冰島與蘇格蘭的秘密:北大西洋深水是如何形成的?

在北大西洋的深海深處,存在著一種神秘且重要的水團,名為北大西洋深水(NADW)。這股深水質量的形成對於全球的海洋循環及氣候變化有著至關重要的影響。本文將帶您深入探索北大西洋深水的起源、形成過程及其在全球氣候系統中的作用。

北大西洋深水的形成過程

NADW是由冷卻的高鹽度水在北大西洋形成的深水質量。其形成主要是透過全球海洋的熱鹽循環——也稱為經度翻轉循環,熱量從南半球的溫暖表層水流入北大西洋,隨著水流的北上,水的鹽度增加。

當這些水抵達北大西洋時,低溫及高鹽度使其變得密度加大,最終沉入海底。

NADW的特徵包括高鹽度、高氧含量和營養物質最小值,並且其所在的水層溫度通常為2-4°C,鹽度範圍在34.9至35.0 psu之間,深度介於1500米至4000米之間。

水團的組成與來源

NADW的發展是一個復雜的過程,源於格林蘭-冰島-蘇格蘭山脊的深層對流和水流溢出。北大西洋的主要水團,如拉布拉多海水(LSW),在冬天受到對流的影響會加深至2000米。

在陽性北大西洋振盪(NAO)的影響下,雨水和風的強烈 intercambio 創造了有利於密度較大的水下沉的環境。

此外,冰島-蘇格蘭溢流水(ISOW)和丹麥海峽溢流水(DSOW)是構成NADW的兩種主要來源。這些水團源自於格林蘭與北冰洋深層水的混合,並在經過長時間的對流和重力沉降後進一步增加密度。

水團的散佈途徑

NADW沿著深海西邊界流動(DWBC),其流動路徑可以通過其高氧含量、高CFC濃度和密度來追踪。上層的NADW主要來源於上拉布拉多海水(ULSW),這些水團會從拉布拉多海流向南方,同時與DWBC發生混合。

一些ULSW會在熱帶大西洋區域與其他水團形成混合,而另一些則仍然在DWBC中。

而下層的NADW則由DSOW和ISOW所組成,它們在伊米爾根盆地周圍流動,並以相對較低的速度向南擴展,流入大西洋的深層區域。

變化的影響

北大西洋深水的形成過程有時會受到氣候變化的影響,歷史上曾出現多次NADW形成減少的情況。這些現象可能與北大西洋漂流的強度下降有關,進而影響到西北歐的氣候。

如今,科學家們對於全球暖化對於NADW的影響感到憂慮,認為它可能再度改變海洋的熱鹽循環。

我們對於北大西洋深水的認知尚未完全,尤其是隨著環境變化,這些深水如何未來會影響氣候系統的運作仍是一個未知數。或許,我們可以思考:我們該如何準備面對可能出現的海洋循環變化,以確保生態系統的穩定性和可持續性?

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