Википедија

Топлинска содржина на океаните

Во океанографијата и климатологијата, содржината на океанска топлина (ТСО) — термин за енергијата што ја апсорбира океанот, каде што се складира на неодредени временски периоди како внатрешна енергија или енталпија. Зголемувањето на ТСО сочинува над 90% од вишокот на топлинска енергија на Земјата од глобалното затоплување од 1970 година. Околу една третина од додадената енергија се проширила на длабочини под 700 метри од 2020 година [1][2] Промените во содржината на топлина во океаните имаат далекусежни последици за морските и копнените екосистеми на планетата; вклучувајќи повеќекратни влијанија врз крајбрежните екосистеми и заедници.[3][4]

Над 90% од топлинската енергија што се акумулирала на Земјата од глобалното загревање од 1970 година е складирана во океанот.

Пообилното екваторско сончево зрачење кое се апсорбира од тропските површински води на Земјата го придвижува целокупното ширење на океанската топлина кон половите и надолу. Површината исто така разменува енергија со долната тропосфера. Така, ТСО реагира на долгорочните промени во албедото на облакот, стакленички гасови и други фактори во енергетскиот биланс на Земјата.[1]

Врвните неколку метри од Земјиниот океан содржат повеќе топлинска енергија од целата негова атмосфера.[5] Испуштањата на ТСО во атмосферата се случуваат првенствено преку испарување и го овозможуваат планетарниот воден циклус.[6] Концентрираните изданија во асоцијација со високите температури на морската површина помагаат во движењето на тропски циклони, атмосферски реки, атмосферски топлотни бранови и други екстремни временски настани кои можат да навлезат далеку во внатрешноста.[7][8]

Затоплувањето на океаните се одговорни за белењето на коралите [9] и придонесуваат за миграција на морските видови. Морските топлотни бранови се региони со опасни по живот и постојано покачени температури на водата.[10] Прераспределбата на внатрешната енергија на планетата преку атмосферската циркулација и океанските струи создава внатрешна климатска варијабилност, често во форма на неправилни осцилации,[11] и помага да се одржи глобалната термохалинска циркулација.

Зголемувањето на ТСО претставува 30-40% од глобалното зголемување на нивото на морето од 1900 до 2020 година поради топлинското ширење.[12] Тој е исто така забрзувач на топењето на морскиот мраз, и плимата и осеката на ледникот. Резултирачкото повлекување на мразот било брзо и широко распространето за арктичкиот морски мраз,[13] и во северните фјордови како што се оние на Гренланд и Канада.[14] Влијанијата врз морскиот мраз на Антарктикот и огромните ледени плочи на Антарктикот кои завршуваат во Јужниот Океан варираат во зависност од регионот и исто така се зголемуваат поради затоплувањето на водите.[15] Распадот на ледената плоча Твајтс и нејзините соседи на Западен Антарктик придонеле за околу 10% од порастот на нивото на морето во 2020 година [16][17]

Дефиниција

уреди
 
График на различни термоклинини (длабочина наспроти температура) врз основа на годишните времиња и географска ширина

Површинската густина на содржината на океанската топлина помеѓу две длабочини е дефинирана како дефинитивен интеграл :[18][19]

 

каде   е специфичен топлински капацитет на морската вода, h2 е долната длабочина, h1 е горната длабочина,   е профилот на густина на морската вода, и   е температурниот профил. Во SI единици,   има единици џули по квадратен метар (J · m −2 ).

Во пракса, интегралот може да се приближи со сумирање на мазна и инаку добро воспитана низа на податоци за температура и густина. Густината на морската вода е функција на температурата, соленоста и притисокот. И покрај студот и големиот притисок на длабочината на океанот, водата е речиси некомпресибилна и ја фаворизира течната состојба за која нејзината густина е максимизирана.

Мерењата на температурата наспроти длабочината на океанот генерално покажуваат горен мешан слој (0-200 м), термоклиа (200–1500 m), и длабок океански слој (>1500 м). Овие гранични длабочини се само груби приближувања. Сончевата светлина продира до максимална длабочина од околу 200 m; топ 80 m од кои е зоната погодна за живеење за фотосинтетски морски живот што покрива над 70% од површината на Земјата.[20] Дејството на брановите и другите површински турбуленции помагаат да се изедначат температурите низ горниот слој.

 
Глобалната содржина на топлина, 2020 година.

За разлика од површинските температури кои се намалуваат со географската широчина, температурите на длабоките океани се релативно ладни и униформни во повеќето региони во светот.[21] Околу 50% од целиот волумен на океаните е на длабочини под 3000 m (1,85 милји), при што Тихиот Океан е најголемиот и најдлабок од петте океански дивизии. Термоклинот е премин помеѓу горните и длабоките слоеви во однос на температурата, протокот на хранливи материи, изобилството на живот и други својства. Тој е полупостојан во тропските предели, променлив во умерените региони (често најдлабоките во текот на летото) и плитко до непостоечки во поларните региони.[22]

Интегрирањето на густината на површината на океанската топлина над океанскиот слив, или целиот океан, ја дава вкупната содржина на топлина, како што е прикажано на сликата лево. Така, вкупната содржина на топлина на океанот е зафатнински интеграл на производот на температурата, густината и топлинскиот капацитет над тридимензионалниот регион на океанот за кој се достапни податоци. Најголемиот дел од мерењата се извршени на помали длабочини од околу 2000 m (1,25 милји).[7]

Неодамнешни набљудувања и промени

уреди
 
Карта на аномалија на океанската топлина во горниот дел од 700 метри за 2020 година наспроти просекот 1993-2020 година.[23] Некои региони акумулирале повеќе енергија од другите поради распространетите двигатели како што се ветровите и струите.

Бројни независни проучувања во последните години откриле повеќедецениски пораст на топлинска содржина на океаните во горните океански региони што почнал да навлегува во подлабоките региони.[24] Внесувањето на топлина е резултат на постојаната нерамнотежа на затоплувањето во енергетскиот буџет на Земјата, што е најфундаментално предизвикано од антропогеното зголемување на атмосферските стакленички гасови.[25]

Студиите базирани на ARGO покажуваат дека ветровите на површината на океаните, особено суптропските ветрови во Тихиот Океан, ја менуваат вертикалната распространетост на топлината на океаните.[26] Ова резултира со промени меѓу океанските струи и зголемување на суптропското превртување, кое исто така е поврзано со феноменот Ел Нињо и Ла Ниња. Во зависност од стохастичките флуктуации на природната варијабилност, за време на годините на Ла Ниња околу 30% повеќе топлина од горниот океански слој се транспортира во подлабоките океани.

Моделните студии покажуваат дека океанските струи транспортираат повеќе топлина во подлабоките слоеви за време на годините на Ла Ниња, по промените во циркулацијата на ветерот.[27][28] Годините со зголемено апсорпција на топлина од океанот се поврзани со негативни фази на меѓудекадната тихоокеанска осцилација (IPO).[29] Ова е од особен интерес за климатските научници кои ги користат податоците за да го проценат навлегувањето на топлина од океаните.

Студијата во 2015 година заклучила дека зголемувањето на содржината на топлина во океаните од Тихиот Океан се компензира со нагла дистрибуција на ТСО во Индискиот Океан.[30]

Содржината на топлина во горниот дел на океанот во повеќето северноатлантски региони е доминирана од конвергенција на транспорт на топлина (локација каде што се спојуваат океанските струи), без големи промени во односот на температурата и соленоста.[31]

Наводи

уреди
  1. ↑ 1,0 1,1 LuAnn Dahlman and Rebecca Lindsey (2020-08-17). „Climate Change: Ocean Heat Content“. National Oceanic and Atmospheric Administration.
  2. ↑ „Study: Deep Ocean Waters Trapping Vast Store of Heat“. Climate Central. 2016.
  3. ↑ „Summary for Policymakers, Assessment Report 5, Working Group I“ (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. 2013. Посетено на 15 July 2016. Наводот journal бара |journal= (help)
  4. ↑ „Ocean warming : causes, scale, effects and consequences. And why it should matter to everyone. Executive summary“ (PDF). International Union for Conservation of Nature. 2016.
  5. ↑ „Vital Signs of the Plant: Ocean Heat Content“. NASA. Посетено на 2021-11-15.
  6. ↑ „NASA Earth Science: Water Cycle“. NASA. Посетено на 2021-10-27.
  7. ↑ 7,0 7,1 „OHC reaches its highest level in recorded history“. National Centers for Environmental Information. 22 January 2020.
  8. ↑ Laura Snider (2021-01-13). „2020 was a record-breaking year for ocean heat - Warmer ocean waters contribute to sea level rise and strengthen storms“. National Center for Atmospheric Research.
  9. ↑ „The Great Barrier Reef: a catastrophe laid bare“. The Guardian. 6 June 2016.
  10. ↑ „So what are marine heat waves? - A NOAA scientist explains“. National Oceanic and Atmospheric Administration. 2019-10-08. Архивирано од изворникот на 2022-01-24. Посетено на 2022-02-25.
  11. ↑ „El Niño & Other Oscillations“. Woods Hole Oceanographic Institution. Посетено на 2021-10-08.
  12. ↑ „NASA-led study reveals the causes of sea level rise since 1900“. NASA. 2020-08-21.
  13. ↑ Rebecca Lindsey and Michon Scott (2021-09-21). „Climate Change: Arctic sea ice“. National Oceanographic and Atmospheric Administration.
  14. ↑ Maria-Jose Viñas and Carol Rasmussen (2015-08-05). „Warming seas and melting ice sheets“. NASA.
  15. ↑ Michon Scott (2021-03-26). „Understanding climate: Antarctic sea ice extent“. National Oceanographic and Atmospheric Administration.
  16. ↑ Carly Cassella (2021-04-11). „Warm Water Under The 'Doomsday Glacier' Threatens to Melt It Faster Than We Predicted“. sciencealert.com.
  17. ↑ British Antarctic Survey (2021-12-15). „The threat from Thwaites: The retreat of Antarctica's riskiest glacier“. phys.org.
  18. ↑ Dijkstra, Henk A. (2008). Dynamical oceanography ([Corr. 2nd print.]. изд.). Berlin: Springer Verlag. стр. 276. ISBN 9783540763758.
  19. ↑ Kumar, M. Suresh; Kumar, A. Senthil; Ali, MM (10 December 2014). Computation of Ocean Heat Content (PDF). Technical Report NRSC-SDAPSA-G&SPG-DEC-2014-TR-672. National Remote Sensing Centre (ISRO), Government of India.
  20. ↑ „photic zone (oceanography)“. Encyclopædia Britannica Online. Посетено на 2021-12-15.
  21. ↑ MarineBio (2018-06-17). „The Deep Sea“. MarineBio Conservation Society (англиски). Посетено на 2020-08-07.
  22. ↑ „What is a thermocline?“ (англиски). National Oceanographic and Atmospheric Administration. Посетено на 2021-12-23.
  23. ↑ Jessica Blunden (25 August 2021). „Reporting on the State of the Climate in 2020“. Climate.gov. National Oceanographic and Atmospheric Administration.
  24. ↑ Abraham; и др. (2013). „A review of global ocean temperature observations: Implications for ocean heat content estimates and climate change“. Reviews of Geophysics. 51 (3): 450–483. Bibcode:2013RvGeo..51..450A. CiteSeerX 10.1.1.594.3698. doi:10.1002/rog.20022.
  25. ↑ IPCC AR5 WG1 (2013). „Summary for policymakers“ (PDF). Посетено на 15 July 2016. Наводот journal бара |journal= (help)
  26. ↑ Balmaseda, Trenberth & Källén (2013). „Distinctive climate signals in reanalysis of global ocean heat content“. Geophysical Research Letters. 40 (9): 1754–1759. Bibcode:2013GeoRL..40.1754B. doi:10.1002/grl.50382.
  27. ↑ Meehl; и др. (2011). „Model-based evidence of deep-ocean heat uptake during surface-temperature hiatus periods“. Nature Climate Change. 1 (7): 360–364. Bibcode:2011NatCC...1..360M. doi:10.1038/nclimate1229.
  28. ↑ Rob Painting (2 October 2011). „The Deep Ocean Warms When Global Surface Temperatures Stall“. SkepticalScience.com. Посетено на 15 July 2016.
  29. ↑ Rob Painting (24 June 2013). „A Looming Climate Shift: Will Ocean Heat Come Back to Haunt us?“. Посетено на 15 July 2016. Наводот journal бара |journal= (help)
  30. ↑ Sang-Ki Lee, Wonsun Park, Molly O. Baringer, Arnold L. Gordon, Bruce Huber & Yanyun Liu (18 May 2015). „Pacific origin of the abrupt increase in Indian Ocean heat content during the warming hiatus“ (PDF). Nature Geoscience. 8 (6): 445–449. Bibcode:2015NatGe...8..445L. doi:10.1038/ngeo2438. |hdl-access= бара |hdl= (help)CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
  31. ↑ Sirpa Häkkinen, Peter B Rhines, and Denise L Worthen (2015). „Heat content variability in the North Atlantic Ocean in ocean reanalyses“. Geophys Res Lett. 42 (8): 2901–2909. Bibcode:2015GeoRL..42.2901H. doi:10.1002/2015GL063299. PMC 4681455. PMID 26709321.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Топлинска_содржина_на_океаните&oldid=5304410“