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