Beaufort Gyre - Beaufort Gyre

Трансполярный дрейф и Beaufort Gyre являются основными Океанские течения в пределах Арктический океан.

В Beaufort Gyre один из двух основных Океанские течения в Арктический океан, он расположен примерно к северу от побережья Аляски и Канады. В прошлом арктический морской лед мог циркулировать в круговороте Бофорта до нескольких лет, что приводило к образованию очень толстого многолетнего морского льда.[1] Из-за потепления в Арктике круговорот потерял огромное количество льда, фактически превратив то, что раньше было рассадником для морского льда, чтобы созреть и превратиться в самый толстый и самый старый лед Северного Ледовитого океана, в «кладбище» для старый лед.[2][3]

Динамические механизмы

Условия в Арктике способствовали потере морского льда в последние годы во время Северное полушарие лето. В конце 20-го века анализ повышения температуры поверхностных вод Тихого океана привел к открытию связи между этим повышением температуры и началом серьезной потери Арктики. морской лед в Море Бофорта. Была предложена причина существования этой связи: «... отложенное образование льда зимой позволяет более эффективно взаимодействовать между океаном и ветром». Эти динамические механизмы наблюдаются в раскручивании и циркуляции круговорота Бофорта.[4]

Арктический морской ледниковый период: 1984-2019 гг.

Расположен в западной части Арктический океан это круговорот Бофорта, растущий резервуар пресная вода окутано тайной. В последние годы это возрастающее содержание пресной воды (FWC) было в центре внимания многих исследований, особенно тех, которые касаются совместной динамики океана и атмосферы. Большая часть запасов пресной воды в Арктике сосредоточена в круговороте Бофорта. Несмотря на смещение в сторону летних месяцев в Северном полушарии, наблюдения подводные лодки, корабли и станции на дрейфующем льду предполагают, что круговорот расширялся за последние два десятилетия. Исследователи использовали сочетание морской лед-океан. модели общей циркуляции чтобы тщательно проанализировать эти наблюдения. Результаты модели показывают, что Экман транспорт играет важную роль в изменчивости пресной воды в круговороте и, следовательно, в Северном Ледовитом океане. Преобладающее направление вращения круговорота Бофорта - по часовой стрелке, в соответствии с преобладающей циркуляцией ветра Полярного максимума. Кориолис поворачивает движущиеся объекты вправо в северном полушарии, а «вправо» - внутрь системы, вращающейся по часовой стрелке. Вот почему все, что плавает, включая более свежую воду, имеет тенденцию двигаться к центру системы. Действительно, в центре круговорота Бофорта есть небольшая выпуклость, когда он вращается в основном по часовой стрелке. Если, как предполагается, Северный Ледовитый океан становится коллектором тепла, что приводит к низкому давлению и вращающейся против часовой стрелки системе, можно ожидать, что круговорот Бофорта последует этому примеру и направит более свежую воду наружу, чтобы ее захватило трансполярное течение. Это вполне может поднять более соленую, чуть теплее атлантическую воду, которая находится под плавающей, более свежей арктической водой.

Вариации переноса Экмана изменяют высоту поверхности моря и глубину галоклина, что приводит к откачке Экмана. Во время антициклонических режимов, когда завихренность напряжения ветра отрицательная, пресная вода закачивается в круговорот Бофорта; при циклонических режимах - где напряжение ветра curl положительный - пресная вода попадает в Северный Ледовитый океан, откуда она может течь в Северную Атлантику. Giles et al. (2012)[5] пришли к выводу, что изменчивость содержания пресной воды зависит от завихренности ветрового напряжения. Кривая напряжения ветра, используемая Giles et al. (2012) взяты из данных NCEP / NCAR Reanalysis в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований, Лаборатория исследований системы Земли, Отдел физических наук (NOAA / OAR / ESRL PSD) в Боулдере, Колорадо, США.

Сезонный цикл содержания пресной воды касается не только механических (откачка Экмана), но и тепловых (образование льда) процессов. Круговорот Бофорта содержит средний объем 800 км3 замороженной пресной воды или морского льда, исходя из средней толщины льда 2 метра. В течение месяцев с июня по июль средний сезонный цикл содержания пресной воды достигает максимума; в этом сезоне толщина морского льда достигает минимума, что означает, что количество растаявшего морского льда достигло максимума. Максимум содержания пресной воды, сбрасываемой в воды океана, совпадает с максимумом завихренности ветрового напряжения (т. Е. Минимум при откачке Экмана), что позволяет большому количеству пресной воды просачиваться в циркуляцию Северного Ледовитого океана. Этот быстрый приток пресной воды в арктическую циркуляцию вынуждает большой объем пресной воды вытекать в Арктику. Североатлантический бассейн, влияющий на Атлантическая меридиональная циркуляция при опрокидывании.[6]

Исследования

Круговорот Бофорта сформировал купол пресная вода который увеличился по вертикали примерно на 15 сантиметров (5,9 дюйма) с 2002 года; к 2011 году он увеличился до 8000 кубических километров (1900 кубических миль) в объеме.[7] Пресная вода в этом круговороте составляет около 10% всей пресной воды в Северном Ледовитом океане; большая часть запасов пресной воды в Арктике поступает из российских рек, поскольку сток.[7] Циркуляция круговорота Бофорта по часовой стрелке вызвана ветровыми режимами, связанными с постоянной антициклонической системой высокого давления над западной частью Арктики. В круговороте по часовой стрелке в Северном полушарии Сила Кориолиса заставляет океанскую воду течь внутрь к центру круговорота, где она накапливается, эффективно образуя купол из воды. Если структура ветра переходит в циклоническую циркуляцию из-за наличия системы низкого давления (поднимающийся воздух, вызванный повышением температуры океана и большим объемом открытой воды Северного Ледовитого океана), это вызовет обратную циркуляцию круговорота Бофорта и обратный поток. по часовой стрелке. Если это произойдет, сила Кориолиса изогнет поток наружу и от центра круговорота, и вместо образования поднимающегося водяного купола образуется депрессия, и более теплая вода поднимается вверх. Атлантический возникнет океан.

Океанограф Андрей Прошутинский предположил, что, если ветры и круговорот круговорота ослабнут, большие объемы пресной воды могут просочиться из восточной части Северного Ледовитого океана в Северный. Атлантический океан, влияя на Термохалинное кровообращение и поэтому климат.[8]

Из-за сезонного образования морского льда, круговорот Бофорта труднодоступен и, следовательно, изучен в зимние месяцы северного полушария; отсутствие солнечного света в эти месяцы вынуждает использовать искусственное освещение.[9] Исследования Артура С. Дайка и других показывают, что если объем оттока рек в круговорот Бофорта увеличится, то сам круговорот может пространственно сместиться вправо.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Динамика: циркуляция | Национальный центр данных по снегу и льду". nsidc.org. Получено 2020-09-07.
  2. ^ «Морской ледниковый период Арктики 2016». svs.gsfc.nasa.gov. Получено 2020-09-07.
  3. ^ «Табель успеваемости в Арктике за 2019 год: старый толстый лед с трудом выживает в сегодняшней Арктике | NOAA Climate.gov». www.climate.gov. Получено 2020-09-07.
  4. ^ Серрез, М. С .; Голландия, М. М .; Стров, Дж. (2007). «Перспективы сокращения морского ледяного покрова Арктики». Наука. 315 (5818): 1533–1536. Bibcode:2007Научный ... 315.1533S. Дои:10.1126 / science.1139426. PMID  17363664.
  5. ^ Джайлз, Кэтрин А .; Laxon, Seymour W .; Ridout, Энди Л .; Wingham, Duncan J .; Бэкон, Шелдон (2012). «Запасы пресной воды в западной части Северного Ледовитого океана увеличились за счет ветровой раскрутки круговорота Бофорта». Природа Геонауки. 5 (3): 194–197. Bibcode:2012НатГе ... 5..194G. Дои:10.1038 / ngeo1379.
  6. ^ Прошутинский, Андрей; Кришфилд, Ричард; Тиммерманс, Мэри-Луиза; Тул, Джон; Кармак, Эдди; Маклафлин, Фиона; Уильямс, Уильям Дж .; Циммерманн, Сара; Ито, Мотоё; Симада, Кодзи (2009). «Пресноводный резервуар Бофорта Гайра: состояние и изменчивость по наблюдениям». Журнал геофизических исследований. 114 (C1): C00A10. Bibcode:2009JGRC..114.0A10P. Дои:10.1029 / 2008JC005104. HDL:1912/3680.
  7. ^ а б Амос, Джонатан (23 января 2012 г.). «Обнаружена пресноводная выпуклость Северного Ледовитого океана». Новости BBC. Получено 23 января 2012.
  8. ^ "На вершине мира". Oceanus. НайтиСтатьи. Сентябрь 2005 г. Архивировано с оригинал на 2012-07-08. Получено 19 октября 2009.
  9. ^ Липпсетт, Лонни (2005), «Маховик арктического климатического двигателя: удаленные экспедиции по кругу Бофорта раскрывают ключи к изменению климата», Oceanus, 44 (3): 28. Расширенный академический как можно скорее. Интернет. 13 октября 2009 г.
  10. ^ Дайк, Артур С. (1997), «Изменения в доставке коряги на Канадский Арктический архипелаг: гипотеза постледниковых колебаний трансполярного дрейфа» (PDF), Арктический, 50 (1): 1–16, Дои:10.14430 / arctic1086. Расширенный академический как можно скорее. Интернет. 13 октября 2009 г.

внешняя ссылка