Perputaran Samudra dan Sirkulasi Dalam

Di beberapa wilayah kutub, air permukaan menjadi cukup dingin dan asin untuk tenggelam hingga kedalaman berkilometer, memicu perputaran global yang lambat yang mengventilasi jurang dan membentuk iklim selama berabad-abad.

Definition

Sirkulasi perputaran adalah aliran dalam yang digerakkan oleh densitas (termohalin) di mana air permukaan tenggelam di daerah kutub, menyebar melalui laut dalam, dan perlahan kembali ke permukaan, mengventilasi dan menghubungkan samudra global.

Scope

Topik ini mencakup pembentukan air dalam dan air dasar di laut kutub, struktur dan transportasi sirkulasi perputaran meridional, distribusi dan penelusuran massa air, peran pencampuran dalam menutup perputaran, dan kemungkinan beberapa keadaan sirkulasi yang stabil.

Core questions

• Di mana dan bagaimana air dalam dan air dasar terbentuk, dan apa yang menentukan sifat-sifatnya?
• Bagaimana struktur dan kekuatan sirkulasi perputaran meridional?
• Bagaimana massa air menyebar dan bercampur untuk menutup lingkaran perputaran?
• Mungkinkah sirkulasi perputaran memiliki lebih dari satu keadaan stabil dan bergeser secara tiba-tiba?

Key theories

Perputaran termohalin dan pembentukan massa air

Pendinginan dan salinisasi di lintang tinggi membuat air permukaan cukup padat untuk tenggelam, membentuk massa air dalam yang menyebar di sepanjang permukaan densitas dan menentukan sirkulasi dalam.

Kesetimbangan ganda perputaran

Stommel menunjukkan bahwa efek bersaing suhu dan salinitas pada densitas dapat memberikan perputaran lebih dari satu keadaan stabil, meningkatkan kemungkinan transisi mendadak dalam sejarah iklim.

Mechanisms

Di Atlantik Utara dan sekitar Antartika, pendinginan intensif dan penolakan air asin selama pembentukan es meningkatkan densitas permukaan hingga air tenggelam membentuk air dalam dan air dasar; air ini menyebar melalui jurang dan secara bertahap dikembalikan ke atas oleh pencampuran dan upwelling yang digerakkan angin, menyelesaikan perputaran global yang memakan waktu sekitar seribu tahun.

Clinical relevance

Sirkulasi perputaran mengangkut panas yang menghangatkan iklim regional, mengventilasi laut dalam dengan oksigen, dan mengasingkan karbon; kekhawatiran bahwa pemanasan dan pengenceran dapat melemahkannya telah menjadikan perputaran Atlantik sebagai fokus pemantauan iklim dan penelitian perubahan mendadak.

History

Analisis massa air oleh oseanografer awal abad kedua puluh memetakan sirkulasi dalam; model Stommel tahun 1961 mengungkapkan kesetimbangan ganda, dan sintesis sabuk konveyor Broecker menghubungkan sirkulasi dalam dengan perubahan iklim mendadak yang tercatat dalam es dan sedimen, mendorong pengamatan berkelanjutan terhadap perputaran.

Key figures

• Henry Stommel
• Wallace Broecker
• Carl Wunsch

Seminal works

• talley2011
• stommel1961

Frequently asked questions

Berapa lama air dalam tetap di bawah permukaan?

Air yang tenggelam ke laut dalam dapat tetap di sana selama beberapa abad hingga sekitar seribu tahun sebelum pencampuran dan upwelling mengembalikannya ke permukaan, membuat sirkulasi dalam sangat lambat.

Bisakah sirkulasi perputaran Atlantik runtuh?

Model dan catatan masa lalu menunjukkan bahwa perputaran dapat melemah atau bergeser di antara keadaan jika air permukaan menjadi terlalu hangat atau tawar untuk tenggelam; apakah dan seberapa cepat ini dapat terjadi adalah area penelitian yang aktif.