북대서양 심해수

North Atlantic Deep Water
북대서양 깊은 물은 기후 시스템에서 몇 가지 가능한 기울어짐 지점 중 하나로 간주된다.

북대서양 심층수(NADW)는 북대서양에서 형성된 심층수질량이다. 세계 해양의 열핵 순환(적당히 경맥 뒤집기 순환으로 설명됨)은 남반구에서 북대서양으로 따뜻한 지표수의 흐름을 포함한다. 북쪽으로 흐르는 물은 증발과 다른 물 덩어리와 혼합을 통해 변형되어 염도가 높아진다. 이 물은 북대서양에 도달하면 온도가 떨어지고 염도가 높아져 밀도가 높아지기 때문에 대류를 통해 냉각되고 가라앉는다. NADW는 높은 염도, 높은 산소 함량, 영양소 미니마, 높은 C/12C,[1] 클로로플루오로카본스(CFCs)에 의해 검출될 수 있는 이 두꺼운 심층층의 유출이다.[2]

CFC는 대기와 가스 교환을 통해 해양 표면으로 들어가는 인공 물질이다. 이 독특한 구성은 그것이 깊은 인도양과 남태평양의 일부를 차례로 채우는 CDW와 섞이면서 그것의 경로를 추적할 수 있게 한다. NADW와 그 형성은 열대 대서양에서 중·고위도 대서양으로 대량의 물, 열, 소금, 탄소, 영양소 및 기타 물질을 운반하는 역할을 하는 대서양 메리디온 전복순환(AMOC)에 필수적이다.[3]

세계 대양의 열전순환 컨베이어 벨트 모델에서 NADW의 침몰은 북대서양 표류수를 북쪽으로 끌어 당긴다. 그러나 이는 NADW 형성과 걸프 스트림/북대서양 표류 강세 사이의 실제 관계를 거의 확실히 지나치게 단순화한 것이다.[4]

NADW의 온도는 2-4 °C이고 염도는 34.9-35.0 psu이며 1500~4000m의 깊이에서 발견된다.

형성 및 출처

NADW는 깊은 대류에 의해 형성되고 또한 그린란드-아이슬란드-스코틀랜드 산등성이를 가로지르는 밀도가 높은 물의 범람에 의해 형성되는 몇 개의 물 덩어리로 이루어진 복합체다.[5]

북대서양에서의 순환 패턴. 차갑고 밀도가 높은 물은 위도에서 남쪽으로 흐르는 파란색으로 표시되며, 따뜻하고 밀도가 낮은 물은 낮은 위도에서 북쪽으로 흐른다.[6]

상층부는 겨울 동안 깊은 열린 바다 대류에 의해 형성된다. 래브라도 해에서 형성된 래브라도 해수(LSW)는 밀도가 높은 물이 아래로 가라앉으면서 2000m 깊이에 이를 수 있다. 클래식 래브라도 해수(CLSW) 생산은 전년도 래브라도 해의 물의 전제 조건과 북대서양 진동 강도에 따라 달라진다.[5]

긍정적인 NAO 단계에서는 강한 겨울 폭풍이 발달할 수 있는 조건이 존재한다. 이 폭풍들은 표면의 물을 상쾌하게 하고, 그들의 바람은 더 밀도가 높은 물을 가라앉게 하는 사이클론적인 흐름을 증가시킨다. 그 결과, 온도, 염도, 밀도는 매년 다르다. 어떤 해에는 이러한 조건이 존재하지 않으며 CLSW가 형성되지 않는다. CLSW는 특성 전위온도가 3°C, 염도가 34.88 psu, 밀도가 34.66이다.[5]

LSW의 또 다른 구성 요소는 ULSW(Upper Labrador Sea Water)이다. ULSW는 CLSW보다 낮은 밀도로 형성되며 아열대 북대서양에서 최대 1200~1500m의 CFC를 가지고 있다. 식염수가 적은 차가운 ULSW의 에디는 비슷한 밀도의 따뜻한 염수와 DWBC를 따라 흐르지만 높은 CFC는 유지한다. ULSW 에디는 이 따뜻한 소금물에 횡방향으로 섞이면서 빠르게 침식한다.[5]

NADW의 하부 수량은 그린란드-아이슬란드-스코틀랜드 능선의 범람으로 형성된다. 아이슬란드-스코틀랜드 오버플로우 워터(ISOW)와 덴마크 해협 오버플로우 워터(DSOW)이다. 이 오버플로우는 짙은 북극해 물(18%), 변형 대서양 물(32%), 북유럽 바다의 중간 물(20%)이 합쳐져 그린란드-아이슬랜드-스코틀랜드 능선 위를 흐를 때 다른 물 덩어리와 섞여 섞이는 것이다.[7]

이 두 해역의 형성은 북쪽에 흐르는 따뜻한 짠맛이 나는 지표수를 그린란드-아이슬랜드-스코틀랜드 능선 뒤쪽의 차가운 밀도가 높은 깊은 심해로 전환하는 것을 포함한다. 북대서양 해류에서 유입되는 물 흐름은 프람 해협과 바렌츠 해협으로 갈라지는 노르웨이 해류를 통해 북극해로 유입된다.[8] 프람 해협에서 나온 물은 재순환되어 DSOW의 밀도에 도달하고, 싱크대를 거쳐 덴마크 해협 쪽으로 흐른다. 바렌트 해로 흘러드는 물은 ISOW를 먹여 살린다.

ISOW는 850m 깊이에서 페로 뱅크 해협을 통해 아이슬란드-스코틀랜드 능선을 넘어 북대서양 동부로 진입하며, 얕은 아이슬란드-페로어 라이즈 상공에 약간의 물이 흐른다. ISOW는 CFC 농도가 낮으며, 이 농도로부터 ISOW가 45년간 산등성이 뒤쪽에 존재하는 것으로 추정되고 있다.[5] 수로의 바닥에서 남쪽으로 흐르면서 북대서양 동부의 주변수로 유입되고, 찰리-기브스 균열구역을 통해 서북대서양으로 흘러들어 LSW가 유입된다. 이 물은 (DSOW)보다 밀도가 낮고, 어밍거 분지에서 사이클론적으로 흐를 때 그 위에 놓여 있다.

DSOW는 NADW의 가장 춥고 밀도가 높으며 가장 신선한 물량으로, 능선 뒤에 형성된 DSOW는 600m 깊이의 덴마크 해협 위를 흐른다. DSOW에 기여하는 가장 중요한 물량은 북극 중간 물(AIW)이다.[9] 겨울 냉방과 대류를 통해 AIW가 덴마크 해협 뒤쪽으로 가라앉아 풀링할 수 있다. 상부 AIW는 대기에 노출돼 인공위성 트레이서가 많이 탑재됐다. AIW의 삼중수소 및 CFC 서명은 그린란드 대륙 기울기 기초의 DSOW에서 관찰된다. 이것은 또한 남쪽으로 450 km를 흐르는 DSOW가 2년 이하라는 것을 보여주었다.[5] DSOW와 ISOW 모두 깊은 경계 전류를 타고 이르밍거 분지와 래브라도 해 주변을 흐른다. 그린란드해를 2.5Sv로 떠나면 그린란드 남쪽 10Sv까지 유량이 증가한다. 그것은 춥고 비교적 신선하며, DWBC에서 3500m 아래로 흐르고 깊은 대서양 분지 안쪽으로 퍼져 있다.

확산 경로

NADW는 대서양을 통해 남쪽으로 흐르며 대서양 중턱 능선을 지나 남극의 밑바닥에 접근한다.

깊은 서부 경계 전류(DWBC)를 따라 남하하는 NADW의 확산은 높은 산소 함량, 높은 CFC, 밀도로 추적할 수 있다.[10]

ULSW는 NADW 상부의 주요 공급원이다. ULSW는 DWBC와 혼합된 작은 에이드로 래브라도 해에서 남하한다. ULSW와 관련된 CFC 최대치는 1500m에서 DWBC에서 24°N을 따라 관찰되었다.[10] 상부 ULSW 중 일부는 걸프 스트림으로 재순환되고, 일부는 DWBC에 남아 있다. 소분류학에서 높은 CFC는 소분류학에서 재순환을 나타낸다.[5]

DWBC에 남아 있는 ULSW는 적도로 이동할 때 희석된다. 1980년대 후반과 1990년대 초반 래브라도 해의 깊은 대류는 하향 혼합으로 인해 CLSW 농도가 낮아졌다. 대류를 통해 CFC는 2000m까지 더 아래로 침투할 수 있었다. 이러한 최소치는 추적할 수 있었고, 1990년대 초 하위학에서 처음 관찰되었다.[5]

ISOW와 DSOW는 Irminger Basin을 중심으로 흐르고 DSOW는 DWBC로 진입한다. 이것들은 NADW의 두 하위부분이다. 또 다른 CFC 최대치는 NADW에 대한 DSOW 기여의 하위분류에서 3500m에 나타난다.[10] NADW의 일부는 북쪽의 세레와 재순환한다. gyre NADW의 남쪽은 걸프 스트림 아래 흐르며, 여기서 DWBC를 따라 하위 로픽의 다른 gyre에 도달할 때까지 계속된다.

그린란드와 노르웨이 바다에서 발원한 하북대서양 심해(LNADW)는 대서양 중부 리지(MAR)의 적도 골절지대인 로마체 해구 쪽으로 높은 염도, 산소, 프리온 농도를 가져온다. 약 3,600–4,000m(11,800–13,100ft) 깊이에서 발견된 LNADW는 AABW를 넘어 해구를 통해 동쪽으로 흐른다. 이 해구는 MAR에서 두 물 덩어리에 대해 베이신 간 교환이 가능한 유일한 개구부다.[11]

변동성

북대서양 해양심층수 형성은 과거 (젊은 드라이아스 기간이나 하인리히 행사 기간과 같은) 동안 극적으로 감소했으며, 이는 걸프 스트림과 북대서양 표류량의 감소와 연관되어 서북유럽의 기후를 냉각시킬 수 있을 것으로 생각된다.

지구온난화가 다시 이런 현상을 일으킬 수 있다는 우려가 있다. 또한 마지막 빙하 최대치(LGM) 동안 NADW를 빙하 북대서양 중간수(GNAIW)로 알려진 얕은 깊이를 점유한 아날로그 물량으로 대체했다는 가설도 있다.[citation needed]

참고 항목

참조

  1. ^ Broeker, Wallace (1991). "The great ocean conveyor" (PDF). Oceanography. 4 (2): 79–89. doi:10.5670/oceanog.1991.07.
  2. ^ "North Atlantic circulation and thermohaline forcing". Sam.ucsd.edu. Retrieved 9 January 2015.
  3. ^ Schmitner, Andreas; et al. (2007). "Introduction: The Ocean's Meridional Overturning Circulation" (PDF). People.oregonstate.edu. Retrieved 9 January 2015.
  4. ^ [1] 2008년 9월 25일 웨이백머신에 보관
  5. ^ Jump up to: a b c d e f g h 스미시, 윌리엄 M 등 "클로로플루오로카본스를 이용한 북대서양 심층수 흐름 추적" 지구물리학연구 제105권.C6(2000):14297-14323.
  6. ^ "NASA GISS: Science Briefs: Modeling an Abrupt Climate Change". Giss.nasa.gov. Archived from the original on 18 February 2006. Retrieved 9 January 2015.
  7. ^ 탄화, 토스테, K A올손, 에밀 진슨. "덴마크 해협 형성으로 물이 넘치고 그 수화학적인 구성이 넘쳐난다." 해양시스템 저널 57.3-4(2005년):264-288.
  8. ^ 샤우어, 우슐라 등 "난센 분지 중간 층에 북극 동부 선반 수역의 영향." 지구물리학연구 제102권.C2(1997년):3371-3382.
  9. ^ Swift, James H, KnutAagaard, Svend-AageMalmberg. "덴마크 해협의 기여도가 깊은 북대서양으로 넘친다." 심해 연구 파트 I 27.1(1980):29-42.
  10. ^ Jump up to: a b c 탈리, 외 물리 해양학: 소개. 아카데미 프레스 2011
  11. ^ Ferron, B.; Mercier, H.; Speer, K.; Gargett, A.; Polzin, K. (1998). "Mixing in the Romanche Fracture Zone". Journal of Physical Oceanography. 28 (10): 1929–1945. doi:10.1175/1520-0485(1998)028<1929:MITRFZ>2.0.CO;2.

추가 읽기

외부 링크