조수는 로스해 서부에서 남극 저층수의 흐름과 밀도를 조절합니다.

Jan 26, 2024

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 3873(2023) 이 기사 인용

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이 기사에 대한 저자 수정 사항은 2023년 3월 27일에 게시되었습니다.

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남극 저층수(AABW)는 남극 대륙붕에서 형성되고 이후 지구 심해로 흘러가는 동안 대기와 접촉한 후 수십 년에서 수세기에 걸쳐 열과 가스를 저장합니다. AABW의 주요 수원인 서부 로스해의 밀도가 높은 물은 지난 수십 년 동안 물 특성과 부피의 변화를 보여줍니다. 여기서 우리는 다년간의 정박 관측을 통해 유출의 밀도와 속도가 Terra Nova Bay의 밀도("가속기")와 조석 혼합("브레이크")에 의해 제어되는 Drygalski Trough의 방출과 일치한다는 것을 보여줍니다. "). 우리는 조석이 매년 분점에 밀도와 흐름의 두 정점을 생성하고 18.6년의 달 절점 조수 동안 흐름과 밀도에 ~30%의 변화를 일으킬 수 있다고 제안합니다. 우리의 동적 모델을 기반으로 우리는 조수가 Terra Nova Bay의 밀도에 의해 유발될 수 있는 장기적인 변화와 함께 유출의 10년 변동성의 대부분을 설명할 수 있음을 발견했습니다.

AABW의 특성은 전 세계 해양의 약 40%1의 온도와 염도를 설정하여 심해 성층화2, 산소 공급 속도3 및 심해 전 세계4의 CO2 흡수 속도를 결정합니다. Cape Adare5(그림 1) 지역에서 빠져나가는 서부 로스해의 밀도 높은 물은 전 세계 AABW6 양의 약 4분의 1의 원천입니다. 수로 관측에 따르면 AABW는 2014년까지 지난 수십 년 동안 저염화되었으며 남극 대륙7 및 경사면8 근처에서 가장 큰 저염화를 보였습니다. 2014년 이후 로스해의 염도는 증가했으며9, 케이프 어데어(Cape Adare)의 밀집 유출의 염도도 증가했습니다10. 이는 AABW의 이 구성 요소가 심해의 염분화 경향을 감소시키거나 심지어 역전시킬 수 있음을 시사합니다. 그러나 최근 로스해의 염도 증가는 1950년대부터 관찰된 장기간 염분화 추세 내에서 단기적인 변화일 수 있습니다11.

서쪽 로스해로부터의 조밀한 유출 관찰(왼쪽) 마젠타색 다이아몬드로 표시된 Cape Adare(CA1/P2 및 CA2)의 두 계류 위치와 파란색 다이아몬드로 표시된 Drygalski Trough의 계류 G를 포함한 서부 로스해 지도 . 깊이 등고선은 500, 1000 및 2000m입니다. (오른쪽 상단) 서쪽 로스해 지도 삽입의 윤곽은 검은색으로 표시되며 빨간색 원으로 표시된 170°E와 파란색 원으로 150°E의 수로 관측 위치가 표시됩니다. (오른쪽 하단) 경사면에서 저서 흐름을 측정하는 Cape Adare(더 얕은 깊이의 CA1 및 P2, 더 깊은 깊이의 CA2)에 있는 두 개의 계류 위치는 2018년 수로 섹션의 보수적인 온도로 표시됩니다.

바람은 로스해 서부에서 밀도가 높은 물의 생산과 방출에 변동을 일으키는 것으로 생각됩니다. Terra Nova Bay 폴리냐의 밀도 증가는 해빙 생산과 상관관계가 있으며 동쪽에서 해빙 수입 감소와 연결되어 있어 바람의 이상 현상, 물 생산 밀도 및 AABW 수출 사이의 대규모 연관성을 시사합니다12. 바람은 또한 입구의 밀도 전선을 움직여 Drygalski Trough에서 밀도가 높은 물을 방출할 수 있는 메커니즘으로 제안되었습니다5. 웨델해에서 밀도 높은 물 수출은 웨델해 환류13에 대한 바람 및 바람 스트레스 컬의 변화와도 상관관계가 있습니다.

Drygalski Trough가 위치한 북서쪽 로스해(Ross Sea)에도 유난히 강한 조수14가 있어 대륙붕에서 밀도가 높은 물의 흐름에 영향을 미칠 가능성이 높습니다. 관찰 결과에는 Drygalski Trough15 바닥 근처의 조수와 함께 밀집된 물의 이류와 동지 동안 바닥 근처에 수정된 순환 심층수(mCDW)가 혼합되는 것이 기록되어 있습니다16. 시뮬레이션은 또한 조수가 저서층 특성17,18을 제어하고 최저점19을 통해 교환하는 것을 제안합니다. 케이프 어데어(Cape Adare)에서 최근 관측한 바에 따르면 매년 춘분점 부근에 조밀한 물 펄스가 나타나는데, 이는 약한 조수로 인해 바닥 스트레스가 줄어들고 기압골에서 밀도가 높은 물이 방출되는 것과 일치합니다10.

> us). Additionally, the Coriolis term has been ignored because geostrophic flows perpendicular to the sides of the trough should be small. The depth- and time-averaged non-linear terms (NS) are unknown. We would expect these terms to scale with the tidal velocities and some length scale (~ hutide2/L); however, the observed monthly-averaged flow decreases with increasing tidal velocities (Fig. 3), thus we infer that the non-linear terms are not a dominant contribution to the monthly-averaged momentum balance. We also assume the time rate of change of the monthly velocities is small compared to the bottom stress. With these assumptions, the balance is between the pressure gradients (created by the slope of the sea surface, ηS, and the gradient of the density, ρS, along the trough) and the bottom stress which can be rearranged as an expression for the monthly-averaged velocity:/p>

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