9.2: Гольфстрім

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37150

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Первинною поверхневою течією вздовж східного узбережжя США є Гольфстрім, який вперше був нанесений Бенджаміном Франкліном у 18 столітті (рис.\(\PageIndex{1}\)). Як сильна, швидка течія, це скоротило час плавання для суден, що прямують зі Сполучених Штатів назад до Європи, тому моряки використовували термометри, щоб знайти її теплу воду та залишатися в межах течії.

Рисунок оригінальної карти\(\PageIndex{1}\) Бенджаміна Франкліна Гольфстріму (суспільне надбання, через Wikimedia Commons).

Гольфстрім утворений від сходження Північноатлантичного Екваторіального течії, що приносить тропічну воду зі сходу, і Флоридського течії, що приносить теплу воду з Мексиканської затоки. Гольфстрім приймає цю теплу воду і транспортує її на північ уздовж східного узбережжя США (рис.\(\PageIndex{2}\)). Будучи західною граничною течією, Гольфстрім переживає західну інтенсифікацію (розділ 9.4), роблячи течію вузькою (шириною 50-100 км), глибокою (до глибини 1,5 км) і швидкою. При середній швидкості 6,4 км/год і максимальній швидкості близько 9 км/год, це найшвидша течія в світовому океані. Він також транспортує величезну кількість води, більш ніж в 100 разів більше, ніж сукупний потік всіх річок на Землі.

Малюнок Карта температури поверхні\(\PageIndex{2}\) моря, що ілюструє Гольфстрім. Тепла вода показана червоним кольором, холодніше - синім і фіолетовим. Меандри та вихрові видимі там, де течія рухається на північний схід (НАСА, суспільне надбання через Вікісховище).

Коли Гольфстрім наближається до Канади, течія стає ширшою і повільнішою, оскільки потік розсіюється і стикається з холодною Лабрадорською течією, що рухається з півночі. У цей момент струм починає меандрити, або змінюватися з швидкого прямого потоку на більш повільний, зациклений струм (рис.\(\PageIndex{2}\)). Часто ці меандри петлі настільки сильно, що вони відщипують і утворюють великі обертові водні маси, звані кільцями або вихровими, які відокремлюються від Гольфстріму. Якщо вихровий відщипується з північного боку Гольфстріму, він захоплює масу теплої води і переміщує її на північ у навколишню холодну воду Північної Атлантики. Ці теплі серцевинні кільця - це неглибокі, чашеподібні водні маси глибиною близько 1 км і близько 100 км в поперечнику, які обертаються за годинниковою стрілкою, коли вони несуть теплу воду в Північну Атлантику (рис.\(\PageIndex{3}\)). Якщо меандри відщипують на південній межі Гольфстріму, вони утворюють холодні серцевинні кільця, які обертаються проти годинникової стрілки і рухаються на південь. Кільця з холодним сердечником - це конусоподібні водні маси, що тягнуться до глибини понад 3,5 км і можуть бути шириною понад 500 км на поверхні.

Малюнок\(\PageIndex{3}\) Формування теплого і холодного сердечника кілець з меандр в Гольфстрімі. Коли Гольфстрім тече на північний схід (1), він починає меандерувати, коли сповільнюється, утворюючи теплі або холодні розширення води по обидва боки течії (2). Якщо меандри відщипують розширення, вони захоплюють кишені теплої або холодної води (3), які можуть відокремлюватися від Гольфстріму і подорожувати на північ чи південь. Теплі серцевинні кільця обертаються за годинниковою стрілкою, а холодні сердечники - проти годинникової стрілки (4) (PW).

Після того, як Гольфстрім зустрічає холодну Лабрадорську течію, він приєднується до Північноатлантичної течії, яка транспортує теплу воду до Європи, де вона стримує європейський клімат. Підраховано, що Північна Європа до 9 ^o C тепліше, ніж очікувалося, через Гольфстрім, а тепла вода допомагає зберегти багато північних європейських портів без льоду взимку.

На сході Гольфстрім зливається в Саргасове море, яке є областю океану в межах центру обертання Північноатлантичного гіра. Саргасове море отримало свою назву від великих плаваючих матів морських водоростей Саргассум, які рясніють на поверхні (рис.\(\PageIndex{4}\)). Ці саргасові килимки можуть відігравати важливу роль на ранніх стадіях життя морських черепах, які можуть жити і харчуватися в водоростях протягом багатьох років до досягнення повноліття.

Малюнок\(\PageIndex{4}\) Карта Саргасового моря (ліворуч) та крупним планом фото водоростей Саргассум (праворуч) (Карта USFWS; фото Богдана Джушки; Громадське надбання через Wikimedia Commons).