Autorska interpretacja na podstawie “Podręcznego atlasu świata”, 1998 r., Geocenter.
Ogólne znaczenie cyrkulacji termohalinowej
O cyrkulacji termohalinowej nie tak często się mówi (Patrz poniższy link z modelem Ziemi i cyrkulacji termohalinowej). To termin wzięty prosto z hydrologii (a dokładniej z oceanologii), który jest używany także w klimatologii. Ogólnie mówiąc. Co to jest? Jest to wielki transporter wód głębinowych i powierzchniowych. Czyli globalna cyrkulacja wód oceanów, która w dużym stopniu zależy od stężenia soli i temperatur. Ma ona bardzo duże znaczenie dla dynamiki klimatu ziemskiego. Na cyrkulację termohalinową mają również wpływ inne czynniki takie jak: ruch obrotowy Ziemi, zjawiska pływowe, globalna cyrkulacja powietrza.
Dużo się mówi o tym jakie ma downwelling znaczenie dla Europy, nawet nie dla wschodnich stanów USA czy Kanady, ale dla Europy. I owszem ma. Jednak nie tylko. Również jakieś znaczenie ma w końcu upwelling dla Indii i Indochin na Oceanie Indyjskim oraz dla Alaski i dla wybrzeży Kanady i USA na Pacyfiku. Może inne niż dla Europy pod względem klimatycznym, ale jakieś ma. Nie można też ignorować znaczenia powierzchniowych prądów ciepłych i zimnych, które nie biorą udziału w tym taśmociągu globalnym. W pewnym sensie też mają jakieś znaczenie dla klimatu, przynajmniej w sensie regionalnym czy lokalnym. Pytanie jednak; jakie znaczenie mają te prądy powierzchniowe, które załapały się do taśmociągu wodnego. Zbyt mało jest informacji na ten temat. I warto by było pochylić się głębiej nad tymi zagadnieniami. Gdyż jest zbyt wiele niewiadomych. Można się też domyślić, że poszczególne prądy powierzchniowe (a być może i głębinowe) mają duże znaczenie dla funkcjonowania poszczególnych ekosystemów znajdujących się na danych kontynentach, wokół których przemieszcza się globalna cyrkulacja termohalinowa.
Cyrkulacja termohalinowa (CTH) i Prąd Zatokowy (Golfsztrom), a ogrzewanie Europy
Tuż u wschodnich wybrzeży Stanów Zjednoczonych, występują jednocześnie cyrkulacja termohalinowa i Prąd Zatokowy. CTH jest wywołana różnicą gęstości wody zasolonej, a ciepły prąd Golfsztrom napędzany jest ciepłymi wiatrami. Golfsztrom potem zmienia kierunek i bardziej na północny wschód płynie ku Wyspom Brytyjskim, a cyrkulacja termohalinowa zmierza w kierunku Półwyspowi Iberyjskiemu.
Prąd Zatokowy, a zaraz po nim Prąd Północnoatlantycki niosą z sobą masy ciepłych wód, które na chłodnym Atlantyku, na południe od Islandii. trafiają do atmosfery i kierują się ku północno-zachodnim wybrzeżom Europy. Podobnie Prąd Norweski ociepla Skandynawię. W pewnym sensie cyrkulacja termohalinowa także niosąc z sobą ciepłe masy wodne przyczynia się do ocieplania Europy, w tym prawdopodobnie południowej. Choć południe Europy w większym stopniu jest silnie ogrzewane przez masy powietrza zwrotnikowego znad północnej Afryki.
Wieloletnia wędrówka cyrkulacji termohalinowej przez Atlantyk, Ocean Południowy, Ocean Indyjski i Pacyfik
Od północnego Atlantyku u wybrzeży Islandii i Grenlandii oraz od południowej części Morza Labradorskiego pomiędzy południową Grenlandią a wyspą Nową Fundlandią do Oceanu Południowego na wysokości południowej Afryki.
Wody głębinowe
Podróż wód głębinowych zaczyna się od zanurzania (downwellingu), czyli od zjawiska NADW (Północnoatlantyckie Wody Głębinowe), które występuje w dwóch miejscach. W Morzu Norweskim na północ od Islandii oraz pomiędzy południową Grenlandią a Nową Fundlandią na granicy Morza Labradorskiego i Oceanu Atlantyckiego. Oba obszary NADW mają miejsce w strefie lodu pływającego. Od tej chwili prądy płyną nurtem głębinowym. Zanurzone wody w Morzu Norweskim i na Morzu Labradorskim spotykają się na wschód od wybrzeży Nowej Fundlandii. Następnie odbijają już jednym złączonym nurtem w kierunku południowym, znajdując się na północny wschód od Morza Sargassowego. Potem przecinają południową część Grzbietu Północnoatlantyckiego, znajdując się na północ od północnych wybrzeży Ameryki Południowej. Następnie dopływają do północno-wschodniego cypla – do Przylądka Sao Roque w Brazylii. Cały czas kierują się w dół mniej więcej wzdłuż wybrzeży wschodnich Ameryki Południowej. Wpływają do wschodniej części Basenu Argentyńskiego, będąc na północny wschód od Morza Południowoantylskiego i Półwyspu Antarktycznego. Następnie przekraczają granicę lodu pływającego i płyną pod lodem wzdłuż Basenu Afrykańsko-Antarktycznego.
Rysunek. Podsumowanie szlaków cyrkulacji termohalinowej (CTH). Niebieskie szlaki reprezentują głębinowe prądy, podczas gdy czerwone szlaki reprezentują powierzchniowe prądy. (źródło)
Pierwsza odnoga. Indyjska
Wody głębinowe
Od Oceanu Południowego na wysokości 40 stopni długości geograficznej Afryki wody głębinowe płyną na północ docierając do Oceanu Indyjskiego, a dokładniej do południowej części Grzbietu Zachodnioindyjskiego, na wschód od Basenu Natalskiego. Następnie przecinają ten Grzbiet i wpływają do Kanału Mozambickiego, między Madagaskarem a Mozambikiem. W następnej kolejności przecinają Komory na zachód od Seszeli. Potem wody te płyną cały czas w północnym kierunku wzdłuż wschodnich wybrzeży Afryki. Wpływając do Basenu Somalijskiego przekraczają równik, gdzie na południe od Zatoki Adeńskiej następuje wynurzenie (upwelling).
Wody powierzchniowe
Po wynurzeniu, wody zataczają na powierzchni oceanu pętlę przecinając północną część Grzbietu Carlsberga i południową część Basenu Arabskiego. Po drodze przepływają one przez archipelag, co ciekawe tonących wysp – Malediwy. Potem na południe od Sri Lanki ponownie mijają równik. Na wschód od Grzbietu Środkowoindyjskiego wody zmierzają z powrotem w kierunku Madagaskaru przechodząc przez południową część wspomnianego Grzbietu. I tam występuje połączenie z odnogą pacyficzną.
Druga odnoga. Pacyficzna
Wody głębinowe
Wracamy na Antarktydę. Od Oceanu Południowego na wysokości 40 stopni długości geograficznej Afryki wody głębinowe wypływają z Basenu Afrykańsko-Antarktycznego i dalej udają się na południe od Grzbietu Kergueleńskiego na Morze Davisa i wpływają do Basenu Australijsko-Antarktycznego. Następnie kierują się tak aż do 140 stopnia długości geograficznej na wysokości Tasmanii. Następnie płyną na północny wschód. Wpływają na południowy Pacyfik, na północ od Grzbietu Australijsko-Antarktycznego. Dalej udają się w kierunku zachodniej Antarktydy, gdzie na wysokości 130 stopni długości geograficznej dokonują gwałtownego skrętu w północno-wschodnim kierunku. Przepływają przez Wyspy Towarzystwa, Wyspy Cooka i na wschód wzdłuż Polinezji przekraczają równik. Następnie na wschód od Basenu Środkowopacyficznego wody te skierowują się na północ, nieco na północny wschód przez wschodni cypel Grzbietu Środkowopacyficznego oraz zachodnią część Grzbietu Hawajskiego zapewne okrążają główne wyspy Hawajów przecinając wyspy Midway. Na północ od Hawajów wzdłuż Krawędzi Mendocino następuje wynurzenie wód (upwelling).
Wody powierzchniowe
Po wynurzeniu wody powierzchniowe znajdują się na południe od Krawędzi Mendocino. Dalej płyną nieco z dala od zachodnich wybrzeży Kanady i USA zataczając potężny półokrąg i kierując się w kierunku południowo-zachodnim okrążają archipelag Hawajów, płynąc potem na zachód prawie wzdłuż równika. Następnie, będąc nadal w północnej części Pacyfiku, lekko skręcają jeszcze na północny zachód. Znajdują się wówczas na północ od Kiribati. Udają się tym razem na wierzchu w kierunku Wysp Marshalla, I tu skręcają stopniowo w dół. Płyną przez zachodnią część Mikronezji oraz przez wyspę Palau. Przemieszczają się w kierunku południowo-zachodnim pomiędzy wschodnią częścią Indonezji graniczącą z Papuą Nową Gwineą a południowymi Filipinami. Następnie przecinają Archipelag Malajski, czyli szereg wysp indonezyjskich takich jak: Celebes, Timor, Flores i wschodnią część Jawy, na południowy wschód od Borneo, Archipelag Moluki. Przepływają przez takie Morza jak: Celebes, Moluckie, Banda, Flores, Sawu i Timor. Potem wpływają do Oceanu Indyjskiego. Następnie przekraczają Rów Jawajski. Dalej udają się w kierunku południowo-zachodnim, znajdując się na północny zachód od wybrzeży Australii. Przepływają Basen Północno-Australijski w kierunku na południe od Wyspy Bożego Narodzenia i Wysp Kokosowych. I przemieszczają się aż do środkowej części Oceanu Indyjskiego, aż do Wyniesień: Saint Paul i Amsterdam, gdzie łączą się dwie odnogi powierzchniowych wód: Indyjska i Pacyficzna.
Masy wód powierzchniowych z dwóch odnóg: Indyjskiej i Pacyficznej
Wody powierzchniowe
Ze zdwojoną siłą wody powierzchniowe w cyrkulacji termohalinowej wpływają do północnej części Basenu Crozeta. Potem z kolei kierują się przez południową część Grzbietu Zachodnioindyjskiego i północną część Grzbietu Afrykańsko-Antarktycznego ku Basenowi Natalskiemu lezącemu na południe od RPA. I wpływają do południowego Atlantyku. Dalej udają się na wschód od Grzbietu Śródatlantyckiego przez Basen Przylądkowy znajdujący się na południowy zachód od RPA. Następnie płyną przez Grzbiet Wielorybi na zachód od Namibii oraz przez zachodnią część Basenu Angolskiego. Potem z kolei przekraczają Wyniesienia Gwinejskie, które znajdują się na południowy zachód od Zatoki Gwinejskiej. Dalej kierują się przez środkową część Grzbietu Śródatlantyckiego leżącego na północny wschód od Ameryki Południowej. Przepływają północną część Grzbietu Śródatlantyckiego. Przekraczają równik i płyną dalej. Znajdują się wówczas na południe od północnych wybrzeży Ameryki Południowej. Kierując się dalej, wody te znajdują się na wschód od Małych Antyli i na północ od Wielkich Antyli na Karaibach. Następnie przemieszczają się na wschód od Florydy i Niziny Atlantyckiej, znajdującej się u wschodnich wybrzeży USA. Przy czym opływają Morze Sargassowe. Na wysokości środkowych Appalachów, Nowej Szkocji oraz na południe od Nowej Fundlandii gwałtownie skręcają na wschód przepływając przez Basen Północnoamerykański. I wypływają na środek Atlantyku przekraczając środkową część Grzbietu Północnoatlantyckiego. Tam w południowej części Morza Labradorskiego, a dokładniej w Basenie Labradorskim, następuje pierwsze zanurzanie wód powierzchniowych (downwelling). Następnie drugą odnogą udają się na powierzchni w kierunku Półwyspu Iberyjskiego, gdzie gwałtownie skręcają, początkowo, w kierunku północnym. Przepływają przez zachodnią część Basenu Zachodnioeuropejskiego, który ma miejsce na północny zachód od Zatoki Biskajskiej. Następnie udając się w kierunku zachodnich Wysp Brytyjskich przepływają one najpierw przez Ławicę Porcupine, a potem przez Wyniesienie Rockall. Wpływając do Basenu Islandzkiego, okrążają Islandię i wpływają do Morza Norweskiego, gdzie następuje drugie miejsce zanurzania wód powierzchniowych (downwelling) i cykl cyrkulacji termohalinowej powtarza się.
Pomiędzy downwellingiem a upwellingiem
Przepływ wód, czy to głębinowych czy to powierzchniowych, jest bardzo powolny. Pomiędzy Atlantykiem a Pacyfikiem, trwa nawet kilkaset lat. Pomiędzy Atlantykiem a Oceanem Indyjskim z pewnością krócej, gdyż jest bliższa trasa. A jednak jest to intrygujące zjawisko, które mimo wszystko wywiera dość skuteczny wpływ na nasz klimat ziemski.
Warto wiedzieć:
Wody cyrkulacji termohalinowej charakteryzują się takimi parametrami fizykochemicznymi jak: zasolenie, temperatura, ilość tlenu i inne czynniki.