone w celu odkrycia wpływu WSBW na globalny klimat. Przeanalizowano 8-letnie badanie potencjalnej temperatury wypływu Wiru Weddella. Zimą 1999 i 2002 odkryto zmienność międzyroczną. Anomalie sugerują wpływ ENSO z okresem realizacji 14-20 miesięcy z wpływami SAM również w okresie 14-20 miesięcy. Ciepłe zdarzenia ENSO powodują wzrost adwekcji lodu morskiego i więcej polnii przybrzeżnych, co pozwala na większą dostępność wody szelfowej. Te zmiany ENSO i SAM wpływają na WSBW 14–20 miesięcy później. Ich badania sugerują, że muszą wystąpić duże zdarzenia ENSO i SAM, aby można było zauważyć anomalie temperatury WSBW. Te duże fluktuacje pozwalają na ciepłe i zimne impulsy w WSBW. Przy silnym zdarzeniu ENSO lód morski znacznie się zmniejsza latem, co wystawia więcej wód powierzchniowych na działanie wiatru, pozwalając im zatonąć. To sprawia, że ​​WSBW jest zimniejszy niż zwykle, co pozwala na wtryskiwanie zimniejszej wody do większości oceanów na świecie. Jeśli ENSO jest nawet wystarczająco słabe, wiatry powierzchniowe u wybrzeży Antarktydy mogą zmienić kierunek, co powoduje zmniejszenie poziomu wody szelfowej. To ogrzeje WSBW, ponieważ nie ma tak dużego dostępu do zimnej, gęstej wody powierzchniowej.