Loading article…
ボーフォート環流は北極海の2大海流のうちの1つで、アラスカとカナダの海岸のほぼ北に位置しています。過去には、北極の海氷はボーフォート環流の中を数年にわたって循環し、非常に厚い多年氷を形成していました。[1]北極の気温上昇により、環流は大量の氷を失い、かつては海氷が成熟して北極海で最も厚く古い氷に成長する場所であった場所が、実質的に古い氷の「墓場」と化しています。[2] [3]
動的メカニズム
北極の状況は、近年の北半球の夏季に海氷の減少に有利に働いている。20 世紀末、太平洋表面水温の上昇を分析した結果、これらの水温上昇とボーフォート海の北極海氷の深刻な減少の始まりとの間に関連性があることが判明した。この関連性が存在する理由として、「...冬の氷形成の遅れにより、海洋と風の力のより効率的な結合が可能になる」ことが提案された。これらの動的メカニズムは、ボーフォート環流の回転と循環に見られる。[4]
北極海の西部にはボーフォート環流があり、その淡水貯留量の増加は謎に包まれている。近年、この淡水含有量 (FWC) の増加は、特に海洋大気結合ダイナミクスに関する研究の焦点となっている。北極の淡水含有量の大部分はボーフォート環流にある。北半球の夏季に偏っているものの、潜水艦、船舶、流氷上の観測所からの観測によると、この環流は過去 20 年間で拡大している。研究者らは、これらの観測を徹底的に分析するため、海氷海洋結合一般循環モデルを採用した。モデルの結果によると、エクマン輸送は環流、ひいては北極海の淡水の変動に不可欠な役割を果たしている。ボーフォート環流の一般的な回転方向は時計回りで、極高気圧の卓越風循環に従っている。コリオリの法則は、北半球では移動する物体を右に方向転換させますが、時計回りに回転するシステムでは「右」は内側に向けられます。これが、淡水を含む浮遊物がシステムの中心に向かって移動する傾向がある理由です。実際、ボーフォート環流が主に時計回りに回転しているとき、中心にはわずかな膨らみがあります。推測されているように、北極海が熱を収集し、低圧の反時計回りの回転システムになると、ボーフォート環流もそれに追随して淡水を外側に送り、極域を横断する海流に捕らえられると予想されます。これにより、浮遊する淡水の下にある、塩分が多く、わずかに温かい大西洋の海水が上昇する可能性があります。
エクマン輸送の変動により、海面の高さと塩分躍層の深さが変化し、エクマンポンピングが発生します。高気圧状態（風応力カール値が負）では、淡水がボーフォート環流に汲み上げられ、低気圧状態（風応力カール値が正）では、淡水が北極海に放出され、そこから北大西洋に流れ込みます。Giles ら (2012) [5] は、淡水含有量の変動は風応力カール値によって変わると結論付けています。Giles ら (2012) が使用した風応力カール値は、米国コロラド州ボルダーにある米国海洋大気庁地球システム研究所物理科学部 (NOAA/OAR/ESRL PSD) の NCEP/NCAR 再解析データから取得されています。
淡水量の季節的サイクルは、機械的（エクマンポンプ）プロセスだけでなく、熱的（氷形成）プロセスにも関係する。ボーフォート環流には、平均して北極海には、平均氷厚2メートルに基づくと、凍った淡水、つまり海氷が約800 km 3あると推定される。6月から7月にかけて、淡水含有量の平均季節サイクルはピークを迎える。この季節には、海氷の厚さが最小値に達し、これは溶けた海氷の量が最大に達したことを意味する。海水に放出される淡水含有量の最大値は、風応力カール（すなわち、エクマンポンプの最小値）の最大値と一致しており、大量の淡水が北極海循環に浸透する可能性がある。この北極循環への淡水の急速な流入により、大量の淡水が北大西洋盆地に流出し、大西洋南北循環に影響を与える。[6]
研究
ボーフォート環流は、2002年以降垂直方向に約15センチメートル（5.9インチ）拡大した淡水ドームを形成しており、2011年には体積が約8,000立方キロメートル（1,900立方マイル）にまで膨れ上がった。 [7]この環流内の淡水は、北極海の淡水全体の約10％を占め、北極の淡水供給の大部分はロシアの河川からの流出水である。[7] ボーフォート環流の時計回りの循環は、北極西部の恒久的な高気圧システムに関連する風のパターンによって引き起こされる。北半球の時計回りの環流では、コリオリの力によって海水が環流の中心に向かって流れ込み、そこで蓄積され、効果的に水のドームが形成される。低気圧の滞留により風向がサイクロン循環にシフトすると（海水温の上昇と北極海の開放水量の増加により空気が上昇する）、ボーフォート環流の循環は反転し、反時計回りに流れるようになります。これが発生すると、コリオリの力により流れが環流の中心から外側に曲がり、上昇する水ドームが形成される代わりに、低気圧が形成され、大西洋からの暖かい水の湧昇が発生します。
海洋学者アンドレイ・プロシュチンスキーは、風と環流の循環が弱まると、大量の淡水が北極海東部から北大西洋に漏れ出し、熱塩循環と気候に影響を与える可能性があると理論づけている。[ 8 ]
季節的な海氷形成のため、北半球の冬季にはボーフォート環流にアクセスして研究することが難しく、この時期は日光が不足するため人工照明の使用を余儀なくされる。[9] アーサー・S・ダイクらによる研究では、ボーフォート環流への河川の流出量が増加すると、環流自体が空間的に右方向に移動する可能性があることが示されている。[10]
参照
参考文献
- ^ 「ダイナミクス：循環 | 国立雪氷データセンター」nsidc.org . 2020年9月7日閲覧。
- ^ 「北極海氷期 2016」svs.gsfc.nasa.gov . 2020年9月7日閲覧。
- ^ 「2019年北極圏レポートカード：今日の北極圏では古くて厚い氷がほとんど残っていない | NOAA Climate.gov」www.climate.gov 。 2020年9月7日閲覧。
- ^ Serreze, MC; Holland, MM; Stroeve, J. (2007). 「北極の海氷面積の縮小に関する展望」. Science . 315 (5818): 1533–1536. Bibcode :2007Sci...315.1533S. doi :10.1126/science.1139426. PMID 17363664. S2CID 1645303.
- ^ Giles, Katharine A.; Laxon, Seymour W.; Ridout, Andy L.; Wingham, Duncan J.; Bacon, Sheldon (2012). 「風によるボーフォート環流の活発化により、北極海西部の淡水貯蔵量が増加」Nature Geoscience . 5 (3): 194–197. Bibcode :2012NatGe...5..194G. doi :10.1038/ngeo1379.
- ^ プロシュチンスキー、アンドレイ;リチャード・クリシュフィールド。Timmermans, メアリー・ルイーズ;トゥール、ジョン。エディ・カーマック。マクラフリン、フィオナ。ウィリアムズ、ウィリアム J.サラ・ツィマーマン。伊藤基世島田幸司（2009）。 「ビューフォート・ジャイアの淡水貯留層: 観察による状態と変動性」。地球物理研究ジャーナル。114 (C1): C00A10。Bibcode :2009JGRC..114.0A10P。土井：10.1029/2008JC005104。hdl : 1912/3680。
- ^ ab Amos, Jonathan (2012年1月23日). 「北極海の淡水隆起を検出」BBCニュース2012年1月23日閲覧。
- ^ 「On top of the World」。Oceanus。FindArticles 。 2005年9月。2012年7月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年10月19日閲覧。
- ^ リップセット、ロニー（2005）、「北極の気候エンジンのフライホイール：遠隔地のボーフォート環流探検が気候変動の手がかりを明らかにする」、オセアヌス、44（3）：28. 拡張版 Academic ASAP. Web. 2009 年 10 月 13 日。
- ^ Dyke, Arthur S. (1997)、「カナダ北極諸島への流木輸送の変化：極域横断流の氷期後振動の仮説」（PDF）、Arctic、50（1）：1–16、doi：10.14430/arctic1086. 拡張版 Academic ASAP. Web. 2009 年 10 月 13 日。
外部リンク
- ウッズホール海洋研究所によるボーフォート環流探査プロジェクト
- アニメーション：NASAによる北極海の海氷の消失 気候変動：地球のバイタルサイン