Кольцо с холодным сердечником - Cold core ring

Кольца с холодным ядром - это разновидность океанических Эдди, которые характеризуются как нестабильные, зависящие от времени закрученные «клетки», которые отделяются от своего океанского течения и перемещаются в водоемы с различными физическими, химическими и биологическими характеристиками.[1] Их размер может составлять от 1 мм до более 10 000 км в диаметре при глубине более 5 км.[2] Кольца с холодным сердечником являются продуктом потоков теплой воды, обертывающих более холодную водную массу, когда она отрывается от соответствующего течения. Направление вихревых завихрений можно разделить на циклонические или антициклонические в зависимости от полушария. Движение воды против часовой стрелки в Северном полушарии является циклоническим, но такое же движение против часовой стрелки является антициклоническим в Южном полушарии (Ясуда, 2000). Хотя водовороты обладают большим количеством кинетической энергии, их вращение относительно быстро уменьшается по сравнению с величиной вязкого трения в воде. Обычно они длятся от нескольких недель до года.[2] Природа вихрей такова, что центр вихря, внешнее вихревое кольцо и окружающие воды хорошо стратифицированы, и все они сохраняют свои отличительные свойства на протяжении короткого промежутка времени вихря.[3]

Формирование

Управляющие силы вихря очень зависят от его размера. Небольшие водовороты во многом зависят от вязкости и направления водоема.[2] Однако более крупные водовороты образуются за счет баланса между силой горизонтального градиента давления, возникающей из-за разницы в плотностях встречных водных масс, и силой Кориолиса.[4] Из-за бурной природы океанов Земли водовороты можно найти почти повсюду. Мезомасштабные водовороты обычно наблюдаются в областях интенсивных извилистых течений, таких как Гольфстрим и Антарктическое циркумполярное течение, которое впадает в южную часть Тихого и Индийского океанов, но в целом они могут быть вызваны комбинацией факторов, таких как охлаждение температуры поверхности моря. , конвекция, прямое образование от ветра или поток воды мимо неровной береговой линии.[2] Циколические вихри с холодным ядром часто образуются на полярном фронте Гольфстримом и Лабрадорским течением.[3] Холодные, богатые питательными веществами воды из Лабрадорского моря текут на юг и попадают в извивающийся на восток Гольфстрим, движущийся на восток через Атлантический океан.

Физика, химия и биология

Все водовороты способны переносить энергию, импульс, тепло, физические и химические свойства воды и даже мелких организмов на очень большие расстояния.[4] Поскольку водовороты смешивают воды с разными свойствами, они действуют как обмен питательными веществами с континентального шельфа в более глубокие океаны во время движения. Это делает их идеальными горячими точками для первичной продуктивности, особенно в районах с низким содержанием питательных веществ, таких как центр круговоротов открытого океана.[2] Важность этих закрученных масс заключается в невероятном количестве кинетической энергии, которую они способны переносить как по горизонтали, так и по вертикали, их участию во взаимодействии воздуха и моря и необратимом перемешивании водных масс. Все эти процессы способствуют переносу питательных веществ, кислорода и химических примесей, стратификации океана и полям плотности, а также моделям тепла, которые управляют атмосферной и океанической циркуляцией.[3]

Постоянные и полупостоянные кольца с холодным сердечником

Полупостоянные и постоянные водовороты также известны в относительном изобилии во всем мире. Это водовороты, которые образуются в одном и том же месте на регулярной сезонной или систематической основе и обычно имеют одинаковую траекторию.[5] Некоторые постоянные водовороты достаточно регулярны, чтобы им было дано название в системе океанических течений, например, кольцо Куросио с теплым ядром у берегов Японии и кольцо Агульхаса с холодным ядром у оконечности Южной Африки. Западные пограничные течения, такие как Агульясское, Бразильское и Восточно-Австралийское, известны тем, что сбрасывают водовороты вниз с их конечных точек.[6] Полупостоянный вихрь с холодным ядром периодически формируется Петлевым течением в восточной части Мексиканского залива, где теплая вода Южного экваториального течения движется вверх через южный Карибский океан и впадает в Петлевое течение у побережья Канкуна.[7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Лохте, К. и О. Пфаннкуче. 1987. Циклонический вихрь с холодным ядром в восточной части Северной Атлантики. II. Питательные вещества, фитопланктон и бактериопланктон. Серия «Процессы морской экологии», Vol. 39; 153-164.
  2. ^ а б c d е Стил, Дж., К. Тюркян и С. Торп. (ред.). 2001. Mesoscale Eddies. Энциклопедия наук об океане, Academic Press. Распечатать. Vol. 3; 1717-1730 гг.
  3. ^ а б c Кольцевая группа. 1981. Кольца холодного ядра Гольфстрима: их физика, химия и биология. Наука, Vol. 212; 1091-1100.
  4. ^ а б Миттельштадт, Э. 1987. Циклонический вихрь с холодным ядром в восточной части Северной Атлантики. I. Физическое описание. Серия «Процессы морской экологии», Vol. 39; 145-152.
  5. ^ Кроуфорд, В. и П. Грейсман. 1987. Исследование постоянных водоворотов у входа в Диксон, Британская Колумбия, Continental Shelf Research, Vol. 7; 851-870т.
  6. ^ Пичевин Т., Ноф Д. и Лютехармс Дж. 1999. Почему существуют кольца Агуласа? Журнал физической океанографии; 693-707.
  7. ^ Биггс, Д. К., и Р. А. Циммерман. 1997. Записка о планктоне и кольцах холодного керна в Мексиканском заливе. Бюллетень рыболовства. Vol. 95, №2.