温盐环流

5.1水质量的形成/侵蚀

的水质量平衡世界海洋包括两个主要过程:水质量形成和侵蚀。大多数水质量上表面附近形成和下沉。此外,通过转换或侵蚀、水质量特性不断改变,所以,水质量逐渐失去了它的身份。因此,某些类型的水体表面形成以下层通过水的混合质量源于海洋表面;然而,在这一章,我们主要关注/侵蚀形成的水质量与表面过程。

根据穿透深度,水形成通常分为两大类,水深水和模式。第二类水的质量通常下沉一个相对较浅的全球海洋的一部分。在这一章,我们首先讨论深水形成水然后模式的形成。

5.1.1全球海洋深层水的来源

广义上说,在世界上的海洋深水的平衡包含两大对立的过程:新形成的水的供应质量通过深水形成和消除深水混合和侵蚀。深水形成的向下分支密切相关垂直循环不断供应水的质量,而深水侵蚀密切相关的上升支垂直循环,不断消除了水质量。两个进程都必不可少的水质量平衡和在世界上的海洋温盐环流。例如,混合在深海或通过强大的上升流方面不断消除了养老深水,从而使新成立的深水的空间和维护温盐环流。以来连续切除深水密切相关的垂直混合的稳定分层海洋(要求提供外部机械能),没有这个能量的连续供应温盐环流不会持续。

世界海洋的垂直环流是不对称的上升流和下降。事实上,海洋环流的向下分支仅限于极少数狭义的网站。此外,网站的温盐环流的沉降流分支可以不同于浮力损失的主要网站在海洋中。

特别是,深水的形成可以横向环流的边缘附近或边界内的电流,而不是中间的环流。

相比之下,上升流的循环发生在一个更广泛的范围上。尽管如此,上升流是在太空中也高度不均匀。事实上,强大的上升流发生在一些狭窄的上升流乐队构成上涌的主要部分在世界上的海洋。这些网站之一是位于南极绕极流的核心(ACC),在强劲的西风驱动器最大规模上涌系统在世界上的海洋。此外,沿着赤道带和强上涌海岸上涌个人沿着边缘盆地可能构成其他主要部分的上升流分支在世界海洋环流。这些相对局限的强大的上升流构成主要部分的水在世界上的海洋重力侵蚀。尽管水质量被广泛的研究,形成相反的过程,水的重力侵蚀,迄今为止没有得到足够的重视。很明显,一个完整的理论在世界海洋的水质量平衡需要一个更加全面的研究过程。

寒冷的深海的发现以来在低纬度地区地表水相当温暖,常识可能导致人们相信深海的水也是温暖的。因此,发现冷水在低纬度地区的深海是一个伟大的惊喜。亨利·埃利斯在1751年,英国奴隶贸易船的船长,哈利法克斯伯爵描述低温观察到纬度25°13 ' N,经度25°12 W的深度5346英尺(1630米):

通过后,我多次试验桶吃水,纬度25“13”北;西方经度25 12”。我负责它,让它不同的深度,从360英尺到5346英尺;当我发现,由一个小型华氏温度计,由鸟先生,这下,冷定期增加,深度的比例,直到它下降到3900英尺:从那里温度计中的水银了53度;虽然我后来沉没5346英尺的深度,一英里和66英尺,它是不低的。温暖的水从表面上看,这的空气,当时的温度计84度。我不怀疑,但水是一个学位或两个冷,当它进入桶,在最大的深度,但在未来获得了一些温暖(沃伦,1981)。

底水属性在低纬度地区的世界上的海洋深层水比最低的寒冷温度在冬季海面;不能在本地形成,因此,这样的冷水和水源的质量必须追溯到高纬度地区,寒冷的冬天使水的形成条件质量如此之低的温度。冷水的推理是高纬度地区形成和运送到低纬度地区最终导致的理论在世界各大洋温盐环流。

后续观察通过科学探险建立了全球海洋的底部是由冷水来自高纬度地区极少数狭窄的网站,在寒冷的冬季条件下产生最冷的水

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图5.1潜在的世界海洋底部温度根据莱维图斯et al。(1998)气候学。注意,海底,而沿着洋中脊在大西洋盆地浅,所以底水脊相对温暖。看到颜色板部分。

海洋。自氧气溶解度高低温、高氧浓度在深海海洋表示最近成立的底部/深水质量。在过去的一个世纪里,大量的观测数据积累了世界上的海洋。潜在的温度分布在海底世界的海洋,基于clima-tological数据,如图5.1所示。正如在第二章所讨论的,潜在的温度是更好的示踪剂使用在海洋环境的描述,因为压缩随深度变化的影响消除。从图5.1以下特点的底水温度很容易可以看到:

•冷水南极洲附近形成底部,主要在威德尔海和罗斯海。从这些来源地区,底水是由水流和向北和向东漩涡。冷水质量形成的南极大陆边缘水槽底部的海洋世界南极底层水(AABW)。

•每个盆地底部冷水向北传播,有一种倾向,冷水堆积在盆地的西部。在南大西洋底水温度是所有盆地中最冷的。

在南大西洋,只有巴西盆地接收AABW直接。安哥拉盆地,盆地东部不接收从南方AABW;它是一个盆地封闭冷底水从南方。事实上,AABW流出这个盆地穿过狭窄的赤道附近,那里相对冷水向东移动,最后达到theAngola盆地北部打开通道。阻塞和指导通过海底地形的动力作用将在后面的小节中讨论。

•在北大西洋盆地北端有一个相对冷水的来源,来自挪威和格陵兰岛海域。这水质量叫做北大西洋深层水(NADW)。

在过去的一个世纪里,温盐环流理论已经发展为了解释相关的大气环流的形成和传播底水和连接与水在海洋上,地表温盐迫使盛行。我们在本章的目标是解释物理现象和动力学的理论在世界各大洋温盐环流。

除了温度底水的另一个主要指标是氧气浓度。作为一个例子,氧浓度在165°W是如图5.2所示。很明显g氧气(^摩尔/公斤)165°P15 W

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距离(公里)

图5.2氧浓度P15部分从WOCE(大约在165°W)。轮廓增量是10 | xmol /公斤,和黄色和浅紫色颜色之间的浓度水平是150 | imol /公斤。底层在南半球的浓度高于190 - 200 pmol /公斤(Talley, 2007)。看到颜色板部分。

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图5.2氧浓度P15部分从WOCE(大约在165°W)。轮廓增量是10 | xmol /公斤,和黄色和浅紫色颜色之间的浓度水平是150 | imol /公斤。底层在南半球的浓度高于190 - 200 pmol /公斤(Talley, 2007)。看到颜色板部分。

在太平洋盆地,水氧浓度高的南极原产地填满的下部水柱在南半球。相比之下,水与氧浓度非常低占地近1公里深处的高纬度地区部分北太平洋,这表明通风不良的水质量在这些位置。

另外,深水低氧浓度在北太平洋盆地意味着没有在这个盆地深水来源。缺乏深水源在北太平洋的伟大与丰富的北大西洋深海形成,这对比北大西洋和北太平洋的主要特征之一全球温盐环流现代气候条件下。raybet雷竞技最新

来源/底水在大西洋深处

深水和底水在大西洋源自边际的海洋。主要有两个来源:(1)沿南极大陆的边缘,特别是威德尔海,和(2)挪威和格陵兰海。

水属性在这些边缘海和流出过程中修改全球温盐环流的至关重要的元素。循环在大西洋盆地是一个典型的例子,一个二维草图如图5.3所示。注意,循环是一个复杂的三维现象;因此,流动方向表示在这个图中不应解释为实际的流动路径在海洋中。相关的一些动态细节图将在后面的小节中讨论。

北大西洋深层水形成在北大西洋北部通过两个过程,其中包括了公海深对流,边界对流与横向环流。在挪威和格陵兰岛海域深水形成溢出

水平

水平

图5.3素描底/深水形成和温盐环流的大西洋。

丹麦海峡,进入北大西洋开放。过程中溢出,实质性的夹带,提高深水的总容积流量。开放的北大西洋海洋深层水表现为深的西部边界电流沿着东海岸向南移动的美国大陆,逐渐向海洋内部水质量。

尽管通过上升流NADW可能会失去它的质量在大西洋盆地的内部,NADW的主要途径之一是通过风力上升流与南部西风和随后的北部返回埃克曼通量流的形式。此外,在南大洋,深水从北源满足底水从南方源(AABW)。混合这两个深海的主要水源的质量决定了循环的深渊世界的海洋。

深/底水形成的制度在世界海洋的深/底水形成许多网站在世界上的海洋。尽管细节深/底水的形成很大程度上取决与网站的网站,这些网站可以分为下面描述的两类(凯尔沃兹,1983)。更新深/底水来源分布在世界各大洋如图5.4所示。

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