Антарктикалық циркумполярлық ток - Antarctic Circumpolar Current

Үлкенге қосылатын тармақтарды көрсететін Антарктикалық циркумполярлық ток термохалин айналымы
Термогалин айналымының анимациясы. Осы анимацияның кейінгі бөлігі Антарктикалық циркумполярлық токты көрсетеді

The Антарктикалық циркумполярлық ток (ACC) болып табылады мұхит ағысы сағат тілімен (оңтүстік полюстен көрініп тұрғандай) айнала батыстан шығысқа қарай айналады Антарктида. ACC үшін балама атауы болып табылады Батыс жел дрейфі. ACC - бұл айналымның басым ерекшелігі Оңтүстік мұхит және 100-150 шамасында бағаланған орташа көлігі бар Свердрупс (Sv, миллион м³ / с),[1] немесе одан да жоғары болуы мүмкін,[2] оны мұхиттың ең үлкен ағынына айналдыру. Ағым Антарктидамен байланыстыратын құрлықтың болмауына байланысты циркумполярлы болып табылады және бұл Антарктидадан жылы мұхит суларын алшақтатады, сол континентке өзінің үлкен көлемін сақтауға мүмкіндік береді. мұз қабаты.

Циркумполярлық токпен байланысты Антарктикалық конвергенция, мұнда Антарктиданың салқын суы жылы сулармен түйіседі субантарктика, қоректік заттардың көтерілу аймағын құру. Бұл жоғары деңгейлерді тәрбиелейді фитопланктон ілеспе копеподтармен және криллмен, сондай-ақ балықты, киттерді, итбалықтарды, пингвиндерді, альбатростарды және басқа түрлердің байлығын қолдайтын тамақ тізбектерімен.

ACC теңізшілерге ғасырлар бойы белгілі; ол батыстан шығысқа кез-келген саяхатты тездетеді, бірақ шығыстан батысқа қарай жүзуді өте қиын етеді, бірақ бұл көбіне басым болғандықтан батыс желдері. Джек Лондон әңгіме «Вестинг жасаңыз» және оның алдындағы жағдайлар туралы көтеріліс Bounty айналдыруға ұмтылған теңізшілерге қаншалықты қиындық туғызғанын айқын суреттеңіз Мүйіс мүйісі батысқа қарай Нью-Йорктен Калифорнияға бағытталатын кеме бағыты бойынша.[3] Шығысқа қарай қайшыны бағыт бүкіл әлем бойынша ең жылдам желкенді маршрут болып табылады, үш континентальды мүйістердің айналасында АСК жүреді - Агульхас мүйісі (Африка), Оңтүстік-Шығыс мүйісі (Австралия), және Мүйіс мүйісі (Оңтүстік Америка).

Ағым жасайды Росс және Уэдделл.

Құрылым

Антарктикалық циркумполярлық ағын - бұл әлемдік мұхиттардағы ең күшті ағындық жүйе және барлық негізгі мұхиттарды: Атлант, Үнді және Тынық мұхиттарын байланыстыратын жалғыз мұхит ағысы. Теңіз суының тығыздығы алдыңғы Orsi, Whitworth & Nowlin 1995 ж.

ACC байланыстырады Атлант, Тынық мұхиты, және Үнді мұхиттары, және олардың арасындағы негізгі алмасу жолы ретінде қызмет етеді. Ағым қатты шектеледі жер бедері және батиметриялық Мүмкіндіктер. Оны іздеу үшін Оңтүстік Америкадан ерікті түрде, ол арқылы өтеді Drake Passage Оңтүстік Америка мен Антарктида түбегі содан кейін Scotia Arc шығысында, солтүстігінде ағып жатқан таяз жылы бұтақпен Фолкленд ағымы доға арқылы шығысқа қарай тереңірек тармақ солтүстікке қарай бұрылмай тұрды. Үнді мұхитынан өтіп, ағын бірінші рет өзгереді Агульхас ағымы қалыптастыру Агульхас қайтару тогы бөлінгенге дейін Кергелен платосы, содан кейін қайтадан солтүстікке қарай жылжиды. Ауытқу сонымен қатар өтіп бара жатқанда көрінеді орта мұхит жотасы Оңтүстік-Тынық мұхитында.

Фронттар

Ағым үшеуімен бірге жүреді майдандар: Субантарктикалық майдан (SAF), Полярлық майдан (PF), және Оңтүстік ACC майданы (SACC).[4] Сонымен қатар, Оңтүстік Мұхит суларын жылы және тұзды субтропиктік сулардан субтропикалық фронт (STF).[5]

ACC-нің солтүстік шекарасы SAF-нің солтүстік жиегімен анықталады, бұл Дрейк Пассаж арқылы өтетін және сол себепті циркумполярлы болатын ең солтүстік су. ACC көлігінің көп бөлігі осы фронтта жүзеге асырылады, ол ендік ретінде анықталады, ол жер асты тұздылығы минимумы немесе қабатсыз Субантарктиканың қалың қабаты су режимі алдымен пайда болады, оған температураның басым тығыздығы стратификациясы жол береді. Әлі оңтүстіктегі ПФ жатыр, ол жер бетінде өте суық, салыстырмалы түрде таза, Антарктиданың үстіңгі суларына ауысады. Мұнда температура минимумына, температураның төмендеуіне байланысты, тығыздық стратификациясы басым болатын тұздылық рұқсат етіледі. Әрі қарай оңтүстікке қарай SACC орналасқан, ол Циркумполярлық терең судың оңтүстік шегі ретінде анықталады (температурасы 400 м-де шамамен 2 ° C). Бұл су массасы батыс Антарктида түбегінің қайраңының бойымен ағып өтеді және осылайша Дрейк Пассаж арқылы ағатын ең оңтүстік бағыттағы суды белгілейді, сондықтан циркумполярлы болады. Тасымалдаудың негізгі бөлігі орта екі фронтта жүзеге асырылады.

Дрейк Пассаждағы АКК-нің жалпы тасымалы шамамен 135 Св құрайды немесе бүкіл әлем өзендерінің тасымалдауынан шамамен 135 есе көп деп есептеледі. Үнді мұхитында көліктің оңтүстігінде салыстырмалы түрде аз мөлшерде ағын бар Тасмания 147 Св шамасында жетеді, осы кезде ағым планетадағы ең үлкені болуы мүмкін.

Динамика

Циркумполярлық ток Оңтүстік мұхиттың ендіктерінде күшті батыс желімен қозғалады.

Материктер бар ендіктерде жеңіл жер үсті суларына соққан желдер жеңіл суды осы континенттерге үйіп тастауы мүмкін. Бірақ Оңтүстік Мұхитта жер үсті суларына берілетін импульс осылайша өтелмейді. Циркумполярлық токтың жел берген импульсін қалай теңестіретіні туралы әр түрлі теориялар бар. Жел шығаратын шығысқа қарай импульс күшейіп, су бұрылыстарының нәтижесінде Жердің айналу осінен (басқаша айтқанда, солтүстікке) ауытқуы орын алады. Кориолис күші. Бұл солтүстікке Экман көлігі негізгі жоталар жүйесінен төмен оңтүстікке бағытталған, қысыммен қозғалатын ағынмен теңдестірілген. Кейбір теориялар бұл ағындарды тікелей байланыстырады, бұл Оңтүстік мұхит ішінде терең терең сулардың едәуір көтерілуін, бұл сулардың жеңіл жер үсті суларына айналуын және сулардың солтүстікке қарама-қарсы бағытта өзгеруін білдіреді. Мұндай теориялар циркумполярлық токтың шамасын ғаламдықпен байланыстырады термохалин айналымы, әсіресе Солтүстік Атлантика қасиеттері.

Сонымен қатар, мұхит құйындары, атмосфералық дауылдардың мұхиттық эквиваленті немесе циркумполярлық токтың ірі масштабтары су бағанында импульсті тікелей төмен қарай тасымалдауы мүмкін. Себебі мұндай ағындар шұңқырларда оңтүстікке қарай және жоталардың үстінен солтүстікке қарай таза ағынды тығыздықтың өзгеруін қажет етпестен жасай алады. Іс жүзінде термохалин де, құйынды / меандр механизмдері де маңызды болуы мүмкін.

Ағым шамамен 4 км / сағ жылдамдықпен өтеді (2,5 миль / сағ) Маккуари жотасы Жаңа Зеландияның оңтүстігінде.[6] ACC уақытқа байланысты өзгеріп отырады. Бұған дәлел - Антарктикалық циркумполярлық толқын, оңтүстік жарты шардың көп бөлігінің климатына әсер ететін мерзімді тербеліс.[7] Бар Антарктикалық тербеліс антарктикалық желдердің орналасуы мен күшінің өзгеруін көздейді. Антарктикалық тербеліс тенденциялары соңғы жиырма жыл ішінде циркумполярлық токтың тасымалдануының артуы туралы болжамға негізделген.

Қалыптасу

Антарктикалық циркумполярлық ағымның басталуы туралы жарияланған бағалар әр түрлі, бірақ ол әдетте басталған деп саналады Эоцен /Олигоцен шекара. Антарктиданың оқшаулануы және АКК түзілуі саңылаулармен жүрді Тасмания теңіз жолы және Drake Passage. Тасмания теңіз жолы Шығыс Антарктида мен Австралияны бөліп тұрады және су айналымына 33,5 млн.[8] Оңтүстік Америка мен Антарктида түбегі арасындағы Дрейк өткелінің ашылу уақыты көп дау тудырады; тектоникалық және шөгінділердің дәлелдемелері оның 34 млн. жыл бұрын ашылуы мүмкін екенін көрсетеді.[9] Дрейк өткелінің ашылуының бағалары 20 мен 40 млн. аралығында.[10] Антарктиданың ағыммен оқшаулануын көптеген зерттеушілер «себепші» деп санайды мұздану Антарктиданың және ғаламдық салқындаудың Эоцен дәуір. Мұхиттық модельдер көрсеткендей, бұл екі өткелдің ашылуы полярлық жылу конвергенциясын шектеп, теңіз бетінің температурасын бірнеше градусқа салқындатады; басқа модельдер CO екенін көрсетті2 деңгейлері Антарктиданың мұздануында да маңызды рөл атқарды.[10][11]

Фитопланктон

The Фолкленд ағымы қоректік заттарға бай суық суларды АКК-дан солтүстікке қарай тасымалдайды Бразилия - Мальвин аралдары. Фитопланктон хлорофилл концентрациясы көк (төмен концентрациялар) және сары (жоғары концентрациялар) түрінде көрсетілген.

Антарктикалық теңіз мұзының циклдары маусымдық түрде жүреді, ақпан-наурыз айларында теңіз мұзының мөлшері ең төмен, ал тамыз-қыркүйек айларында теңіз мұзы ең үлкен деңгейде болады.[12] Мұз деңгейі 1973 жылдан бастап жерсерік арқылы бақыланады. Теңіздегі мұз астындағы терең судың көтерілуі қоректік заттардың едәуір мөлшерін әкеледі. Мұз еріген кезде еріген су тұрақтылықты қамтамасыз етеді және сыни тереңдік араластыру тереңдігінен едәуір төмен болады, бұл оң торға мүмкіндік береді алғашқы өндіріс.[13] Теңіз мұзы шегінген кезде эпонтикалық балдырлар гүлденудің бірінші фазасында басым болады, ал диатомдар күшті гүлдену мұз ерігеннен кейін оңтүстікке қарай жүреді.[13]

Фитопланктонның тағы бір гүлденуі солтүстікке қарай жақын жерде пайда болады Антарктикалық конвергенция, мұнда қоректік заттар бар термохалин айналымы. Фитопланктонның гүлденуінде диатомдар басым және оны ашық мұхитта копеподтар жайып, континентке жақын криллдер өсіреді. Диатом өндірісі жаз бойы жалғасады, ал крилл популяциясы тұрақты болып, көптеген адамдар әкеледі сарымсақ, цефалоподтар, итбалықтар, құстар және балықтар осы аймаққа жеткізіледі.[13]

Фитопланктонның гүлденуі аустральды (оңтүстік жарты шарда) көктемде сәулеленумен, ал жазда биологиялық қол жетімді темірмен шектеледі деп саналады.[14] Аудандағы биологияның көп бөлігі ағымның, Субтропиктік, Субантарктикалық және Антарктикалық Полярлық фронттардың негізгі фронттары бойында жүреді, бұл температураның жақсы өзгеруіне байланысты аймақтар.[15] Фитопланктонның мөлшері мен таралуы да майдандармен байланысты. Микрофитопланктон (> 20 мкм) фронттар мен теңіз мұздарының шекараларында кездеседі, ал нанофитопланктон (<20 мкм) фронттар арасында кездеседі.[16]

Оңтүстік теңіздегі фитопланктон қорларын зерттеу Антарктикалық циркумполярлық ағымда диатомдар, ал ал Уэддел теңізі мол кокколитофоридтер және силикофлагеллаттар. SW Үнді мұхитындағы зерттеулер фитопланктондардың полярлық фронтқа қатысты орналасуына байланысты өзгеруін көрсетті, диатомдар майданның оңтүстігінде, ал динофлагеллаттарда және флагелаттар жоғары популяцияларда майданның солтүстігінде.[16]

Кейбір зерттеулер Антарктикалық фитопланктон ретінде а жүргізілді көміртекті раковина. Мұздың еруінен қалған ашық су аймақтары фитопланктонның гүлденуіне жақсы аймақ. Фитопланктон фотосинтез кезінде көміртекті атмосферадан алады. Гүлдер өліп, батып жатқанда, көміртегі мыңдаған жылдар бойы шөгінділерде сақталуы мүмкін. Бұл табиғи көміртегі раковинасы жыл сайын мұхиттан 3,5 миллион тонна шығарады деп есептеледі. Мұхит пен атмосферадан алынған 3,5 миллион тонна көміртегі 12,8 миллион тонна көмірқышқыл газына тең.[17]

Зерттеулер

2008 жылы мамырда 19 ғалымның экспедициясы[18] сегізінің геологиясы мен биологиясын оқыды Маккуари жотасы әсерін зерттеу үшін теңіз шоқтары, сондай-ақ Антарктикалық циркумполярлық ток климаттық өзгеріс Оңтүстік мұхиттың Циркумполярлық ағыс Атлантика, Үнді және Тынық мұхиттарының суларын біріктіреді және әлемнің барлық өзендерінде ағып жатқан судың көлемінен 150 есе асады. Зерттеу барысында ағынмен қоректенетін суық су маржандарындағы кез-келген зақым ұзаққа созылатын әсер ететіндігі анықталды.[6] Циркумполярлық токты зерттегеннен кейін оның аймақтық және жаһандық климатқа, сондай-ақ су астындағы биоәртүрлілікке қатты әсер ететіні анық.[19]

Ағым ағаш ақауларын болдырмай, ағаш кемелерінің апаттық жағдайларын сақтауға көмектеседі «кеме құрттары »сияқты мақсаттарға жетуден Эрнест Шаклтон кеме Төзімділік.[20]

Әдебиеттер тізімі

Ескертулер

  1. ^ Смит және басқалар. 2013 жыл
  2. ^ Донохью, К.А .; т.б. (21 қараша 2016). «Дрейк өтуімен өлшенетін орташа Антарктикалық циркумполярлық ток тасымалы». Геофизикалық зерттеу хаттары. 43 (11): 760. Бибкод:2016GeoRL..4311760D. дои:10.1002 / 2016GL070319.
  3. ^ Лондон 1907 ж
  4. ^ Стюарт 2007 ж
  5. ^ Orsi, Whitworth & Nowlin 1995 ж, Кіріспе, б.641
  6. ^ а б «Зерттеушілер Антарктиданың айналасында күшті ағыспен» Бритлестер Ситиге «таң қалады». 18 мамыр 2008 ж. Алынған 6 маусым 2008.
  7. ^ Connolley 2002
  8. ^ Хассольд және басқалар 2009 ж
  9. ^ Баркер және басқалар. 2007 ж
  10. ^ а б Зигерт және басқалар. 2008 ж
  11. ^ Stott 2011, Беттің төменгі жағындағы «Ежелгі ток жүйелері» суреттерін қараңыз
  12. ^ Geerts 1998 ж
  13. ^ а б c Миллер 2004, б. 219
  14. ^ Peloquin & Smith 2007
  15. ^ «Оңтүстік мұхит». GES DISC: Goddard Earth Science, мәліметтер және ақпарат қызметтері орталығы. Мамыр 2012. мұрағатталған түпнұсқа 2015 жылғы 18 мамырда. Алынған 13 тамыз 2012.
  16. ^ а б Нокс 2007, б. 23
  17. ^ Пек және басқалар. 2010 жыл
  18. ^ О'Хара, Роуден және Уильямс 2008 ж
  19. ^ Rintoul, Hughes & Olbers 2001 ж, мысалы. б. 271
  20. ^ Гловер және басқалар. 2013 жыл

Дереккөздер