Прибрежный апвеллинг и динамика шельфа

Вдоль некоторых подверженных ветрам побережий поверхностные воды отгоняются от берега и замещаются холодными, богатыми питательными веществами водами из глубины, что способствует формированию одних из самых продуктивных морских экосистем и рыболовных угодий на Земле.

Definition

Прибрежный апвеллинг — это ветровой подъем холодных, богатых питательными веществами глубинных вод к поверхности вблизи побережий; динамика шельфа — это изучение течений, перемешивания и процессов обмена, которые управляют циркуляцией над континентальными шельфами.

Scope

Эта тема охватывает ветровые динамические процессы Экмана, вызывающие прибрежный апвеллинг, основные апвеллинговые системы восточных окраин океанов, циркуляцию и фронты континентальных шельфов, сезонность и изменчивость апвеллинга, а также высокую биологическую продуктивность и рыболовство, поддерживаемые апвеллингом.

Core questions

• Как прибрежные ветры и эффект Кориолиса вызывают прибрежный апвеллинг?
• Где и когда возникают основные апвеллинговые системы?
• Что управляет циркуляцией, фронтами и обменом континентальных шельфов?
• Почему апвеллинг делает некоторые побережья необычайно продуктивными?

Key theories

Прибрежный апвеллинг, вызванный Экманом

Прибрежный ветер вызывает экмановский транспорт поверхностных вод от берега, и сохранение массы приводит к подъему холодных, богатых питательными веществами вод для их замещения вблизи побережья.

Восходящий контроль продуктивности апвеллинга

Питательные вещества, поставляемые апвеллингом, стимулируют интенсивную первичную продукцию, которая распространяется по коротким пищевым цепям, объясняя, почему апвеллинговые системы восточных окраин океанов поддерживают крупнейшие в мире рыболовные угодья.

Mechanisms

Ветры, дующие вдоль побережья, отгоняют поверхностные воды от берега посредством экмановского транспорта; для сохранения массы более глубокие воды поднимаются вдоль побережья, принося холодные, богатые питательными веществами воды в освещенную солнцем зону. Эти питательные вещества способствуют цветению фитопланктона, который поддерживает изобилие рыбы, в то время как шельфовые течения, фронты и топография организуют результирующую циркуляцию и обмен с открытым океаном.

Clinical relevance

Апвеллинговые системы, такие как у берегов Перу, Калифорнии, северо-западной Африки и Бенгелы, обеспечивают значительную долю мирового улова рыбы, поэтому их изменчивость, вызванная Эль-Ниньо и изменением климата, имеет серьезные экономические последствия; апвеллинг также может приносить на шельфы воды с низким содержанием кислорода и подкисленные воды, что оказывает стрессовое воздействие на экосистемы.

History

Теория ветрового транспорта Экмана (1905) и работы Свердрупа по Калифорнийскому течению заложили основу для понимания прибрежного апвеллинга; более поздние программы количественно оценили мировые апвеллинговые системы восточных окраин и, благодаря таким работам, как работы Бакуна, исследовали, как изменение ветров может усилить апвеллинг в условиях изменения климата.

Key figures

• Vagn Walfrid Ekman
• Harald Sverdrup
• Andrew Bakun

Seminal works

• talley2011
• mann2006

Frequently asked questions

Почему ветер, дующий вдоль побережья, вызывает подъем холодной воды?

Эффект Кориолиса отклоняет ветровые поверхностные воды от побережья, поэтому более глубокие, холодные воды должны подниматься, чтобы занять их место, этот процесс называется прибрежным апвеллингом.

Как Эль-Ниньо влияет на прибрежный апвеллинг?

Во время Эль-Ниньо пассаты ослабевают, а термоклин углубляется у восточной части Тихого океана, поэтому апвеллинг приносит более теплые, бедные питательными веществами воды, что резко снижает продуктивность и наносит ущерб рыболовству, например, перуанскому анчоусу.