해양 전복 및 심층 순환

극지방의 일부 지역에서는 표층수가 차갑고 염도가 높아져 수 킬로미터 깊이로 가라앉으면서, 심해를 환기시키고 수 세기 동안 기후를 형성하는 느린 전 지구적 전복 순환이 시작됩니다.

Definition

전복 순환은 표층수가 극지방에서 침강하여 심해를 통해 확산되고 서서히 표면으로 되돌아오면서 전 지구 해양을 환기시키고 연결하는 심층의 밀도 구동(열염분) 흐름입니다.

Scope

이 주제는 극지방 해역에서의 심층수 및 저층수 형성, 자오선 전복 순환의 구조와 수송, 수괴의 분포 및 추적, 전복 순환을 완성하는 혼합의 역할, 그리고 다중 안정 순환 상태의 가능성을 다룹니다.

Core questions

• 심층수와 저층수는 어디서 어떻게 형성되며, 그 특성을 결정하는 요인은 무엇입니까?
• 자오선 전복 순환의 구조와 강도는 어떻습니까?
• 수괴는 어떻게 확산되고 혼합되어 전복 순환 고리를 완성합니까?
• 전복 순환이 하나 이상의 안정 상태를 가질 수 있으며 갑자기 변동할 수 있습니까?

Key theories

열염분 전복 및 수괴 형성

고위도에서의 냉각과 염분 증가는 표층수를 침강할 만큼 충분히 밀도 있게 만들어, 밀도 표면을 따라 확산되고 심층 순환을 정의하는 심층 수괴를 형성합니다.

전복의 다중 평형

스토멜은 온도와 염분이 밀도에 미치는 상반된 영향이 전복에 하나 이상의 안정 상태를 부여할 수 있음을 보여주었으며, 이는 기후 역사에서 급격한 전환의 가능성을 제기합니다.

Mechanisms

북대서양과 남극 주변에서는 얼음 형성 중 강렬한 냉각과 염분 배출로 인해 표층 밀도가 증가하여 물이 침강하여 심층수와 저층수를 형성합니다. 이 물은 심해를 통해 확산되고 혼합 및 바람 구동 용승에 의해 점진적으로 위로 되돌아오면서 약 천 년이 걸리는 전 지구적 전복 순환을 완성합니다.

Clinical relevance

전복 순환은 지역 기후를 따뜻하게 하는 열을 수송하고, 심해에 산소를 공급하며, 탄소를 격리합니다. 온난화와 염분 감소가 순환을 약화시킬 수 있다는 우려는 대서양 전복 순환을 기후 모니터링 및 급변 연구의 초점으로 만들었습니다.

History

20세기 초 해양학자들의 수괴 분석은 심층 순환을 매핑했습니다. 스토멜(Stommel)의 1961년 모델은 그 다중 평형을 밝혀냈고, 브뢰커(Broecker)의 컨베이어 벨트 종합은 심층 순환을 얼음과 퇴적물에 기록된 급격한 기후 변화와 연결하여 전복 순환에 대한 지속적인 관측을 촉진했습니다.

Key figures

• Henry Stommel
• Wallace Broecker
• Carl Wunsch

Seminal works

• talley2011
• stommel1961

Frequently asked questions

심층수는 표면 아래에 얼마나 오래 머무릅니까?

심해로 침강한 물은 혼합과 용승에 의해 표면으로 되돌아오기 전까지 수 세기에서 약 천 년 동안 그곳에 머무를 수 있으며, 이는 심층 순환이 매우 느리다는 것을 의미합니다.

대서양 전복 순환이 붕괴될 수 있습니까?

모델과 과거 기록은 표층수가 너무 따뜻하거나 염도가 낮아 침강할 수 없게 되면 전복 순환이 약화되거나 상태가 변할 수 있음을 시사합니다. 이러한 일이 발생할지 여부와 속도는 활발히 연구되는 분야입니다.