Термохалинска покретна трака

Термохалинска покретна трака или термохалинска циркулација (енгл. the ocean conveyer, conveyor belt) је океанографски назив за комбинацију морских струјања која повезују четири од пет океана и притом се обједињују у јединствени опток глобалних размера.^[1]^[2] Покретач ове врло опсежне размене маса и температуре је својство морске воде да на основу промене салинитета и температуре мења густину (термохалинско својство). Зависно од географске ширине, мења се количина сунчевог зрачења. Тако се у близини екватора подиже температура воде, а испаравање јој се повећава сланост.

Термохалинска циркулација

Придев термохалински је изведен из термо- што се односи на температуру и -халин са значењем садржај соли. То су фактори који заједно одређују густину морске воде. Површинске струје вођене ветром (као што је Голфска струја) крећу се као половима од екваторијалног Атлантског океана, при том се хладећи, и коначно потањају на високим латитудама (формирајући Северноатлантску дубоку воду). Ова густа вода затим тече у океанске базене. Док њен највећи део израња у Јужном океану, најстарије воде (са транзитним временом од око 1000 година)^[3] израњају у Северном Пацифику.^[4] Екстензивно мешање се стога одвија између океанских базена, чиме се редукују разлике између њих и то сачињава Земаљски глобални океански систем. При свом кретању водене масе транспортују енергију (у облику топлоте) и масу супстанци (чврстих материја, растворених супстанци и гасова) широм света. Као такво, стање циркулације има велики утицај на климу Земље.

Термохалинска циркулација се понекад назива океанском покретном траком, великим транспортером океана, или глобалном покретном траком. Понекад се то користи за упућивање на меридијанску преокретачку циркулацију (што се често означава са MOC). Термин MOC је прецизнији и добро дефинисан, јер је тешко одвојити део циркулације који се покрећу само температура и салинитет, од оног узрокованог другим факторима као што су ветар и плимске силе.^[5] Штавише, градијенти температуре и салинитета такође могу довести до ефеката циркулације који нису укључени у сам MOC.

Историја

Тек почетком 1970-их било је први пут могуће обрадити све океанографске податке прикупљене широм Земље. Тако се показала међусобна повезаност струја изазваних вјетром и густоћом и претпостављено је, да је и најпознатија Голфска струја дио глобалне покретне траке (циркулације). Полазећи од механичке покретне, бескрајне траке, и ово струјање мора које обухвата цијелу Земљу, названо је велика морска покретна трака или једноставно, глобална покретна трака, док је у научним круговима добила назив глобално термохалинско кружење (или циркулација).

Узорак кружења

Кружење се одвија како на површини тако и у дубини. Хладна вода струји на дубини од 1,5 до 3,0 km, крећући се претежно паралелно с падинама континенталних обала западним ивицама океанских базена због Земљине ротације. При томе, у секунди том струјом прође између 10 и 40 милиона кубних метара воде.

Глобално кружење размјене топлоте у значајној мјери је одређено зимским спуштањем слане и хладне морске воде у сјеверном Атлантику на дубину од 1 до 4 km. Због тога је ова регија за почетак посматрања узорка кружења. Уз морско дно или близу њега хладна вода тече као дубинска струја (дубинска вода) до изласка у јужном Атлантику гдје затим с Циркумполарном струјом одлази у Индијски и Тихи океан. Циркумполарна струја Јужног океана обилази читав глобус и мијеша водене масе три океана и вјероватно је мјесто гдје се већи дио хладне воде уздиже према површини и грије се мијешањем које покреће вјетар. Од ту се мијешањем модификоване водене масе враћају на површину (површинска вода, Тихи океан) или остају на мањој дубини од пар стотина метара (међувода, Индијски океан). Доласком на површину, водене масе се поново грију, нарочито у екваторијалним подручјима, и затим као површинска струја тече прво уз Индонезију, затим око јужног врха Африке у подручје средњоамеричког залива и на крају као Голфска струја наставља према сјеверном Атлантику гдје поново понире у дубину и тиме затвара круг кружења.

Поред термохалинског утицаја, значајну улогу има распоређеност континената, Кориолисов ефекат (због њега се струје јављају прије свега уз западне обале) и вјетровима узрокован Екманов учинак Заједно, то све доводи до стварања регионално врло комплексних, најразличитијих струјања, као на примјер у облику великог струјног вртлога уз јужну обалу Јужне Америке. Притом, мањим дијелом струје и водене масе из Арктичког океана у Атлантик, због чега и он условно учествује у глобалном кретању ове бесконачне траке струјања. Како неки од тих фактора зависе од локалног интензитета сунчевог зрачења, током године могу струје бити мање или више изражене, на примјер у Индијском океану под утицајем монсуна. Значајан учинак на струје имају и обално надирање нагоре^[6] (Upwelling) и надоле^[6] (Downwelling).

Дугорочно, на струје дјелује и помицање континената кроз подјелу копно-море. Као релативно краткорочније дјеловање разматра се могућност мањег или већег слабљења сјеверноатлантске струје због отапања поларних ледених капа. У историји климе нађени су докази за таква догађања и раније.

Дубинске рубне струје

Одређени допринос глобалном кружењу морске воде дају и дубинске ивичне струје. Ту се мисли на дубокоморско вртложење у близини обале, као што је познато пред обалом Бразила (тзв. бразилски кругови струја). Ови вртлози настају временски и просторно периодично, и настаје тзв. вртложни пут. Тачно објашњење овог феномена, откривеног тек 2004. године, још не постоји. Према компјутерским моделима, Бразилска струја се распада у висини града Рецифе јер ту обала мијења смјер и тиме се смањује трење што резултује турбулентним струјањима.

Голфска струја

Бенџамин Френклинова карта Голфске струје

Голфска струја, заједно са својим северним продужетком према Европи, северноатлантским дрифтом, је моћна, топла и брза струја Атлантског океана која потиче са врху Флориде и прати источну обалу Сједињених Држава и Њуфаундленда пре него што пређе Атлански океан. Процес западног интензивирања доводи до тога да Голфска струја буде струја која се убрзава ка северу уз источну обалу Северне Америке.^[7] На око 40° 0′ N 30° 0′ W / 40.000° С; 30.000° З / 40.000; -30.000, дели се на два дела, при чему северни ток прелази у северну Европу, а јужни ток се враћа у западну Африку. Голфска струја утиче на климу источне обале Северне Америке од Флориде до Њуфаундленда и западне обале Европе. Иако је недавно вођена дебата, постоји консензус да је клима западне Европе и северне Европе топлија него што би иначе била због северноатлантске струје,^[8]^[9] једног од огранака са репа Голфске струје. То је део северноатлантског кретања. Његово присуство довело је до развоја јаких циклона свих типова, како у атмосфери тако и у океану. Голфска струја је такође значајан потенцијални извор производње енергије из обновљивих извора.^[10]^[11]

Референце

^ Rahmstorf, S (2003). „The concept of the thermohaline circulation” (PDF). Nature. 421 (6924): 699. Bibcode:2003Natur.421..699R. PMID 12610602. doi:10.1038/421699a.
^ Lappo, SS (1984). „On reason of the northward heat advection across the Equator in the South Pacific and Atlantic ocean”. Study of Ocean and Atmosphere Interaction Processes. Moscow Department of Gidrometeoizdat (in Mandarin): 125—9.
^ The global ocean conveyor belt is a constantly moving system of deep-ocean circulation driven by temperature and salinity; What is the global ocean conveyor belt?
^ Primeau, F (2005). „Characterizing transport between the surface mixed layer and the ocean interior with a forward and adjoint global ocean transport model”. Journal of Physical Oceanography. 35 (4): 545—64. Bibcode:2005JPO....35..545P. doi:10.1175/JPO2699.1.
^ Wunsch, C (2002). „What is the thermohaline circulation?”. Science. 298 (5596): 1179—81. PMID 12424356. doi:10.1126/science.1079329.
^ ^а ^б Земља, Велика илустрирана енциклопедија, Мозаик књига. ISBN 978-953-223-078-9.
^ National Environmental Satellite, Data, and Information Service (2009). Investigating the Gulf Stream Архивирано 3 мај 2010 на сајту Wayback Machine. North Carolina State University Retrieved 6 May 2009
^ Hennessy (1858). Report of the Annual Meeting: On the Influence of the Gulf-stream on the Climate of Ireland. Richard Taylor and William Francis. Приступљено 6. 1. 2009.
^ „Satellites Record Weakening North Atlantic Current Impact”. NASA. Приступљено 10. 9. 2008.
^ The Institute for Environmental Research & Education. Tidal.pdf Архивирано 11 октобар 2010 на сајту Wayback Machine Retrieved on 28 July 2010.
^ Jeremy Elton Jacquot. Gulf Stream's Tidal Energy Could Provide Up to a Third of Florida's Power Архивирано 14 септембар 2011 на сајту Wayback Machine Retrieved 21 September 2008

Литература

Apel, JR (1987). Principles of Ocean Physics. Academic Press. ISBN 978-0-12-058866-4.
Gnanadesikan, A.; Slater, R. D.; Swathi, P. S.; Vallis, G. K. (2005). „The energetics of ocean heat transport”. Journal of Climate. 18 (14): 2604—16. Bibcode:2005JCli...18.2604G. doi:10.1175/JCLI3436.1.
Knauss, JA (1996). Introduction to Physical Oceanography. Prentice Hall. ISBN 978-0-13-238155-0.
Kunzig, Robert (2002): Der unsichtbare Kontinent. Die Entdeckung der Meerestiefe(Nevidljivi kontinent. Otkrivanje morskih dubina), marebuchverlag
Rahmstorf, S (2006). „Thermohaline Ocean Circulation” (PDF). Ур.: Elias, S. A. Encyclopedia of Quaternary Sciences. Elsevier Science. ISBN 978-0-444-52747-9.
Stocker, Thomas F., Reto Knutti und Gian-Kasper Plattner (2001): The Future of the Thermohaline Circulation - A Perspective (PDF) (engl.)
„Potential Impact of Climate Change”. United Nations Environment Programme / GRID-Arendal. 2006. Архивирано из оригинала 28. 01. 2017. г. Приступљено 24. 03. 2019.
Wirbel in der Tiefsee (Vrtlog u dubokom moru), u: Spektrum der Wissenschaft 06/05, S. 16ff.
Primeau, F., (2005), Characterizing transport between the surface mixed layer and the ocean interior with a forward and adjoint global ocean transport model, Journal of Physical Oceanography,35, 545-564.
Rahmstorf, Stefan., (2003), The concept of the thermohaline circulation. Nature, 421, 699.
Corona Magazine Issue 124: Science (German, Transported amount of power)
Hátún; Sandø, AB; Drange, H; Hansen, B; Valdimarsson, H; et al. (16. 9. 2005). „Influence of the Atlantic Subpolar Gyre on the Thermohaline Circulation”. Science. 309 (5742): 1841—1844. Bibcode:2005Sci...309.1841H. PMID 16166513. S2CID 38690976. doi:10.1126/science.1114777. Архивирано из оригинала 2007-08-06. г. Приступљено 2007-08-02.
„Climate crisis: Scientists spot warning signs of Gulf Stream collapse”. the Guardian (на језику: енглески). 2021-08-05. Приступљено 2022-05-23.
Ben Turner (2021-08-06). „Gulf Stream could be veering toward irreversible collapse, a new analysis warns”. livescience.com (на језику: енглески). Приступљено 2022-05-23.
Angela Dewan (6. 8. 2021). „A crucial ocean circulation is showing signs of instability. Its shutdown would have serious impacts on our weather.”. CNN. Приступљено 2022-05-23.
Murphy, Heather (2021-08-05). „A Crucial System of Ocean Currents Is Faltering, Research Suggests”. The New York Times (на језику: енглески). ISSN 0362-4331. Приступљено 2022-05-23.
„A major Atlantic current is at a critical transition point”. www.pbs.org (на језику: енглески). 17. 2. 2022. Приступљено 2022-05-23.
Fox-Kemper, B.; Hewitt, H.T.; Xiao, C.; Aðalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, S.S.; Edwards, T.L.; Golledge, N.R.; Hemer, M.; Kopp, R.E.; Krinner, G.; Mix, A. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, S.L.; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L., ур. „Ocean, Cryosphere and Sea Level Change” (PDF). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA. 2021: 1321.

Спољашње везе

„Scientists use satellites to detect Deep-Ocean Whirlpools“, spacemart.com, 21. март 2006.
„Conveyor Belt“
THOR FP7 projects http://arquivo.pt/wayback/20141126093524/http%3A//www.eu%2Dthor.eu/ investigates on the topic "Thermohaline overturning- at risk?" and the predictability of changes of the THC. THOR is financed by the 7th Framework Programme of the European Commission.

[1] Rahmstorf, S (2003). „The concept of the thermohaline circulation” (PDF). Nature. 421 (6924): 699. Bibcode:2003Natur.421..699R. PMID 12610602. doi:10.1038/421699a.

[2] Lappo, SS (1984). „On reason of the northward heat advection across the Equator in the South Pacific and Atlantic ocean”. Study of Ocean and Atmosphere Interaction Processes. Moscow Department of Gidrometeoizdat (in Mandarin): 125—9.

[3] The global ocean conveyor belt is a constantly moving system of deep-ocean circulation driven by temperature and salinity; What is the global ocean conveyor belt?

[4] Primeau, F (2005). „Characterizing transport between the surface mixed layer and the ocean interior with a forward and adjoint global ocean transport model”. Journal of Physical Oceanography. 35 (4): 545—64. Bibcode:2005JPO....35..545P. doi:10.1175/JPO2699.1.

[5] Wunsch, C (2002). „What is the thermohaline circulation?”. Science. 298 (5596): 1179—81. PMID 12424356. doi:10.1126/science.1079329.

[autogenerated1-6] а ^б Земља, Велика илустрирана енциклопедија, Мозаик књига. ISBN 978-953-223-078-9.

[7] National Environmental Satellite, Data, and Information Service (2009). Investigating the Gulf Stream Архивирано 3 мај 2010 на сајту Wayback Machine. North Carolina State University Retrieved 6 May 2009

[8] Hennessy (1858). Report of the Annual Meeting: On the Influence of the Gulf-stream on the Climate of Ireland. Richard Taylor and William Francis. Приступљено 6. 1. 2009.

[9] „Satellites Record Weakening North Atlantic Current Impact”. NASA. Приступљено 10. 9. 2008.

[10] The Institute for Environmental Research & Education. Tidal.pdf Архивирано 11 октобар 2010 на сајту Wayback Machine Retrieved on 28 July 2010.

[11] Jeremy Elton Jacquot. Gulf Stream's Tidal Energy Could Provide Up to a Third of Florida's Power Архивирано 14 септембар 2011 на сајту Wayback Machine Retrieved 21 September 2008

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]