Weddell Havsbottenvatten

Weddell Sea Bottom Water (WSBW) är en delmängd av Antarctic Bottom Water (AABW) som har en temperatur på -0,7 °C eller kallare. Den består av en gren med högre salthalt och en gren med lägre salthalt. Den har sitt ursprung i Weddellhavet och följer nära havsbotten när den rinner ut i resten av världshaven. Den skapas främst på grund av de höga ytvindarna som blåser från den antarktiska kontinenten som hjälper till att kyla och syresätta den. Det flödar med en hastighet av 2 till 5 Sv och bidrar till det totala flödet av AABW.

Introduktion

Weddellhavet spelar en viktig roll i världshavens rörelse . En viktig del av Weddellhavet är Weddell Sea Bottom Water (WSBW). WSBW är en stor bidragsgivare till Antarctic Bottom Water (AABW). Medan WSBW anses vara en del av AABW, kommer skillnaden i dess potentiella temperatur . Den potentiella temperaturen för WSBW är -0,7 °C. Vid denna temperatur visar diagrammet för potentiell temperatur vs salthalt en kraftig förändring i lutning. Utflödet av WSBW påverkas mycket av Scotia Ridge . Rörelsen av WBSW är listad som 16 Sv vilket bidrar till ett totalt 97 Sv utflöde av AABW. 2 till 5 Sv av denna produktion är nybildat bottenvatten utanför den antarktiska kusten.

Bildning

Weddellhavet kännetecknas av en cyklon som avgränsas i söder av den antarktiska kontinenten , i väster av den antarktiska halvön , i norr av Scotia Ridge och sträcker sig så långt österut som 20 till 30°E. Prekursorn till bottenvattenbildning härrör från den breda kontinentalsockeln väster om 40°W där saltlake som frigörs under havsisbildning producerar en stor reservoar av kall (0 till -1,8 °C), hög salthalt (S ≥ 34,62 psu ) hylla vatten. Denna vattenmassa blandas sedan med en modifierad form av varmt djupt vatten nära kanten av kontinentalsockeln för att bilda ett tätt lager av bottenvatten, som i sin tur sjunker längs kontinentalsluttningen och flyter cykloniskt runt Weddellhavets västra och norra omkrets. handfat. Eftersom stora mängder av vattnet med hög salthalt observeras på kontinentalsockeln även under sommaren, kan bottenvatten bildas under hela året.

Weddell Sea Bottom Water uppvisar två former: en lågsalthalt, bättre syresatt komponent begränsad till den yttre kanten av Weddell Gyre , och en mer salthaltig, mindre syresatt komponent som observeras längre in i gyret. Den mer salthaltiga WSBW kommer från sydvästra Weddellhavet, där hyllavatten med hög salthalt är rikligt. Den mindre salthaltiga WSBW, som den mer ventilerade Weddell Sea Deep Water (WSDW), kommer från hyllvatten med lägre salthalt vid en punkt längre norrut längs den antarktiska halvön.

Det är viktigt att skilja mellan AABW och en underklass av denna vattenmassa, WSBW. WSBW kännetecknas av lägre potentiella temperaturer och större temperaturgradienter nära botten, vilket tyder på nyligen bildad i sydvästra och västra Weddellhavet. När detta bottenvatten sprider sig från sitt område där det sjunker, blandas det så småningom med det varmare och saltare vattnet ovanför för att bilda AABW. Längs Scotia Ridge-Cape Norvegia-sektionen sträcker sig potentiella temperaturvärden på djup större än 4 500 m (14 800 fot) från -0,94 till -0,63 °C, medan salthaltsvärdena varierar från 34,639 till 34,652 psu . Den norra gränsen för kärnan av Weddell Sea Bottom Water ligger mot den södra kanten av Scotia Ridge, vilket tyder på att cirkulationen och egendomsfördelningen är starkt påverkad av batymetri .

Transport

Transporten av Weddell Sea Bottom Water ut ur Weddell Sea representerar utflödet av nybildat bottenvatten plus inneslutet bottenvatten som kommer in i Weddell Sea från sydost. Carmack och Foster uppskattade produktionshastigheten för bottenvatten från blandningsförhållandet mellan nybildat bottenvatten och medbringat bottenvatten. Modeller för bildning av bottenvatten baserade på hydrografiska observationer antydde att bottenvattnet som bildas vid kanten av kontinentalsockeln har en initial temperatur på -1,4 till -1,2 °C. Detta område representerar också det kallaste bottenvatten som observerats vid basen av kontinentalsluttningen i det nordvästra hörnet av Weddellhavet. Andelen nybildat bottenvatten i den utströmmande WSBW varierar från cirka 12 till 31 %, så flödet av nybildat bottenvatten ut ur Weddellhavet är cirka 2 till 5 Sv. Å andra sidan är de mycket högre produktionshastigheterna som ibland föreslås förmodligen uppskattningar av den totala transporten av bottenvatten ut ur Weddellhavet som inkluderar en stor del av det antarktiska bottenvatten som kommer in i Weddellhavet från sydost.

De lågsalthaltiga, bättre ventilerade formerna av WSDW och WSBW som flödar längs den yttre kanten av Weddell Gyre har positionen och djupområdet som skulle leda till översvämning av de topografiska gränserna av Weddell Basin, medan de mer salthaltiga formerna kan tvingas till recirkulera inom Weddell Gyre bärs av den västra gränsströmmen av Weddell Sea in i det nordvästra hörnet av Weddell Gyre. Därifrån strömmar dessa vattenmassor österut, antingen inom den norra delen av Weddell Gyre eller når norrut in i Scotiahavet, och kyler så småningom de nedre 2 km av världshavet som Antarktis bottenvatten.

Det föreslås att den mer salthaltiga WSBW med lägre syrehalt kommer från hyllvatten som sjunker ner i djuphavet i sydvästra Weddellhavet. Den högre salthalten i denna WSBW beror på injektion av hylla med hög salthalt som är karakteristiskt för regionen. Fahrbach et al. föreslår att bottenvatten med låg salthalt bildas nära Larsens ishylla .

Klimatpåverkan

McKee et al., genomförde en studie av variationen i bottenvattentemperaturen i förhållande till El Niño-Southern Oscillation (ENSO), Southern Annular Mode (SAM) och Antarctic Dipole (ADP). Denna studie genomfördes för att upptäcka vilken inverkan WSBW har på det globala klimatet. En 8-årig tidsstudie av den potentiella temperaturen för Weddell Gyre-utflödet analyserades. Variabilitet mellan år upptäcktes under vintrarna 1999 och 2002. Anomalierna tyder på ENSO-inflytande med 14-20 månaders ledtid med influenser från SAM även vid 14-20 månaders ledtider. Varma ENSO-händelser orsakar ökningen av havsisadvektion och fler kustnära polynyor vilket möjliggör mer tät hylla vattentillgång. Dessa ENSO- och SAM-ändringar påverkar WSBW 14–20 månader senare. Deras forskning tyder på att det måste finnas stora ENSO- och SAM-händelser för att anomalierna i WSBW-temperaturen ska kunna märkas. Dessa stora fluktuationer möjliggör varma och kalla pulser i WSBW. Med en stark ENSO-händelse reduceras havsisen kraftigt under sommaren, vilket exponerar mer ytvatten för vinden så att den sjunker. Detta gör WSBW kallare än normalt, vilket gör att den kan injicera kallare vatten i stora delar av världens hav. Om ENSO ens är tillräckligt svag kan ytvindarna utanför den antarktiska kusten ändra riktning vilket skapar en minskning av hylsvattnet. Detta kommer att värma WSBW eftersom den inte har lika mycket tillgång till det kalla, täta ytvattnet.