Wyciek Agulhasa
Wyciek Agulhas to napływ anomalnie ciepłej i słonej wody z Oceanu Indyjskiego do południowego Atlantyku z powodu ograniczonego szerokości geograficznej kontynentu afrykańskiego w porównaniu z południowym przedłużeniem subtropikalnego super wiru na Oceanie Indyjskim. Proces zachodzi podczas retrofleksji Prądu Agulhas poprzez zrzucanie antycyklonicznych pierścieni Agulhas , wirów cyklonowych i bezpośredniego dopływu. Wyciek przyczynia się do południkowej cyrkulacji wywracającej Atlantyku (AMOC) poprzez zaopatrywanie jego kończyny górnej, co ma bezpośredni wpływ na klimat .
Ścieżka
Prąd Agulhas niesie około 70 Sv na południe w kierunku 32°S. Kiedy prąd mija południowy kraniec Afryki, zmienia kierunek i wraca do Oceanu Indyjskiego. Jednak jej część (około 2-15 Sv) przedostaje się do południowego Atlantyku. Wyciek jest napędzany głównie dużymi antycyklonowymi wirami wyrzucanymi z retrofleksji. Proces ten jest również indukowany przez wiry cyklonowe powstające, gdy prąd główny odrywa się od szelfu kontynentalnego oraz włókna oderwane bezpośrednio od prądu głównego.
Po dotarciu do Atlantyku wyciek wpływa do Cape Cauldron i większość wycieku rozprzestrzenia się dalej na północny zachód przez Prąd Benguela , Prąd Południowo-Równikowy i ostatecznie przecina równik wraz z Prądem Północno-Brazylijskim . Następnie łączy się z Prądem Pętlowym i Prądem Zatokowym . Część wycieku następuje po przedłużeniu superwirtu indyjsko-atlantyckiego do Oceanu Spokojnego.
Niewielka jej część biegnie „trasą zimnej wody”, zataczając pętlę wzdłuż Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego i wpływając do Atlantyku przez Cieśninę Drake'a .
Dynamika wycieku
Prąd Agulhas reprezentuje zachodni prąd graniczny , który jest głównie napędzany dodatnim zwijaniem się wiatru . Obecność kontynentu afrykańskiego umożliwia przepływ prądu w kierunku południowym. Poza Cape Agulhas dalsza propagacja na południe nie jest już utrzymywana przez zachodnią granicę. Przy dużej bezwładności prąd osiąga szerokość geograficzną maksimum zachodniego (40°S) związanego z neutralnym naprężeniem wiatru i zapętla się z powrotem do Oceanu Indyjskiego (retrofleksja Agulhasa). Bez wystarczającej bezwładności skręca na zachód i wpada do Oceanu Atlantyckiego.
Zmienność wycieku
Siła bezwładności w kierunku południowym i położenie frontu subtropikalnego (STF) są kluczowymi czynnikami w generowaniu wycieku Agulhas. Oba są kontrolowane przede wszystkim przez siłę i wzór pola wiatrowego nad Oceanem Indyjskim.
- Jeśli STF przesunie się na południe, przepaść między Republiką Południowej Afryki a obszarami zachodnimi pogłębia się. Prąd potrzebuje zatem większej bezwładności do retrofleksji i występuje większy wyciek.
- Jeśli pole wiatru jest słabsze, siła Prądu Agulhas jest zmniejszona. Prowadzi to do mniejszego przeregulowania bezwładności, co skutkuje silniejszym wyciekiem.
Generowanie pierścieni Agulhasa jest również ważnym czynnikiem powodującym wyciek. Zależy to od niestabilności , topografii i nieliniowej dynamiki mezoskali.
Paleoklimat
Siłę i lokalizację Prądu Agulhas, a także wyciek można zrekonstruować na podstawie danych paleoceanograficznych , takich jak pochodzenie osadów (obecność gatunku planktic foraminiferal Globorotalia menardii , stosunek izotopów ( 87Sr/86Sr ) w rdzeniach głębinowych, obfitość Fauna Agulha).
paleoklimatyczne pozwalają na rekonstrukcję wycieku nawet do 1 350 000 lat (środkowy plejstocen ). Wykazano, że wyciek był bardziej intensywny w okresach międzylodowcowych . Okresy te charakteryzują się przesunięciem frontu subtropikalnego na południe, związanym z silniejszym wyciekiem.
Dane paleoklimatyczne sugerują, że siła wycieku jest dodatnio skorelowana z temperaturą powierzchni morza, która jest wyższa podczas interglacjałów. Ponadto wykazano, że siła wycieku jest powiązana z siłą AMOC.
Zmiana klimatu
Istnieją dowody wskazujące, że antropogeniczna zmiana klimatu powoduje ekspansję subtropikalnego wiru Oceanu Indyjskiego na południe, co skutkuje przesunięciem zachodnich wiatrów na południe. Jednocześnie nie obserwuje się istotnego trendu w wartości podwijania się wiatru. W rezultacie szerokość geograficzna zerowego zawijania się wiatru przesuwa się w kierunku południowym, a wyciek nasila się.
Co więcej, nastąpił wzrost energii kinetycznej wirów w południowo-wschodnim Atlantyku związany z powstawaniem większej liczby wirów i pierścieni, co prowadzi do silniejszego wycieku.
Implikacje AMOC
Wyciek Agulhas może potencjalnie odgrywać rolę w globalnym klimacie ze względu na jego wpływ na siłę AMOC .
Wyciek może modyfikować AMOC poprzez:
- wymuszanie wyporu ,
- zmiany naprężeń wiatru,
- fal planetarnych .
Wyciek przenosi stosunkowo ciepłą i słoną wodę do basenu Atlantyku, co ma dwa przeciwstawne skutki dla gęstości. Wokół południowego krańca Afryki dopływ ciepła ma dominujący wpływ, powodując anomalię ujemnej gęstości. Dalsza propagacja na północ prowadzi do utraty ciepła atmosferycznego i pozostaje tylko anomalia zasolenia, która objawia się dodatnią anomalią gęstości. Związane z tym wymuszenie wyporu zwiększa gradient gęstości południkowej Atlantyku, powodując głębokiej wody północnoatlantyckiej (NADW) , która wzmacnia AMOC.
Propagacja pierścieni antycyklonalnych do Atlantyku prowadzi do obniżenia gęstości powierzchni, indukując powstawanie fal planetarnych. Może to skutkować oscylacjami AMOC zarówno w krótkich, jak i międzyrocznych do dekadowych skalach czasowych.