용승

Upwelling
바람이 남반구의 해안과 평행하게 부는 경우(예: 바람이 북쪽으로 부는 페루 해안) 에크만 운송은 표면수의 순 이동을 왼쪽으로 90° 발생시켜 해안 [1]융기를 초래할 수 있다.

용승은 깊은 물에서 바다 표면으로 밀도가 높고, 차갑고, 보통 영양분이 풍부한 물의 바람에 의한 움직임을 수반하는 해양학적 현상이다.그것은 따뜻하고 보통 영양분이 부족한 지표수를 대체한다.영양소가 풍부한 상향수는 식물성 플랑크톤과 같은 1차 생산자의 성장과 번식을 촉진합니다.식물성 플랑크톤의 바이오매스와 이러한 지역의 차가운 물의 존재는 차가운 해수면 온도(SST)와 고농도의 클로로필-a로 [2][3]상승 구역을 식별할 수 있게 한다.

용승지에서의 영양소 이용의 증가는 1차 생산의 높은 수준과 그에 따른 어업 생산으로 이어진다.전 세계 해양 물고기 어획량의 약 25%가 5개의 상류에서 생산되고 있으며, 전체 해양 [4]면적의 5%만 차지하고 있습니다.해안 해류나 갈라지는 외양에 의해 추진되는 수류는 영양분이 풍부한 물과 전 세계 어업 [4][5]생산량에 가장 큰 영향을 미친다.

메커니즘

상승의 원인이 되는 것은 바람, 코리올리 효과, 에크만 수송의 3대 요인입니다.그들은 용승의 종류에 따라 다르게 작동하지만,[6] 일반적인 효과는 동일합니다.상승의 전체 과정에서 바람이 특정 방향으로 해면을 가로질러 불며, 이는 바람과 물의 상호작용을 일으킨다.바람의 결과, 코리올리의 세력과 에크만의 수송에 의해, 물은 바람의 방향으로부터 90도의 그물을 운반하고 있습니다.에크만 수송은 물의 표면층을 바람의 방향에서 약 45도 각도로 움직이게 하고, 그 층과 그 아래 층 사이의 마찰에 의해 연속되는 층이 같은 방향으로 움직이게 한다.그 결과 물의 소용돌이가 물기둥 아래로 이동하게 됩니다.그리고 나서, 물이 어떤 방향으로 움직일지를 결정하는 것은 코리올리의 힘이다; 북반구에서는 물이 바람의 방향으로 오른쪽으로 운반된다.남반구에서는 물이 [7]바람의 왼쪽으로 이동한다.만약 물의 이 순 이동이 발산된다면,[2][6] 잃어버린 물을 대체하기 위해 깊은 물이 솟아오릅니다.

종류들

바다의 주요 융기는 깊고, 차갑고, 영양분이 풍부한 물을 지표로 가져오는 해류의 분기와 관련이 있습니다.상승에는 적어도 다섯 가지 유형이 있습니다: 해안 상승, 해양 내부에서의 대규모 바람에 의한 상승, 에드와 관련된 상승, 지형적으로 연관된 상승, 해양 내부에서의 광범위한 확산 상승.

연안

연안 상승은 가장 잘 알려진 상승 유형이며, 세계에서 가장 생산적인 어업의 일부를 지원하기 때문에 인간의 활동과 가장 밀접한 관련이 있다.풍향이 해안선과 평행하고 바람에 의한 해류를 발생시키면 연안 융기가 발생한다.코리올리 효과로 북반구에서는 바람이 부는 쪽으로, 남반구에서는 바람이 부는 쪽으로 방향을 전환한다.그 결과, 에크만 수송(Ekman Spiral)이라고 하는 바람의 방향에 대해 직각으로 지표수가 이동한다(Ekman Spiral도 참조).에크만 수송이 해안에서 멀어질 때, 멀어지는 지표수는 더 깊고 차갑고 밀도가 높은 [5]물로 대체된다.일반적으로 이러한 상승 과정은 하루에 약 5~10m의 속도로 발생하지만,[2][8] 바람의 세기와 거리에 따라 해안으로의 상승 속도와 근접성이 변경될 수 있다.

심층수에는 질산염, 인산염, 규산을 포함한 영양소가 풍부하며, 그 자체는 지표수에서 유기물(죽은/디탈 플랑크톤)이 가라앉은 결과물이다.표면으로 떠오를 때, 이러한 영양소들은 용해된2 CO(이산화탄소)와 태양으로부터의 빛 에너지와 함께 식물성 플랑크톤에 의해 광합성 과정을 통해 유기 화합물을 생산하기 위해 이용된다.따라서 상승 지역은 해양의 다른 지역에 비해 매우 높은 1차 생산량(식물 플랑크톤에 의해 고정된 탄소의 양)을 초래한다.그들은 전 세계 해양 [9]생산성의 약 50%를 차지한다.식물성 플랑크톤은 해양 [10]먹이사슬의 기초에 있기 때문에 높은 1차 생산량은 먹이사슬을 따라 전파된다.

먹이사슬은 다음 과정을 따릅니다.

  • 피토플랑크톤 → 주플랑크톤 → 포식 동물성 플랑크톤 → 여과 사료 → 포식 어류 → 해양 조류, 해양 포유류

해안 상승은 주요 해안 상승 시스템으로 알려진 일부 지역에서는 연중 내내 존재하며, 계절 해안 상승 시스템으로 알려진 다른 지역에서는 일년 중 특정 달에만 존재합니다.이러한 상승 시스템의 대부분은 상대적으로 높은 탄소 생산성과 관련이 있기 때문에 대형 해양 [12]생태계로 분류된다.

전 세계적으로 상승 지역과 관련된 5개의 주요 해안 해류가 있습니다: 카나리 해류(북서아프리카 앞바다), 벤겔라 해류(남아프리카 앞바다), 캘리포니아 해류(캘리포니아와 오리건 앞바다), 훔볼트 해류(페루와 칠레 앞바다), 소말리아 해류(소말리아와 오만 앞바다).이 모든 해류는 주요 어업을 지탱한다.연안 융류가 주로 발생하는 4대 동부 경계 해류는 카나리 해류, 벵겔라 해류, 캘리포니아 해류, 훔볼트 [13]해류이다.벵겔라 해류는 남대서양 아열대 환류의 동쪽 경계로, 두 지역에서 융기가 발생하는 북부와 남부 서브시스템으로 나눌 수 있다.서브시스템은 루데리츠 앞바다의 영구 상승 구역으로 구분되어 있으며, 이는 세계에서 가장 강한 상승 구역입니다.CCS(California Current System)는 북태평양의 동쪽 경계 해류로 북쪽과 남쪽의 분할이 특징입니다.이 시스템의 분할은 캘리포니아의 Point Conception에서 발생하는데, 이는 남쪽에서 약하게 솟아오르고 북쪽에서 강하게 솟아오르기 때문입니다.카나리아 해류는 북대서양 자이의 동쪽 경계 해류이며 카나리아 제도의 존재로 인해 분리되기도 합니다.마지막으로, 험볼트 해류 또는 페루 해류는 페루에서 칠레까지 남아메리카의 해안을 따라 서쪽으로 흐르고 앞바다에서 1,[9]000 킬로미터까지 뻗어 있습니다.이 네 개의 동쪽 경계 해류는 바다에 있는 해안 상승 지대의 대부분을 구성한다.

적도

적도 상승이 태평양의 표면 엽록소 농도에 미치는 영향

적도에서의 상승은 실제로 움직이고 결과적으로 종종 적도 바로 북쪽이나 남쪽에 위치하는 Intertropical Convergence Zone(ITCZ)과 관련이 있습니다.동쪽(서쪽) 무역풍은 북동쪽과 남동쪽에서 불어오고 서쪽을 부는 적도를 따라 모여 ITCZ를 형성합니다.적도를 따라 코리올리 세력이 존재하지 않지만, 용승은 여전히 적도의 바로 북쪽과 남쪽에서 일어납니다.이것은 더 밀도가 높고 영양분이 풍부한 물이 아래에서 위로 올라오면서 분기를 일으키고, 태평양의 적도 지역이 높은 식물성 플랑크톤 [4]농도의 넓은 선으로 우주에서 감지될 수 있다는 놀라운 사실을 야기한다.

남양

남양에 우뚝 솟구

대규모 용승은 남해에서도 볼 수 있다.여기서 강한 서풍이 남극을 중심으로 불면서 물의 흐름이 북쪽으로 크게 흐릅니다.이것은 사실 해안 상승의 한 종류이다.남아메리카와 남극 반도 끝 사이의 개방 위도 대역에는 대륙이 없기 때문에, 이 물의 일부는 매우 깊은 곳으로부터 끌어올려진다.많은 수치 모형과 관측 합성에서, 남양의 융기는 깊은 밀도의 물을 지표로 가져오는 주요 수단이다.남극 대륙의 일부 지역에서는 해안 근처에서 상승하는 바람에 의해 비교적 따뜻한 Circumpolar 깊은 물이 대륙붕으로 끌어당겨 빙붕의 융해와 빙상 [14]안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.얕은 바람으로 움직이는 상승은 북미와 남미 서해안, 북서부와 아프리카 남서부, 남서부와 호주에서도 발견되며, 모두 해양 아열대 고기압 순환과 관련이 있다(위의 상승 해안 참조).

해양 순환의 일부 모델은 압력에 의한 흐름이 물을 저위도로 수렴하여 열대지방에서 대규모 상승이 일어난다고 시사한다.그러나 필요한 확산 계수는 실제 바다에서 관측되는 것보다 더 큰 것으로 보인다.그럼에도 불구하고, 어떤 확산성 상승이 일어날 수 있다.

기타 소스

  • 연안 섬, 능선 또는 해산이 깊은 해류의 편향을 일으켜 생산성이 낮은 해양 지역에 영양소가 풍부한 영역을 제공할 경우 국지적이고 간헐적인 수류가 발생할 수 있다.주요 [4]원양어업을 하는 갈라파고스 군도와 세이셸 군도 주변의 우물을 예로 들 수 있다.
  • 수평 바람장에 적절한 전단부가 있는 한 상승은 어디에서나 발생할 수 있다.예를 들어 열대성 사이클론이 지역을 통과하는 경우, 일반적으로 8km/h(5mph) 미만의 속도로 이동하는 경우.사이클론 바람은 에크만 층의 지표수에 분리를 일으켜 [15]연속성을 유지하기 위해 더 깊은 물이 상승해야 한다.
  • 인공 상승은 해수면까지 물을 퍼올리기 위해 해양파 에너지 또는 해양 열 에너지 변환을 사용하는 장치에 의해 생산된다.해양 풍력 터빈은 또한 [16]급류를 발생시키는 것으로 알려져 있다.해양 파동 장치는 플랑크톤 꽃을 [17]피우는 것으로 나타났다.

바리에이션

동쪽에서 불어오는 비정상적으로 강한 바람이 따뜻한(빨간색) 지표수를 아프리카로 밀어내 수마트라 해안을 따라 차가운(파란색) 물이 솟아오르게 합니다.

상승 강도는 물의 수직 구조, 바닥 수심계의 변화, 해류의 불안정성뿐만 아니라 바람의 세기와 계절의 변동에 따라 달라진다.

일부 지역에서 용승은 연안의 봄꽃과 유사한 생산성의 주기적인 폭발을 야기하는 계절적 사건이다.바람으로 인한 상승은 육지 위의 따뜻하고 가벼운 공기와 바다 위의 더 차가운 밀도 높은 공기 사이의 온도 차이로 인해 발생합니다.온대 위도에서는 기온 대비가 계절에 따라 크게 달라 봄과 여름에 강한 상승기, 겨울에는 약한 상승기 또는 상승기 없는 상승기를 만든다.예를 들어, 오리건 주 앞바다에서는 6개월 동안의 상승기 동안 거의 상승하지 않는 기간으로 구분된 4~5번의 강한 상승 이벤트가 있습니다.반면, 열대 위도는 온도 대비가 일정하여 일년 내내 계속 상승한다.예를 들어 페루의 상승은 일년 내내 일어나며, 그 결과 정어리 및 [5]멸치를 위한 세계에서 가장 큰 해양 어업 중 하나가 된다.

무역 바람이 약해지거나 역류하는 비정상적인 해에는 상승하는 물이 훨씬 따뜻하고 영양분이 적어 바이오매스와 식물성 플랑크톤의 생산성이 급격히 감소합니다.이 이벤트는 엘니뇨-남부발진(ENSO) 이벤트로 알려져 있습니다.페루의 상승 시스템은 특히 ENSO 사건에 취약하며,[5] 연간 생산성의 극단적인 변동을 일으킬 수 있다.

수심계의 변화는 용승의 강도에 영향을 미칠 수 있다.예를 들어, 해안에서 뻗어나온 해저 능선은 인근 지역보다 유리한 융기 조건을 만들어 낼 것이다.융기는 일반적으로 이러한 능선에서 시작되며 다른 위치에서 [5]발달한 후에도 능선에서 가장 강하게 유지됩니다.

높은 생산성

가장 생산적이고 비옥한 해양지역인 용승지역은 해양생산의 중요한 원천이다.그들은 영양 수준 전체에 걸쳐 수백 종의 생물을 끌어들인다; 이러한 시스템의 다양성은 해양 연구의 중심점이 되어왔다.연구원들은 융기 지역의 전형적인 영양 수준과 패턴을 연구하면서 융기 시스템이 말벌과 허리의 풍요로운 패턴을 보인다는 것을 발견했다.이런 패턴에서 영양 수준이 높고 낮은 것은 높은 종의 다양성으로 잘 나타난다.그러나 중간 영양 수준은 한 두 종에 의해서만 나타난다.작은 원양 어류로 이루어진 이 영양층은 보통 존재하는 모든 어종 다양성의 약 3~4퍼센트만을 차지한다.하위 영양층은 평균적으로 약 500종의 요각류, 2500종의 복족류, 2500종의 갑각류 등으로 매우 잘 나타난다.정상과 근아펙스 영양 수준에는 보통 약 100종의 해양 포유류와 약 50종의 해양 조류가 있다.그러나 중요한 중간 영양종은 보통 식물성 플랑크톤을 먹고 사는 작은 원양어류이다.대부분의 용승 체계에서, 이러한 종은 멸치 또는 정어리이며, 2~3종이 가끔 존재하지만, 보통 한 종만 존재한다.이 물고기들은 큰 원양어류, 해양 포유류, 해양 조류와 같은 포식자들에게 중요한 먹이 공급원이다.비록 영양 피라미드의 밑부분은 아니지만, 그들은 전체 해양 생태계를 연결하고 상승 지역의 생산성을 매우[13] 높게 유지하는 중요한 종이다.

상승 생태계에 대한 위협

이 중요한 중간 영양 수준과 상승하는 영양 생태계에 가장 큰 위협은 상업적인 어업 문제입니다.용승지역은 세계에서 가장 생산성이 높고 어종이 풍부한 지역이기 때문에 상업적인 어민과 어업이 많이 몰린다.한편으로, 이것은 해양 동물 외에도 많은 사람들과 국가들에게 식량과 수입의 실행 가능한 원천으로 작용하기 때문에 상승 과정의 또 다른 이점이다.하지만, 다른 생태계와 마찬가지로, 개체군으로부터의 남획의 결과는 그 개체군과 생태계 전체에 해가 될 수 있다.융기하는 생태계에서 존재하는 모든 종은 생태계의 기능에서 중요한 역할을 한다.만약 한 종이 심각하게 고갈된다면, 그것은 영양의 나머지 수준 전체에 영향을 미칠 것이다.예를 들어, 인기 있는 먹잇감이 어업에 의해 표적이 된다면, 어부들은 솟아오르는 물에 그들의 그물을 던지는 것만으로 수십만 마리의 개체들을 모을 수 있다.이 물고기들이 고갈됨에 따라, 이 물고기들을 잡아먹은 사람들의 식량원이 고갈된다.따라서, 표적이 된 물고기의 포식자들은 죽어가기 시작할 것이고, 그들 위에 있는 포식자들에게 먹이를 줄 포식자들은 많지 않을 것이다.이 시스템은 먹이사슬 전체에 걸쳐 지속되어 생태계의 붕괴를 초래할 수 있다.생태계가 시간이 지남에 따라 복원될 수도 있지만, 모든 종이 이와 같은 사건으로부터 회복될 수는 없다.비록 그 종이 적응할 수 있다 하더라도, 이 상승 군집의 [13]재건에 지연이 있을 수 있다.

이러한 생태계 붕괴 가능성은 상승 지역의 어업의 바로 그 위험이다.어업은 다양한 종을 대상으로 할 수 있으며, 따라서 생태계의 많은 종에게 직접적인 위협이 되지만, 중간 원양어류에게는 가장 큰 위협이 됩니다.이 물고기들은 생태계가 융기하는 모든 영양과정의 핵심을 형성하기 때문에, 생태계를 통해 매우 잘 표현된다.불행하게도, 이 물고기들은 전체 어획량의 약 64%가 원양어로 이루어져 있기 때문에 가장 인기 있는 어업 표적이 되는 경향이 있다.그 중에서도 보통 중간 영양층을 형성하는 6종의 주요 어종이 [13]어획량의 절반 이상을 차지한다.

엘니뇨 동안 바람은 남미 해안으로 간접적으로 따뜻한 물을 보내 차가운 상승의 영향을 줄인다.

생태계의 부재로 인해 생태계가 붕괴되는 직접적인 원인이 되는 것 외에도 다양한 방법을 통해 생태계에 문제를 일으킬 수 있다.영양 수준이 높은 동물들은 완전히 굶어 죽거나 죽지는 않을 수 있지만, 줄어든 먹이 공급은 여전히 개체수를 해칠 수 있다.만약 동물들이 충분한 먹이를 얻지 못한다면, 그것은 그들이 평소처럼 자주 또는 성공적으로 번식하지 못할 것이라는 것을 의미할 것이다.이것은 개체수 감소로 이어질 수 있으며, 특히 정상적인 환경에서 자주 번식하지 않거나 늦게 생식적으로 성숙하는 종에서 그렇습니다.어업에 의한 종의 개체수 감소는 유전적 다양성의 감소로 이어져 생물 다양성의 감소를 가져올 수 있다는 점도 문제다.만약 종의 다양성이 현저히 감소한다면, 이것은 매우 다양하고 빠르게 변화하는 환경에서 종의 문제를 야기할 수 있습니다; 그들은 적응하지 못할 수 있고, 이는 개체군이나 [13]생태계의 붕괴를 초래할 수 있습니다.

융기 지역의 생산성과 생태계에 대한 또 다른 위협은 엘니뇨-남부발진(ENSO) 시스템, 또는 보다 구체적으로 엘니뇨 사건이다.평소와 라니냐 행사 기간 동안, 동쪽 무역 바람이 여전히 강하게 불어서 상승 과정을 계속한다.그러나 엘니뇨 사건 중에는 무역풍이 약해져 적도 북쪽과 남쪽의 물의 격차가 그리 심하지 않거나 널리 퍼지지 않기 때문에 적도 지역에서 상승이 감소한다.해안 상승 지역도 풍력 추진 시스템이기 때문에 감소하며, 바람은 더 이상 이러한 지역에서 그다지 강한 원동력이 되지 않습니다.그 결과, 전지구적 용승이 급격히 감소하여, 물이 더 이상 영양분이 풍부한 물을 공급받지 못하기 때문에 생산성의 저하를 초래한다.이러한 영양소가 없으면 나머지 영양 피라미드는 유지될 수 없고 풍부한 융기 생태계는 [18]붕괴될 것이다.

기후에 미치는 영향

연안 융류는 영향을 받는 지역의 지역 기후에 큰 영향을 미친다.이 효과는 해류가 이미 차가우면 확대된다.차갑고 영양분이 풍부한 물이 위로 이동하면서 해수면 온도가 낮아지면 바로 위의 공기도 차가워져 해무와 층운을 형성하며 응축되기 쉽다.이것은 또한 더 높은 고도 구름, 소나기, 뇌우의 형성을 억제하고 육지가 [19][20]건조하게 되는 바다 위의 강우를 초래한다.(남아프리카와 남아메리카의 서부 해안과 같은) 연중 상승 시스템에서는 일반적으로 기온이 더 낮고 강수량이 적다.계절적 상승 시스템은 종종 계절적 하강 시스템(미국과[21] 이베리아 반도 서부 해안의 상승 시스템)과 짝을 이루어 여름은 평균보다 시원하고 건조하며 겨울보다 온화하고 습하다.영구 상승 지역은 일반적으로 반건조/사막 기후를 가지며, 계절 상승 지역은 일반적으로 지중해/반건조 기후, 경우에 따라 해양 기후를 가진다.강력한 상승 체제로 인해 영향을 받는 일부 전세계 도시는 다음과 같습니다.샌프란시스코, 안토파가스타, 시네스, 에사우이라, 월비스 베이 등.

레퍼런스

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외부 링크