1. No category

Kapitel 6
Havens cirkulation
Cirkulation i haven
˜ En
förståelse av havens cirkulationen krävs för att
kunna förklara många globala och regionala
skillnader i jordens klimat
˜ Precis
som atmosfären är haven i konstant rörelse,
dock långsammare och av delvis andra orsaker
˜ Solen
värmer både jordytan och havsytan
˜ Denna
uppvärmning ger upphov till konvektion och
blandning i atmosfären, men inte i haven som värms
upp i övre delen och förblir därför stabila
2
Cirkulation i haven
˜ Havens
cirkulation kan delas upp i ytvatten- och
djupvattencirkulation
—
—
Dessa är ganska långt oberoende av varandra
Ytvattencirkulationen når normalt bara till ett par hundra
meters djup
˜ Båda
kontribuerar till energiutjämningen på jorden,
dock över mycket olika tidsskalor
˜ Djupvatten
är kallare och har högre salthalt än
ytvatten
3
Ytvattencirkulation
˜ Ytvattnet
sätts i rörelse av vindarna, och deras rörelse
begränsas av kontinenterna
˜I
den förenklade bilden nedan begränsas ett hav av
två kontinenter
˜ Då
vattnet sätts i
rörelse influeras det
av Corioliseffekten och
bildar cirkulära havsströmmar (gyres)
4
Ytvattencirkulation
˜I
verkligheten är strömmarna mer komplexa
5
Golfströmmen
˜ Satellitmätning
av vattnets yttemperatur
6
Konvergens och divergens
˜ P.g.a
Corioliseffekten viker sig
vattenmassor i rörelse till höger på
norra halvklotet
—
—
Det bildas s.k. Ekmanspiraler (se bilden)
Då gyrerna cirkulerar medurs på NH sker
konvergens i mitten av gyrerna
˜ På
ställen som ekvatorn, i gyrernas
utkanter, sker däremot divergens
1:Wind 2:force from above
3:Effective direction of the
current 4: Coriolis effect
˜ Divergensen
leder i sin tur till
uppvällning av kallare vatten
7
Konvergens och divergens
˜ Längs
med vissa kuster leder de typiska cirkulationen
av ytvattnet samt vindarna till uppvällning
˜ Nedan
ett exempel från USAs västkust där kallt vatten
kommer upp till ytan pga denna effekt
8
Molnbildning över havet
Vindriktning vid jordytan
Havsytans flödesriktning
Uppvällning vid kusten
kyler ned luften
à Molnbildning
à Ökad albedo
9
Lärdomar om San Francisco
˜ Varför
är Golden Gate bron så
ofta höljd i dimma?
—
Kalla vattnet kyler ner luften och
vattenångan kondenserar till dimma
˜ Hur
kommer det sig att det sagts
vara omöjligt att fly fängelseön
Alcatraz genom att simma, fast
det bara är 1-2 km till fastlandet?
—
Vattnet är mycket
kallt pga
uppvällningen, och
drar ut simmaren
mot Stilla havet
10
Walkercirkulation
˜ Hadleycellerna
beskrev förflyttningen av luftmassor i
nord-sydlig riktning, liknande fenomen kan dock också
ses i öst-västlig riktning
à
Walkerceller
˜ Orsaken
bakom Walkercellerna är skillnader i
temperatur mellan land och hav
˜ Vid ekvatorn sker en speciellt viktig circulation
˜
Bilden till höger är starkt överdriven,
men visar hur de typiska östliga
vindarna förskjuter vattenmassor
västerut från Sydamerika mot
Indonesien/Australien
—
à
Uppvällning av kallt vatten leder till
subsidens på Sydamerikas kust, och det
varma vattnet i Indonesientill motsvarande
uppvällning i atmosfären
Positiv feedback
11
Walkercirkulation
˜
˜
Vad händer då om det sker en störning i Walkercellen?
Om t.ex. östliga vinden avtar (eller övergår till västlig),
försvinner trycket på vattenmassan, och den ”forsar” tillbaka
österut
—
—
Uppvällningen av kallt vatten upphör vid Sydamerikas kust som blir
varmare, och det bildas istället uppvällning i atmosfären
Detta fenomen kallas El Niño (det normala tillståndet kallas La Niña)
Stark La Niña
Mycket stark El Niño
12
˜ Inverkan
av en ENSO event på
havsytans temperatur till höger
˜ En ENSO event inverkar på större
områden än bara kring ekvatorn
—
Både temp. och precipitationen ändras
Havsytans ∆T
från medelvärdet
El Niño Southern Oscillation (ENSO)
13
ENSO inverkan på klimatet
˜ ENSO
variationerna kan påverka jordens medeltemp.
˜ Enskilda ENSO fluktuationerna kan pågå i flera år
14
Djuphavscirkulation
˜ Djuphavscirkulation
drivs av skillnader i vattnets
densitet, vilka i sin tur bestäms av vattnets
temperatur och salthalt
15
Djuphavscirkulation
˜ Vattenmassor
sjunker vid höga latituder då kallt
saltigt vatten bildas i samband med isbildning
Hav-atmosfär
värmetransport
Mixed layer ~ 1 km deep
Kallt saltigt vatten
Havsis
Middle and deep ocean
Subsidens: källa för
djuphavsvatten
Ekvatorn
Polerna
16
Djuphavscirkulation
˜ Djuphavscirkulationen
(termohalincirkulationen)
kallas ofta för havets transportband
—
Spelar en viktig roll i återvinningen av näringsämnen i haven
Djuphavscirkulation
˜ Transportbandet
rör sig 30-60 m/h, och
vattenmassorna spenderar i medeltal 500 år i djupen
18
Havscirkulation och klimatet
˜ Haven
är enorma reservoarer av värme och upplösta
gaser såsom CO2
˜ Förändringar i haven sker mycket långsammare än i
atmosfären
˜ Fenomen såsom El Niño inverkar på klimatet på
tidsskalor av år
˜ Djuphavscirkulationen sker över hundratals år, men om
snabba förändringar i atmosfären/ytvattenrörelser
sker, kan också djuphavscirkulationen rubbas
˜ En förändring av djuphavscirkluationen kunde ha en
stor inverkan på klimatet, men abrupta förändringar är
dock osannolika
19
Havscirkulation och klimatet
˜ Haven
står för ungefär hälften av värmetransporten
från ekvatorn mot polerna, och är mest effektiv nära
ekvatorn
Värme
Värme
20