1. Изменения в глубокой стратификации
2. Распространение аномалии на восток
3. Распространение аномалии на запад

В течение примерно полувека глубинное тепло и содержание соли WMED почти стабильно увеличивалось с ускорением после середины 80-х годов, что приписывалось различным воздействиям как глобальное потепление. 5 , 6 , повышая температуру и соленость в притоке АВ 7 , изменения в крупномасштабных атмосферных моделях 8 , 9 , динамика пролива на Гибралтаре и речные плотины 10 , С 2005 года отмечается увеличение глубоководных θ и S в два раза быстрее, чем в течение 1961–2004 гг. 11 , На самом деле, крупное событие глубоководного образования зимой 2004/05 12 установить начало Западного Средиземноморья переходного периода (WMT 13 ). Далее рассматриваются основные особенности WMT: наблюдаемые изменения в глубокой стратификации, когда это исследование добавляет новые элементы к ранее известной информации, и (восток и запад) распространение аномалии в бассейне, аспект, который имеет не был сфокусирован на ранее.

Изменения в глубокой стратификации

WMT можно определить как климатический сдвиг, который изменил базовую структуру и свойства промежуточного и глубокого слоев в WMED: θ, S и σ резко возросли в глубоком слое, а слабая стратификация была заменена крючками и инверсиями в типичные диаграммы θS на глубине ( Рис. 2А ). С тех пор эта аномалия начала распространяться из района формирования во внутреннее пространство WMED, в направлении Гибралтара и Тирренского моря. Различные силы были ответственны за запуск WMT 14 : атмосферные воздействия и адвекция аномально соленой и теплой ЖИ из-за повышенного нагрева и испарения по сравнению с EMED. Такое увеличение было приписано 15 к влиянию переходного процесса в Восточном Средиземноморье (EMT, климатологическое событие, которое затронуло глубокие слои EMED в конце 80-х годов). Отсутствие глубокой конвекции в 90-е годы также могло сыграть свою роль 15 , что приводит к накоплению тепла и соли в промежуточном слое. Эти процессы действуют в разных временных масштабах, при этом локальные взаимодействия воздух-море остаются главной движущей силой (хотя модулируются атмосферными режимами большего масштаба 14 ) для средиземноморского тиража. Однако возникновение экстремальных или резких событий, таких как WMT, будет зависеть от современного наличия соответствующих условий океана. 16 , следствие процессов, действующих на межгодовой / межпекадной шкале.

Физические данные, собранные в период между 2004 и 2015 гг. Во время 30 океанографических рейсов ( Рис. 3 ) выявил десятилетие повышенной термохалинной вариабельности в глубоком WMED. Временная и пространственная эволюция ВМТ изложена в рисунок 1 Эскиз вертикального трансекта с запада на восток, пересекающего Гибралтарский пролив, южную часть ВМЭД, Сардинский канал и южную часть Тирренского моря (географические названия относятся к Рис. 3 ). После крупного события в 2004/05 г., также зимой 2005/06 г., образовались большие объемы аномального ОМУ, в то время как последующие зимы 2006/07 и 2007/08 гг. Были относительно мягкими и не произошло глубокой конвекции 17 , Плотные воды начали снова добываться зимой 2008/09 года, а также в следующие зимы (т. Е. 2009/10, 2010/11 и 2011/12). 18 , 19 ). В частности, зима 2011/12 была исключительно холодной над Европой и Средиземноморьем 20 , Каждую зиму образуется новая более теплая, соленая и более плотная глубокая вода, что приводит к постепенному увеличению содержания тепла и соли в глубоком слое, и глубокие диаграммы θS становятся все более сложными ( Рис. 2А ).

Красные алмазы выделяют станции, которые обсуждаются в тексте и наносятся на Рис 2 а также 4 желтая линия, соединяющая Гибралтарский пролив и Тирренское море, является трансектом, изображенным на схеме рисунок 1 (карта, созданная с помощью MATLAB 7.1 http://uk.mathworks.com/products/matlab ).

Новые глубокие воды обладают такими отличными от старых свойствами свойствами, что их можно легко идентифицировать в глубоких забросах CTD: естественный индикатор в виде более теплой, соленой и плотной глубокой воды. Со временем подпись становилась видимой в более широких и широких регионах, что позволяло оценить масштаб распространения во времени, что могло быть возможно только с помощью разработанного эксперимента по выпуску трассировщика. Шредер и коллеги 21 следили за распространением аномалии во всем ОМПР с 2004 по 2006 год. Здесь мы продолжим хронологическое описание вздымающейся старой глубокой воды, замененной у дна новыми ( Рис 1 , 2 А и 4 ): придонная соленая и теплая жила проникает в 2005 году, и в 2006 году этот слой стал толщиной 600 м, толщиной почти 1000 м в 2008 году, более 1200 м в 2010 году, 1400 м в 2013 году и> 1500 м в 2015 году.

Чтобы подчеркнуть изменения в вертикальной структуре толщи воды, здесь мы показываем ( A ) те же данные, что и в Рис. 2А , но в форме вертикальных профилей (> 800 дБар) солености (потенциальная температура имеет цветовую маркировку); и ( B ) те же данные, что и в Рис. 2C , но в качестве вертикальных профилей (> 1500 дБар) потенциальной температуры (верхняя панель, соленость обозначена цветом на 2015 год, светло-серые точки относятся к 2012 году, темно-серые точки относятся к 2005 году, ситуация до WMT) и солености (нижняя панель , потенциальная температура имеет цветовую маркировку на 2015 год, светло-серый 2012, темно-серый 2005).

Распространение аномалии на восток

Глубокие изопикналы, ограничивающие границу между новыми и старыми глубинными водами, демонстрируют доминирование как в направлении Сардинского канала на востоке, так и Гибралтарского пролива на западе ( рисунок 1 ). Канал Сардиния (подоконник на 1930 м) позволяет осуществлять обмен верхней частью глубинных вод между внутренним пространством ВМЭД и Тирренским морем. На подоконнике станция CTD проводилась не реже одного раза в год ( Рис. 3 , второй красный бриллиант с запада) и глубокий морской причал (принадлежащий программе CIESM HYDROCHANGES 18 ) подробно контролирует переливающиеся плотные воды. Самая плотная часть ОМУ, запертая в глубине ОМП, переполняет подоконник, когда поднимается даже более плотным ОМУ. В то время как до 2005 года на подоконнике была обнаружена только «классическая» старая ОМУ, новая, более плотная ОМУ начала с тех пор ее пересекать ( Рис. 2B ), а граница раздела между старой и новой глубоководными участками здесь становится примерно на 200 м более мелкой в ​​период с 2006 по 2009 г. К 2014 г. весь слой ниже НД (> 500 м, т.е. галоклин / термоклин и глубокая вода) уплотнился до значений 29.11–29.12 кг м-3, становясь плотнее, чем «классическая» резидентная вода, обнаруженная на высоте <3000 м в Тирренском море 22 , В 2009 году новая плотная вода была впервые обнаружена вдоль оси Сардинского канала (не показан) на пути к Тиррену, в то время как в 2010 году первые сигналы (не показаны) были очевидны во внутренней части Тирренского моря (при 39,8 ° с.ш. 11,9). ° E, вторые красные алмазы с востока в Рис. 3 ). В 2012–2015 гг. Толщина модифицированного глубокого слоя увеличилась почти до 1000 м (рис. S2b) и подпись WMT в Тирренском море (типичные крючки на диаграмме θS, Рис. 2C ) было понятно практически на всех станциях в салоне. Следовательно, новый ОМУ, пересекающий подоконник, стал достаточно плотным, чтобы каскадом опуститься на дно Тирренского моря. Однако, учитывая более высокую температуру и содержание соли в глубоких водах обитателей Тирренского моря (~ 13 ° C, ~ 38,5, например, 22 ), по сравнению с остальной частью WMED, это приводит к положительному скачку плотности, но отрицательным скачкам как температуры, так и солености в нижнем слое. Следствием этого является другая стратификация, когда более теплая и более соленая вода перекрывает более свежую и более холодную воду, и эта ситуация подвержена воздействию соли. Этот режим смешивания более эффективен, чем режим двойного диффузионного конвекционного режима (существующий между старыми и новыми глубокими водами в остальной части ОМУОС). 23 ), что может объяснить, почему в Тирренском море нет характерной долговременной острой границы между старыми и новыми глубокими водами ( Рис. 4 А против 4 B): здесь соляные пальцы, переносящие тепло и соль вниз, медленно увеличивают тепло и содержание соли в нижнем слое, позволяя границе с слоем выше постепенно исчезать.

Распространение аномалии на запад

На западном краю трансекта набросал в рисунок 1 есть ворота в Атлантический океан. Ранние эксперименты в Гибралтарском проливе 24 продемонстрировали существование механизма (называемого аспирацией Бернулли), с помощью которого высокоскоростные мелкие потоки в проливе способны всасывать глубокие воды Средиземного моря в соседнее мелкое море Альборана, а затем вверх и через подоконник в Атлантику. После появления WMT новый механизм WMDW был перенесен на гораздо меньшие глубины внутри Альборана с помощью этого механизма. Еще в 2008 году его граница с вышележащей водой была обнаружена на глубине 900 м в Альборанском море, в то время как во внутреннем пространстве WMED та же изопикналь была расположена на 1 км глубже ( рисунок 1 ). Однозначное обнаружение глубоководья зимой-2004/05 примерно в 50 км от Гибралтарского пролива (благодаря особой форме на диаграмме θS и высокой плотности,> 29,108 кг м-3, т.е. выше, чем плотность старое ОМУ), позволяет оценить временные масштабы его распространения: глубоководная масса, образованная в феврале-марте 2005 г. 25 на севере WMED почти достиг Гибралтара за 33 месяца. Маршрут ОМУ, предположенный Брайденом и Стоммелем 26 подтверждается данными за 2008 год ( Рис. 5А ): он течет на запад вдоль марокканского склона, что указывает на антициклонический круговорот Альборана, простирающийся по всей толще воды. Однако подпись нового ОМУ была все еще слишком слабой, чтобы противостоять сильному смешению в Гибралтаре, и, следовательно, ее нельзя найти на станциях, расположенных дальше на западе. В 2010 году в проливе была обнаружена новая плотная вода (σ была выше, чем> 29,11 кг м-3) ( Рис. 5B ) на долготе 5,46 ° W (порог плотности на 730 м, на глубине дна 940 м); 20 км дальше на запад не было обнаружено никаких признаков (глубина дна 330 м).

Рисунок 5

Распространение новых ОМУ (станций в сером цвете) в пределах Альборского моря и Гибралтарского пролива во время съемки на станциях ( A ) в ноябре 2008 года (серый цвет), где σ> 29,108 кг м-3) и в ( B ) августе 2010 года (серый цвет) станции, где σ> 29,11 кг м-3) (карта, полученная с использованием MATLAB 7.1, http://uk.mathworks.com/products/matlab ).