Västra gränsströmmar på låg latitud

Låg-latitud västra gränsströmmar (LLWBC) är västra gränsströmmar som ligger mellan de subtropiska svängarna , inom 20° från ekvatorn. De är viktiga för att stänga den tropiska cirkulationen som drivs av det ekvatoriala zonflödet, och underlättar transport mellan havet mellan de subtropiska gyren. De förekommer i regioner med negativa (positiva) vindpåfrestningar på södra (norra) halvklotet och har sitt ursprung vid den västra bifurkationspunkten av den södra eller norra ekvatorialströmmen . De är typiskt ekvatorriktade (cykloniska) i motsats till subtropiska västra gränsströmmar, som tenderar att vara polriktade (anticykloniska). Några välkända exempel inkluderar Mindanao-strömmen (MC) och East African Coastal Current (EACC).

LLWBC transporterar mycket massa och tar med sig kallare, saltare och tätare vatten från subtropikerna till tropikernas varma, mindre salta och mindre täta vatten. De är föremål för förändringar i intensitet och riktning på säsongsbetonade och fleråriga tidsskalor på grund av den årliga variansen i latitud för ekvatorialströmmarna och El Niño-södra oscillation .

LLWBCs i Atlanten

Low-latitude western boundary currents in Atlantic. The South Equatorial Current crosses the Atlantic at a latitude of 10 degrees South. On reaching Brazil, it splits into two: the southern branch goes along the Brazilian coast as the Brazil Current. The northern branch, or North Brazil Current, goes along the North Brazil coast, past Guyana, Surinam, and Venezuela. It stops just before the Caribbean. The current enters the Caribbean as the Yucatan Current, which goes along the south of the Caribbean Sea.

LLWBCs i Atlanten: NBC = North Brazil Current, YC = Yucatan Current. Andra strömmar: BC = Brazil Current, SEC = South Equatorial Current. Andra strömmar som den nordliga ekvatorialströmmen är uteslutna för enkelhets skull. Baserat på plotter från Sen Gupta et al.

LLWBC i Atlanten är North Brazil Current (NBC). Även om det till en början transporterar ganska salt vatten, förändras dess salthalt avsevärt längs dess kurs på grund av det massiva inflödet av sötvatten från Amazonas delta . Detta tillflöde gör det av avgörande betydelse för transporten av kallare, relativt färskare vatten till norra Atlanten. Det mesta av vattnet under 12 grader som rinner genom Karibien transporteras från södra Atlanten med denna ström.

NBC utvecklas som ekvatorgrenen av South Equatorial Current (SEC), och transporterar 23 - 26 Sv havsvatten längs den norra Brasiliens kust mot Venezuela med en hastighet av cirka 1 m/s . Under sin resa norrut matar den både den norra ekvatoriala underströmmen (NEUC) och den norra ekvatoriska motströmmen (NECC) i en serie av retroflektioner mellan 6°N och 8°N.

Nära Barbados matar den Yucatan (eller Karibiska) strömmen (YC), som har en genomsnittlig transport på 30 Sv .

LLWBCs i Indiska oceanen

Low-latitude western boundary currents in the Indian Ocean. To the north of Madagascar, the South Equatorial Current bifurcates into the North-East and South-East Madagascar Currents. The North-East Madagascar Current feeds into the East African Coastal Current. The East African Coastal Current transports water to the north and feeds the Somali Current, which is part of the monsoon system and changes direction with each monsoon.

LLWBCs i Indiska oceanen: EACC = East African Coastal Current. Andra strömmar: SC = Somalisk ström, EIC = East India (kustström), SEC = South Equatorial Current. Observera att under sommarmonsunen är SC och EIC riktade mot sydväst, medan de under vintermonsunen är riktade mot nordost. Resten av monsunens nuvarande system är uteslutet för enkelhets skull. MZC, som matar Agulhas-strömmen, dras inte heller. Baserat på plotter från Sen Gupta et al.

EACC och Somali Current (SC) är de viktigaste LLWBC:erna i Indiska oceanen . East Indian Coastal Current (EIC) anses ibland vara en LLWBC.

Jämförelsevis sötvatten transporteras från den maritima kontinenten och Stilla havet via det indonesiska genomflödet (ITF) till västra Indiska oceanen av SEC. Nära Madagaskar delar sig den nedre grenen av SEC i de norra (eller nordöstra) och södra (eller sydöstra) Madagaskarströmmarna (SMC). North Madagascar Current (NMC) delas sedan i Mocambique Current (MZC) och EACC. Beroende på säsong kommer EACC (med en topptransport på cirka 19 Sv vid 8°N) antingen att matas in i norra SC, eller konvergera med söder SC för att bilda NECC där den transporteras tillbaka över Indiska oceanen . Retroflections från EACC bildar South Gyre och Great Whirl .

Både EIC i Bengaliska viken och SC ändrar riktning beroende på monsunen. När det gäller EIC, när det råder en nordostlig monsun, är den riktad mot sydväst, och när det är en sydvästlig monsun riktas den mot nordost. SC följer ett liknande mönster.

LLWBCs i Stilla havet

This image shows a number of low-latitude western boundary currents in the West Pacific Ocean. At the bottom we can see the South Equatorial Current bifurcating near Australia into the East Australian Current and the Gulf of Papua Current. The Gulf of Papua Current goes around the south of New Guinea before becoming the New Guinea Coastal Undercurrent and passing through the Vitiaz Strait. In the Northern Hemisphere, the north equatorial current bifurcates into the Kuroshio Current and the Mindanao Current just to east of Luzon. The Mindanao Current travels to the east of Luzon and Mindanao. It ends in an eddy called the Mindanao Eddy at the entrance to the Celebes Sea. The New Guinea Coastal Undercurrent also ends here. The Mindanao Eddy feeds the Indonesian Throughflow.

LLWBCs i Stilla havet: NGCUC = New Guinea Coastal Undercurrent, MC = Mindanao Current, GPC = Gulf of Papua Current. Andra strömmar och virvlar: ME = Mindanao Eddy, HE = Halmahera Eddy, NEC = North Equatorial Current, SEC = South Equatorial Current, ITF = Indonesian Throughflow, EAC = East Australian Current. Baserat på plotter från Sen Gupta et al.

Systemet med LLWBCs i Stilla havet är av stort intresse på grund av den oregelbundna topografin, det faktum att de inblandade strömmarna modulerar mängden värme och massa som kommer in i den västra Stillahavspoolen och för att de hjälper till att lufta den relativt djupa tropiska termoklinen . Dessutom markerar konvergensen av de två LLWBC:erna källan till ITF, den enda större läckagepunkten från hav till hav på planeten.

Det södra av de två LLWBC-systemen börjar strax norr om det stora barriärrevet , där en nedre lem av den södra ekvatorialströmmen delar sig i den östaustraliska strömmen och Papuabukten (GPC). GPC färdas runt Nya Guineas södra spets och blir New Guinea Coastal Undercurrent (NGCU), som finns på djup av 200 till 400 m och är mest intensiv under SW-monsunen, med transporter som varierar mellan 20 och 29 Sv . NGCU:en färdas genom Salomonsjön och längs den norra Nya Guinea-kusten via Vitiazsundet , Solomonsundet eller St Georges sund. I Celebes hav möter NGCU MC. Vattenmassor återvinns genom massiva virvlar och matar ITF (15 Sv ) och NECC.

Nära Luzon delar sig saltare subtropiskt vatten i North Equatorial Current (NEC) in i MC och Kuroshio Current (KC). MC, med en transport på 15 - 35 Sv, följer den filippinska skärgården söderut innan den möter vattnet på södra halvklotet.

Under MC :n finns en Mindanao Underström (MUC), som man trodde var riktad mot polen och placerad precis under MC:n . Faktum är att det som faktiskt händer under termoklinen är lite mer komplicerat. I stor skala (>400 km) finns det verkligen en mer eller mindre konstant nordlig MUC; men på mindre skalor finns det ett alternerande mönster av poleward och ekvatorriktade flöden som drivs av österut zonstrålar hittades vid 7°N, 10°N, 13°N och 18°N.

Nya Guineas kustström (NGCC) ändrar också riktning med monsunen .

Blandning i LLWBCs

I motsats till subtropiska västra gränsströmmar , där isopyknal blandning är förhöjd på grund av skjuvspänning — som ökar när du närmar dig en västlig gräns — såväl som intern vågbrytning , är bilden av blandning i LLWBC mindre tydlig. Nyligen genomförda experiment har visat att i Mindanao Eddy (ME) finns det relativt sett mindre blandning än vad som finns i en subtropisk västlig gränsström . Detta kan tyda på LLWBC i allmänhet; tidigare forskning hade dock föreslagit motsatsen.

Klimatförändring

Som är fallet för andra västliga gränsströmmar kommer mängden massa som transporteras av LLWBC att förändras i framtiden. Detta kommer att drivas av förändringar i bassängskala i vindfältet eller djup cirkulation under decennier. Transport längs MC och NBC kan försvagas med 2,3 till 5,6 Sv respektive -1,7 till -4,7 Sv, medan transporten längs GPC och NGCU kan intensifieras med 0,6 till 2,8 Sv respektive 1,9 till 4,9 Sv. Modeller indikerar också att även om strömmarna i södra Indiska oceanen kan försvagas avsevärt, verkar det inte troligt att EACC kommer att förändras avsevärt i styrka.

Sådana klimatinducerade förändringar i cirkulationen erkänns nu som en ytterligare stressfaktor på marina ekosystem. För att stärka LLWBCs som GPC, med tanke på att de motsätter sig klimatförändringshastigheter (som är polriktade), kan spridning av larver till mer termiskt lämpliga platser vara svårare. För försvagande LLWBCs som MC kan sådan omlokalisering göras mindre svår.