Nước trồi ven bờ và động lực học thềm lục địa

Dọc theo một số bờ biển lộng gió, nước bề mặt bị đẩy ra xa bờ và được thay thế bằng nước lạnh, giàu dinh dưỡng từ bên dưới, nuôi dưỡng một số hệ sinh thái biển và ngư trường năng suất nhất trên Trái Đất.

Definition

Nước trồi ven bờ là sự dâng lên của nước sâu lạnh, giàu dinh dưỡng do gió gây ra lên bề mặt gần bờ biển; động lực học thềm lục địa là nghiên cứu về các dòng chảy, sự pha trộn và các quá trình trao đổi điều chỉnh sự lưu thông trên thềm lục địa.

Scope

Chủ đề này bao gồm động lực học Ekman do gió gây ra tạo ra nước trồi ven bờ, các hệ thống nước trồi ranh giới phía đông chính, sự lưu thông và các mặt phân cách của thềm lục địa, tính thời vụ và sự biến đổi của nước trồi, cũng như năng suất sinh học cao và các ngư trường mà nước trồi hỗ trợ.

Core questions

• Gió dọc bờ và hiệu ứng Coriolis thúc đẩy nước trồi ven bờ như thế nào?
• Các hệ thống nước trồi chính xảy ra ở đâu và khi nào?
• Điều gì chi phối sự lưu thông, các mặt phân cách và sự trao đổi của thềm lục địa?
• Tại sao nước trồi làm cho một số bờ biển có năng suất đặc biệt cao?

Key theories

Nước trồi ven bờ do Ekman điều khiển

Gió dọc bờ thúc đẩy vận chuyển Ekman ra xa bờ trong lớp bề mặt, và sự bảo toàn khối lượng kéo nước lạnh, giàu dinh dưỡng lên để thay thế nó gần bờ biển.

Kiểm soát từ dưới lên đối với năng suất nước trồi

Các chất dinh dưỡng được cung cấp bởi nước trồi thúc đẩy sản xuất sơ cấp mạnh mẽ lan truyền lên các chuỗi thức ăn ngắn, giải thích tại sao các hệ thống nước trồi ranh giới phía đông duy trì các ngư trường lớn nhất thế giới.

Mechanisms

Gió thổi dọc theo bờ biển đẩy nước bề mặt ra xa bờ thông qua vận chuyển Ekman; để bảo toàn khối lượng, nước sâu hơn dâng lên dọc theo bờ biển, mang nước lạnh, giàu chất dinh dưỡng vào vùng có ánh sáng mặt trời. Các chất dinh dưỡng này thúc đẩy sự nở hoa của thực vật phù du, hỗ trợ cá phong phú, trong khi các dòng chảy thềm lục địa, các mặt phân cách và địa hình tổ chức sự lưu thông và trao đổi với đại dương mở.

Clinical relevance

Các hệ thống nước trồi như ngoài khơi Peru, California, tây bắc châu Phi và Benguela tạo ra một phần lớn sản lượng đánh bắt cá toàn cầu, do đó sự biến đổi của chúng do El Nino và biến đổi khí hậu gây ra có những hậu quả kinh tế lớn; nước trồi cũng có thể mang nước ít oxy, bị axit hóa lên thềm lục địa, gây căng thẳng cho các hệ sinh thái.

History

Lý thuyết của Ekman về vận chuyển do gió gây ra (1905) và công trình của Sverdrup về Dòng chảy California đã đặt nền móng cho việc tìm hiểu nước trồi ven bờ; các chương trình sau này đã định lượng các hệ thống nước trồi ranh giới phía đông của thế giới và, thông qua các công trình như của Bakun, đã xem xét cách gió thay đổi có thể tăng cường nước trồi dưới biến đổi khí hậu.

Key figures

• Vagn Walfrid Ekman
• Harald Sverdrup
• Andrew Bakun

Seminal works

• talley2011
• mann2006

Frequently asked questions

Tại sao gió thổi dọc bờ biển lại khiến nước lạnh dâng lên?

Hiệu ứng Coriolis làm lệch nước bề mặt do gió gây ra ra xa bờ biển, vì vậy nước sâu hơn, lạnh hơn phải dâng lên để chiếm chỗ của nó, một quá trình được gọi là nước trồi ven bờ.

El Nino ảnh hưởng đến nước trồi ven bờ như thế nào?

Trong thời kỳ El Nino, gió mậu dịch yếu đi và tầng nhiệt sâu hơn ngoài khơi phía đông Thái Bình Dương, vì vậy nước trồi mang lên nước ấm hơn, ít dinh dưỡng hơn, làm giảm mạnh năng suất và gây hại cho các ngư trường như cá cơm Peru.