Upwelling (Polski)

Główne orzeźwienia w oceanie są związane z rozbieżnością prądów, które wypływają na powierzchnię głębszych, zimniejszych i bogatych w składniki odżywcze wód. Istnieje co najmniej pięć typów upwellingu: upwellingu przybrzeżnego, upwellingu na dużą skalę napędzanego wiatrem we wnętrzu oceanu, upwellingu związanego z wirami, upwellingu związanego z topografią i upwellingu szeroko-dyfuzyjnego we wnętrzu oceanu.

CoastalEdit

Upwelling przybrzeżny jest najbardziej znanym rodzajem upwellingu i najbardziej związanym z działalnością człowieka, ponieważ wspiera jedne z najbardziej produktywnych łowisk na świecie. Upwelling przybrzeżny wystąpi, jeśli kierunek wiatru jest równoległy do linii brzegowej i generuje prądy napędzane wiatrem. Prądy napędzane wiatrem są kierowane na prawo od wiatrów na półkuli północnej i na lewo na półkuli południowej z powodu efektu Coriolisa. Rezultatem jest ruch netto wód powierzchniowych pod kątem prostym do kierunku wiatru, znany jako transport Ekmana (patrz także Ekman Spiral). Kiedy transport Ekmana odbywa się z dala od wybrzeża, odpływające wody powierzchniowe są zastępowane głębszą, zimniejszą i gęstszą wodą. Zwykle ten proces upwellingu zachodzi z częstotliwością około 5–10 metrów dziennie, ale tempo i odległość upwellingu od wybrzeża może ulec zmianie ze względu na siłę i odległość wiatru.

Głębokie wody są bogate w składniki odżywcze, w tym azotany, fosforany i kwas krzemowy, które same w sobie są wynikiem rozkładu tonącej materii organicznej (martwego / detrytycznego planktonu) z wód powierzchniowych. Po wydostaniu się na powierzchnię te składniki odżywcze są wykorzystywane przez fitoplankton wraz z rozpuszczonym CO2 (dwutlenkiem węgla) i energią świetlną słońca do produkcji związków organicznych w procesie fotosyntezy. Regiony upwellingowe powodują zatem bardzo wysoki poziom produkcji pierwotnej (ilość węgla wiązanego przez fitoplankton) w porównaniu z innymi obszarami oceanu. Odpowiadają za około 50% światowej produktywności morskiej. Wysoka produkcja pierwotna rozprzestrzenia się w górę łańcucha pokarmowego, ponieważ fitoplankton jest podstawą oceanicznego łańcucha pokarmowego.

Łańcuch pokarmowy przebiega zgodnie z przebiegiem:

• Fitoplankton → Zooplankton → Drapieżny zooplankton → Filtry żerujące → Ryby drapieżne → Ptaki morskie, ssaki morskie

W niektórych regionach wzrost przybrzeżny występuje przez cały rok, znany jako główne przybrzeżne systemy upwellingu, i tylko w niektórych miesiącach roku w inne regiony, znane jako sezonowe przybrzeżne systemy upwellingu. Wiele z tych systemów upwellingu wiąże się ze stosunkowo wysoką produktywnością węgla i dlatego jest klasyfikowanych jako duże ekosystemy morskie.

Na całym świecie istnieje pięć głównych prądów przybrzeżnych związanych z obszarami upwellingu: Prąd Kanaryjski (u wybrzeży Afryki północno-zachodniej), Prąd Benguela (u wybrzeży Afryki Południowej), Prąd Kalifornijski (u wybrzeży Kalifornii i Oregonu), Prąd Humboldta (u wybrzeży Peru i Chile) oraz Prąd Somalijski (u wybrzeży Somalii i Omanu). Wszystkie te prądy wspierają główne łowiska. Cztery główne wschodnie prądy graniczne, w których występuje głównie upwelling przybrzeżny, to Prąd Kanaryjski, Prąd Benguela, Prąd Kalifornijski i Prąd Humboldta. Prąd Benguela jest wschodnią granicą subtropikalnego wiru południowego Atlantyku i można go podzielić na podsystem północny i południowy, przy czym na obu obszarach występuje upwell. Podsystemy są podzielone przez obszar trwałego upwellingu w Luderitz, który jest najsilniejszą strefą upwellingu na świecie. California Current System (CCS) jest wschodnim prądem granicznym północnego Pacyfiku, charakteryzującym się również podziałem na północ i południe. Rozłam w tym systemie występuje w Point Conception w Kalifornii z powodu słabego upwellingu na południu i silnego upwellingu na północy. Prąd Kanaryjski jest wschodnim prądem granicznym Wiru Północnoatlantyckiego i jest również oddzielony ze względu na obecność Wysp Kanaryjskich. Wreszcie Prąd Humboldta lub Prąd Peru płynie na zachód wzdłuż wybrzeża Ameryki Południowej od Peru do Chile i rozciąga się na odległość do 1000 kilometrów od brzegu. Te cztery wschodnie prądy graniczne obejmują większość przybrzeżnych stref upwellingowych w oceanach.

EquatorialEdit

Wznoszenie się na równiku jest związana z Międzytropikalną Strefą Konwergencji (ITCZ), która w rzeczywistości przesuwa się, a co za tym idzie, często znajduje się nieco na północ lub południe od równika. Wschodnie (zachodnie) wiatry wieją z północnego i południowego wschodu i zbiegają się wzdłuż równika wiejąc na zachód, tworząc ITCZ. Chociaż wzdłuż równika nie występują siły Coriolisa, upwelling nadal występuje nieco na północ i południe od równika.Prowadzi to do rozbieżności, z gęstszą, bogatą w składniki odżywcze wodą wypływającą od dołu, i skutkuje niezwykłym faktem, że region równikowy na Pacyfiku można wykryć z kosmosu jako szeroką linię wysokiego stężenia fitoplanktonu.

Southern OceanEdit

Upwelling na dużą skalę występuje również na Oceanie Południowym. Tutaj silne wiatry zachodnie (na wschód) wieją wokół Antarktydy, napędzając znaczny przepływ wody na północ. W rzeczywistości jest to rodzaj upwellingu przybrzeżnego. Ponieważ w paśmie otwartych szerokości geograficznych między Ameryką Południową a końcem Półwyspu Antarktycznego nie ma kontynentów, część tej wody jest pobierana z dużych głębokości. W wielu modelach numerycznych i syntezach obserwacyjnych, upwelling Oceanu Południowego stanowi podstawowy sposób, za pomocą którego głęboka, gęsta woda jest wypuszczana na powierzchnię. W niektórych regionach Antarktydy, wiatr w górę w pobliżu wybrzeża przyciąga stosunkowo ciepłą wodę okołobiegunową na szelf kontynentalny, gdzie może wzmagać topnienie szelfu lodowego i wpływać na stabilność pokrywy lodowej. Płytszy, napędzany wiatrem upwelling występuje również u zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej i Południowej, północno-zachodniej i południowo-zachodniej Afryki oraz południowo-zachodniej i południowej Australii, a wszystko to jest związane z oceanicznymi subtropikalnymi wysokociśnieniowymi cyrkulacjami (patrz powyżej).

Niektóre modele cyrkulacji oceanicznej sugerują, że upwelling na szeroką skalę występuje w tropikach, ponieważ przepływy wywołane ciśnieniem zbiegają wodę w kierunku niskich szerokości geograficznych, gdzie jest ona dyfuzyjnie ogrzewana od góry. Jednak wymagane współczynniki dyfuzji wydają się być większe niż obserwowane w prawdziwym oceanie. Niemniej jednak, prawdopodobnie dochodzi do pewnego rozproszonego upwellingu.

Inne źródłaEdytuj

• Lokalne i sporadyczne wypiętrzenia mogą wystąpić, gdy przybrzeżne wyspy, grzbiety lub góry morskie powodują odchylenie głębokich prądów, zapewniając obszar bogaty w składniki odżywcze na obszarach oceanicznych o niskiej produktywności. Przykładami mogą tu być uspokojenia zwierząt wokół Wysp Galapagos i Seszeli, na których występują główne połowy pelagiczne.
• Upwelling może wystąpić wszędzie, o ile w poziomym polu wiatru występuje odpowiednie ścinanie. Na przykład, gdy cyklon tropikalny przechodzi przez obszar, zwykle poruszając się z prędkością mniejszą niż 5 mil / h (8 km / h). Wiatry cyklonowe powodują dywergencję wód powierzchniowych w warstwie Ekman, co z kolei wymaga wypływu głębszych wód, aby zachować ciągłość.
• Sztuczne upwelling jest wytwarzane przez urządzenia, które wykorzystują energię fal oceanicznych lub konwersję energii termicznej oceanu do wypompowywania wody na powierzchnię. Oceaniczne turbiny wiatrowe są również znane z wytwarzania nadbudówek. Wykazano, że urządzenia fal oceanicznych wytwarzają zakwity planktonu.