沿岸湧昇と大陸棚の力学

特定の風の強い海岸沿いでは、表層水が沖合に押し流され、その代わりに深層からの冷たく栄養豊富な水が上昇し、地球上で最も生産性の高い海洋生態系と漁業の一部を支えています。

Definition

沿岸湧昇とは、風によって駆動される、冷たく栄養豊富な深層水が海岸近くで表面に上昇する現象です。大陸棚の力学とは、大陸棚上の循環を支配する海流、混合、および交換プロセスに関する研究です。

Scope

このトピックでは、沿岸湧昇を引き起こす風成エクマン力学、主要な東部境界湧昇システム、大陸棚の循環と前線、湧昇の季節性と変動性、および湧昇が支える高い生物学的生産性と漁業について扱います。

Core questions

• 沿岸に沿った風とコリオリ効果はどのように沿岸湧昇を駆動するのか？
• 主要な湧昇システムはどこで、いつ発生するのか？
• 大陸棚の循環、前線、交換は何によって支配されているのか？
• なぜ湧昇は一部の海岸を非常に生産的にするのか？

Key theories

エクマン駆動の沿岸湧昇

沿岸に沿った風は、表層で沖合へのエクマン輸送を駆動し、質量保存の法則により、冷たく栄養豊富な水が海岸近くで上昇してその場所を埋めます。

湧昇生産性のボトムアップ制御

湧昇によって供給される栄養素は、短い食物連鎖を介して伝播する活発な一次生産を促進し、東部境界湧昇システムが世界最大の漁業を維持する理由を説明します。

Mechanisms

海岸に沿って吹く風は、エクマン輸送を通じて表層水を沖合に押し流します。質量保存の法則により、より深い水が海岸沿いに上昇し、冷たく栄養に富んだ水を太陽光が届く層にもたらします。これらの栄養素は、豊富な魚を支える植物プランクトンのブルームを促進し、一方、大陸棚の海流、前線、地形は、結果として生じる循環と外洋との交換を組織化します。

Clinical relevance

ペルー沖、カリフォルニア沖、北西アフリカ沖、ベンゲラ沖などの湧昇システムは、世界の漁獲量の大部分を生産しており、エルニーニョや気候変動によって引き起こされるそれらの変動は、経済的に大きな影響を及ぼします。また、湧昇は低酸素で酸性化した水を大陸棚にもたらし、生態系にストレスを与える可能性もあります。

History

エクマンの風成輸送理論（1905年）とスベルドラップのカリフォルニア海流に関する研究は、沿岸湧昇を理解するための基礎を築きました。その後のプログラムは、世界の東部境界湧昇システムを定量化し、バクンなどの研究を通じて、気候変動下で風の変化がどのように湧昇を強める可能性があるかを検討しました。

Key figures

• Vagn Walfrid Ekman
• Harald Sverdrup
• Andrew Bakun

Seminal works

• talley2011
• mann2006

Frequently asked questions

海岸に沿って吹く風が冷たい水を上昇させるのはなぜですか？

コリオリ効果により、風によって駆動される表層水は海岸から離れる方向に偏向するため、より深く冷たい水がその場所を埋めるために上昇しなければなりません。このプロセスを沿岸湧昇と呼びます。

エルニーニョは沿岸湧昇にどのように影響しますか？

エルニーニョの間、東太平洋沖では貿易風が弱まり、水温躍層が深くなるため、湧昇によってより暖かく栄養の少ない水が上昇し、生産性が急激に低下し、ペルーアンチョビなどの漁業に悪影響を及ぼします。