Западное Шпицбергенское течение - West Spitsbergen Current

Западное Шпицбергенское течение переносит относительно теплые и соленые воды в Арктический океан.

В Западное Шпицбергенское течение (WSC) - теплое соленое течение, текущее к полюсу к западу от Шпицберген (ранее назывался Западный Шпицберген) в Северном Ледовитом океане. WSC ответвляется от Норвежское атлантическое течение в Норвежское море. WSC важен, потому что он направляет теплые и соленые атлантические воды внутрь Арктики. Теплый и соленый WSC течет на север через восточную сторону Пролив Фрама, в то время как Восточно-Гренландское течение (EGC) течет на юг через западную сторону пролива Фрама. EGC характеризуется очень холодным климатом и низким содержанием соли, но, прежде всего, он является крупным экспортером арктических морей. морской лед. Таким образом, EGC в сочетании с теплым WSC делает пролив Фрама самой северной зоной океана, имеющей свободные ото льда условия в течение всего года во всем Мировом океане.[1]

Горизонтальное движение

WSC имеет уникальную структуру, поскольку течет к полюсу от западного побережья Шпицбергена. Проще всего обсуждать горизонтальные и вертикальные движения WSC отдельно. WSC начинает свое движение в Норвежском море, где он ответвляется от Норвежского атлантического течения, и достигает западного побережья Шпицбергена, где его направляет батиметрический профиль дна океана, окружающего Свальбард.[2] В частности, он имеет тенденцию следовать по крутым континентальным шельфам. Течение довольно узкое и сильное, шириной около 100 километров и максимальной скоростью 35 см / с.[3] Примерно на 80 ° северной широты WSC делится на две разные части: ветвь Шпицберген и ветвь Ермак. Ветвь Шпицбергена продолжает следовать за континентальным шельфом на северо-восток и в конечном итоге опускается на промежуточную глубину и циклонически рециркулирует по всей Арктике, в конечном итоге выталкиваясь через Восточно-Гренландское течение. Ветвь Ермак движется на северо-запад примерно до 81 ° с.ш., а затем она движется прямо на запад и в конечном итоге к экватору в Обратном Атлантическом течении. Обратное Атлантическое течение находится прямо к востоку от Восточно-Гренландского течения. Высокая соленость и теплые температуры Обратного Атлантического течения по сравнению с холодными температурами и низкой соленостью EGC способствуют существованию Восточно-Гренландский полярный фронт в результате сильного градиента солености и температуры.[2] Существует течение, которое отходит от рукава Ермак и течет на северо-восток на большей широте. Этот ток недостаточно изучен в литературе, поэтому требуется дополнительная информация. Считается, что это течение возвращается обратно в Ветвь Шпицбергена на востоке.

Вертикальное движение

После того, как WSC отделяется от Норвежского Атлантического течения, он начинает попадать в очень холодные атмосферные условия. Холодная атмосфера способна охладить поверхностную воду, и в некоторых случаях эта вода охлаждается настолько, что часть воды WSC фактически тонет из-за увеличения ее плотности, при этом сохраняя постоянную соленость. Это один из элементов формирования промежуточных вод Нижней Арктики.[3] По мере того как течение продолжает двигаться на север и достигает континентального шельфа западной части Шпицбергена, оно начинает встречаться с морским льдом. Морской лед тает из-за тепла WSC, и таким образом начинает существовать поверхностный слой очень пресной воды. Ветры смешивают пресную и теплую соленую воду из смеси WSC, создавая некоторое количество арктических поверхностных вод. Эти арктические поверхностные воды теперь менее плотны, чем атлантические воды в WSC, и поэтому WSC начинает опускаться под арктические поверхностные воды. На данный момент WSC все еще относительно теплый и очень соленый. Таким образом, это позволяет полностью изолировать атлантическую воду в WSC от поверхностных вод.[3]

После того, как течение разделяется на Ветвь Шпицберген и Ветвь Ермак, общий процесс опускания, описанный выше, все еще продолжается в Ветви Свальбарда. Однако в Ермакском филиале WSC не может проникнуть глубоко внутрь Арктический океан потому что зона, в которую он входит, имеет очень сильное приливное перемешивание. Это позволяет атлантической воде смешиваться с полярными водами, создавая более однородную смесь относительно теплой и умеренно соленой воды. Он простирается примерно до 300 метров, что считается глубиной дна возвратного атлантического течения.[2][4] Что касается рукава Шпицберген, ядро ​​Атлантического океана WSC продолжает опускаться, поскольку оно встречает все больше и больше пресной воды на своем восточном маршруте. Он довольно быстро опускается на глубину более 100 метров к тому моменту, когда достигает Баренцево море потому что в Северном Шпицбергене довольно много пресноводных стоков из фьорды[5] что делает поверхность арктических поверхностных вод более глубокой и менее плотной и, следовательно, более глубокими ВСК. К тому времени, когда эта вода рециркулирует в Beaufort Gyre, атлантическое ядро ​​WSC имеет глубину от 400 до 500 метров. В отличие от ветви Ермак и возвратного Атлантического течения, ветвь Шпицбергена способна сохранять сильный химический сигнал Атлантических вод, тогда как ветвь Ермак и Обратное Атлантическое течение несут очень слабый сигнал Атлантических вод. Температура ядра Атлантической воды является прямым отражением глубины Шпицбергенского отделения WSC.[6][7]

Важно отметить, что если WSC встретит значительное количество льда вдоль континентальных шельфов Шпицбергена, то продвигающийся к полюсу WSC будет опускаться гораздо быстрее из-за большего количества таяния пресной воды из-за увеличения морского льда. Способность тонуть быстрее означает, что большее количество тепла WSC будет сохранено и не потеряно в атмосфере или окружающих водах, и, таким образом, более теплые воды будут транспортироваться в Арктику. Это может иметь серьезные последствия для таяния морского льда.[1]

Свойства

Температура WSC сильно варьируется. Это часто зависит от атмосферных условий, которые сами по себе очень изменчивы. В целом, однако, самая теплая внутренняя температура атлантических вод в WSC составляет от 2,75 ° C у Шпицбергена до 2,25 ° C у Земли Франца-Иосифа и до 1,0 ° C к северу от Новосибирских островов. Соленость в этом теплом ядре часто превышает 34,95. psu.[6] Значения температуры океана для начала WSC обычно составляют от 6 до 8 ° C с соленостью от 35,1 до 35,3 psu.[8]

Общественный транспорт

Перенос водных масс в WSC на отметке 78,83 ° северной широты сильно меняется в годовом масштабе. Fahbrach и другие.[9] показал, что максимальный объем транспорта (~ 20 сверхдрупы ) произошел в феврале, а минимальный объем переноса пришелся на август (~ 5 свердрупп). Одна из больших проблем при выводе этих массовых транспортных перевозок заключается в том, что в некоторых областях WSC существуют противотоки, которые затрудняют определение того, какой объем фактически перевозится.

Текущее исследование

Текущие исследования WSC сосредоточены на двух областях: теплосодержание и метан выпуск. Хорошо задокументировано, что центральная температура Атлантических вод, связанная с WSC, за последние годы увеличилась почти на 1 ° C.[6] Также было хорошо задокументировано, что центральная температура Атлантических вод понижается по мере того, как вы циклонически перемещаетесь по Арктике. Таким образом, это означает, что тепло теряется в окружающей воде. По мере повышения температуры воды все больше тепла будет отдаваться окружающей воде, поскольку WSC протягивается вокруг Северного Ледовитого океана. Если поток тепла из ядра атлантических вод в WSC направлен вертикально вверх, это приведет к потеплению поверхностных вод Арктики и таянию большего количества арктических морских льдов. Таким образом, эта текущая тема представляет большой интерес, поскольку увеличение теплового потока из активной зоны AW приведет к еще большему таянию арктических морских льдов.[8]

Вторая важная тема, которую мы рассматриваем, - это то, как это потепление повлияет на выброс метана на морском дне океана вдоль окраин континентов Западного Шпицбергена. Существуют эти зоны стабильности газовых гидратов, где небольшие колебания температуры могут диссоциировать эти гидраты и высвобождать пузырьки газа метана, которые поднимаются на поверхность и выбрасываются в атмосферу.[10]

Рекомендации

  1. ^ а б Хауган, Питер М. (1999). «Структура и теплосодержание Западного Шпицбергенского течения». Полярные исследования. 18 (2): 183–188. Bibcode:1999ПолРе..18..183H. Дои:10.1111 / j.1751-8369.1999.tb00291.x.
  2. ^ а б c Бурк, Р.Х., А.М. Вигель, Р. Пакетт (1988). «Ветвь Западного Шпицбергенского течения, поворачивающая на запад». Журнал геофизических исследований. 93 (C11): 14065–14077. Bibcode:1988JGR .... 9314065B. Дои:10.1029 / JC093iC11p14065.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ а б c Бойд, Тимоти Дж .; Д'асаро, Эрик А. (1994). «Похолодание западного течения Шпицбергена: зимние наблюдения к западу от Шпицбергена». Журнал геофизических исследований. 99 (C11): 22597. Bibcode:1994JGR .... 9922597B. Дои:10.1029 / 94JC01824.
  4. ^ Мэнли, Т. О. (1995). «Разветвление атлантических вод в проливе Гренландия-Шпицберген: оценка рециркуляции». Журнал геофизических исследований. 100 (C10): 20627. Bibcode:1995JGR ... 10020627M. Дои:10.1029 / 95JC01251.
  5. ^ Saloranta, Tuomo M .; Свендсен, Харальд (2001). "Через арктический фронт к западу от Шпицбергена: CTD-разрезы высокого разрешения 1998-2000 гг.". Полярные исследования. 20 (2): 177. Bibcode:2001ПолРе..20..177С. Дои:10.1111 / j.1751-8369.2001.tb00054.x.
  6. ^ а б c Дмитренко, Игорь А .; Поляков, Игорь В .; Кириллов, Сергей А .; Тимохов, Леонид А .; Фролов, Иван Е .; Соколов Владимир Т .; Simmons, Harper L .; Иванов, Владимир В .; Уолш, Дэвид (2008). «К более теплому Северному Ледовитому океану: распространение аномалии теплоты атлантических вод начала 21 века вдоль окраин Евразийского бассейна» (PDF). Журнал геофизических исследований. 113 (C5): C05023. Bibcode:2008JGRC..113.5023D. Дои:10.1029 / 2007JC004158.
  7. ^ Perkin, R.G .; Льюис, Э. (1984). «Смешение в Западном Шпицбергенском течении». Журнал физической океанографии. 14 (8): 1315. Bibcode:1984JPO .... 14.1315P. Дои:10.1175 / 1520-0485 (1984) 014 <1315: MITWSC> 2.0.CO; 2. ISSN  1520-0485.
  8. ^ а б Aagaard, K .; Foldvik, A .; Хиллман, С. Р. (1987). «Западное Шпицбергенское течение: расположение и трансформация водной массы». Журнал геофизических исследований. 92 (C4): 3778. Bibcode:1987JGR .... 92.3778A. Дои:10.1029 / JC092iC04p03778.
  9. ^ Фарбах, Эберхард; Майнке, Йенс; Østerhus, Svein; Рохардт, Герд; Шауэр, Урсула; Тверберг, Вигдис; Вердуин, Дженнифер (2001). «Прямые измерения объемов перевозок через пролив Фрама» (PDF). Полярные исследования. 20 (2): 217. Bibcode:2001ПолРе..20..217F. Дои:10.1111 / j.1751-8369.2001.tb00059.x.
  10. ^ Westbrook, Graham K .; Тэтчер, Кейт Э .; Ролинг, Элко Дж .; Пиотровский, Александр М .; Пялик, Хейко; Осборн, Энн Х .; Nisbet, Euan G .; Миншалл, Тим А .; и другие. (2009). «Утечка метана со дна на континентальной окраине Западного Шпицбергена» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 36 (15): L15608. Bibcode:2009GeoRL..3615608W. Дои:10.1029 / 2009GL039191.

Смотрите также