Океанські течії та клімат: Як океан переносить тепло

Що насправді рухає течією

Вітрове навантаження штовхає верхні приблизно 100 м океану (Екман-шар) безпосередньо, але Колібрововий ефект відхиляє це рух на 90° вправо від вітру в Північній півкулі (ліворуч у Південній), оскільки параметр Колібрового ефекту f = 2Ω·sin(φ) зростає з широтою.

Градиенти щільності — холодна, солона вода щільніша за теплу, солену воду — забезпечують циркуляцію на глибині, а відмінності висоти поверхні океану до ±1 м у океанських басейнах штовхають воду «вниз», збалансовані Колібровим силом у так званому геостатичному балансі. Припливи додають вертикальне змішування вгору, особливо над невеликими шельфовими ділянками та через вузькі протоки.

Поверхні спіралі та течія Гулфстрім

Вітробулашкові поверхневі течії організовуються в п’ять великих спіралей — Північний Атлантичний, Південний Атлантичний, Північний Тихий, Південний Тихий та Індійський океан. Через те, що параметр Колібрі змінюється залежно від широти, західні межові течії, такі як Гулфстрім і Курошіо, стискаються вузькими, глибокими та швидкими (1-2 м/с по ширині лише 50-100 км), тоді як східні межові течії, такі як Каліфорнійська або Трінідадська, широкі, поверхневі та повільні. Гулфстрім сам по собі транспортує приблизно 30 свердруп (30 мільйонів куб. метрів на секунду) теплої води та переносить близько 1,3 петаватів тепла — приблизно в 100 разів більше глобальної електроенергії споживання.

Те термогінність та АМОЦ

Під поверхнею, де домінує вітрове рушійство, глибоке циркуляція живиться від температурних і сольових — термогінності — відмінностей. У Північному морі та Лабрдазькому морі тепле атлантичне поверхневе водомаса охолоджується, стає щільнішим і опускається на глибину 2000-4000 м як Північноатлантична глибока вода; пакунок, що опускається туди сьогодні, зазвичай не піднімається назад, приблизно через 1000-2000 років у Антарктичному океані. Атлантичний аспект цієї системи — АМОЦ (Atlantic Meridional Overturning Circulation) — переміщує близько 17 свердрупів на 26,5° пн.ш., безперервно вимірюється з 2004 року системою RAPID. Свіжоводяний розчин від танення льоду Гренландії може розбавити поверхневе водомаса, яке потрібно опуститися на глибину, послаблюючи АМОЦ — Згідно з доповіддю IPCC AR6, прогнозується ослаблення на 25-40% до 2100 року за високих викидів, хоча повний відключення цього століття вважається малоймовірним.

Ельсіно та Ла-Ніна, і зігрітий океан

Ельсіно-Тихоокеанська коливання (ЕТК) є найважливішим річним кліматичним шаблоном, що визначається зворотними зв’язками між океаном та атмосферою в тропічному Тиму. Коли торгівлі вітри знижуються, тепле поверхневе водоросле переміщується на схід, припиняється підйом води, і температура поверхні моря в східній частині Тихого океану зростає на 1-3°C — що призводить до посухи в Австралії та Індонезії та повеней у Перу. За межами міжрічних коливань ЕТК, океан є домінуючим теплоприймачем планети: він поглинув приблизно 91% надлишкового тепла від людської діяльності з часів 1970 року, і він приймає близько 25% річного викидів CO₂, що призводить до вимірюваної кислотності (pH поверхні вже впав з 8.2 до 8.1 порівняно з доіндустріальним періодом).

Frequently asked questions

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте the simulation і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.