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コールドコアリングは海洋渦の一種で、不安定で時間依存的に渦を巻く独立した「細胞」として特徴付けられ、それぞれの海流から分離して物理的、化学的、生物学的特性の異なる水域に移動し、[1]多くの場合、起源の水の物理的、化学的、生物学的特性を移動先の水域にもたらします。その大きさは、直径1ミリメートル（0.039インチ）から深さ5キロメートル（3.1マイル）を超える直径10,000キロメートル（6,200マイル）以上まであります。[2]コールドコアリングは、それぞれの流れから外れたより冷たい水塊に暖かい水流が巻き付くことによって生じます。渦の渦巻く方向は、サイクロニックまたは高サイクロニックに分類でき、北半球ではそれぞれ反時計回りと時計回り、南半球ではコリオリの力によりそれぞれ時計回りと反時計回りになります。渦は大きな運動エネルギーを持っていますが、その回転は水中の粘性摩擦の量に比べて比較的急速に減少します。通常、渦は数週間から1年持続します。[2]渦の性質は、渦の中心、外側の渦巻環、および周囲の水がよく成層化され、渦の寿命を通じてその独特の物理的、化学的、生物学的特性のすべてを維持し、冷たい中心環の寿命の終わりに独特の特性が失われるというものです。[3]
形成
渦を支配する力は、渦の大きさに大きく依存する。小さな渦は、主に水体の粘性と流れの方向に左右される。[2]しかし、より大きな渦は、出会う水塊の密度の差から生じる水平方向の圧力傾度力とコリオリの力との間のバランスから形成される。[4]地球の海洋の乱流の性質により、渦はほとんどどこにでも見られる。中規模渦は通常、南太平洋とインド洋に流れ込むメキシコ湾流や南極周極流などの激しく蛇行する流れの領域で見られるが、一般的には、海面温度の低下、対流、風による直接発生、不規則またはギザギザの海岸線を通過する水の流れなどの要因の組み合わせによって引き起こされる可能性がある。[2]サイクロニックの冷核渦は、メキシコ湾流とラブラドル海流によって極前線で頻繁に形成される。[3] ラブラドル海の冷たく栄養分に富んだ水は南に流れ、東向きの蛇行するメキシコ湾流に巻き込まれ、大西洋を東に横断します。一般的に、冷たいコアリングは、南東に広がる蛇行がメキシコ湾流から挟まれるときに形成されます。
永久および半永久コールドコアリング
半永久渦と永久渦も、世界中に比較的多く見られます。これらの永久および半永久リングは、多くの場合、同じ方法で体系的に形成され、多くの場合、同じ漂流と特性を持ちます。[5]南アフリカ沖の冷核アガラスリングのように、一部の永久渦は、海流システム内で名前が付けられるほど規則的です。アガラス海流、ブラジル海流、東オーストラリア海流などの西境界流は、その終点から下向きに渦を流すことで知られています。[6]半永久冷核渦は、メキシコ湾東部のループ海流によって定期的に形成されます。そこでは、南赤道海流からの暖かい水が南カリブ海を上って移動し、カンクン沖のループ海流に流れ込みます。[7]
特徴と構造
前述のように、海流の真ん中にある高塩分で一般に栄養分の少ない海水に囲まれているにもかかわらず、特にメキシコ湾流からサルガッソー海に見られるコールド コア リングは、発生元の寒冷地域の栄養分や生物を移動先の温暖地域に運ぶ能力があります。メキシコ湾リングでは、コールド コア リングによって促進される栄養分の輸送が、サルガッソー海の生産性の低下を持続させる上で重要な役割を果たしている可能性があります。そのため、メキシコ湾流沖で形成されるコールド コア リングは、動物プランクトンの広範囲にわたる分布に影響を与える可能性があります。コールド コア リングのサイズはさまざまですが、通常は 100 ～ 300 キロメートルで、毎秒 150 センチメートルの速度で移動します。
すべての渦は、エネルギー、運動量、熱、水の物理的および化学的性質、さらには小さな生物を、たとえそれが適さない水に囲まれていても、非常に長い距離にわたって輸送することができます。[4]渦は異なる性質を持つ水を混ぜ合わせるため、大陸棚から異なる性質を持つ深海へと栄養分が移動する過程で交換されます。このため、渦は一次生産の理想的な場所となり、特に外洋環流の中心[2]やサルガッソー海などの栄養分の少ない地域では理想的です。これらの渦巻く塊の重要性は、水平方向と垂直方向の両方に輸送できる信じられないほどの運動エネルギー、大気と海の相互作用への関与、および水塊の不可逆的な混合にあります。これらのプロセスはすべて、栄養素、酸素、微量化学物質の移動、海洋の成層と密度場、および大気と海洋の循環を駆動する温暖化のパターンに寄与しています。[3]
生物の輸送と生息
1993年に実施された研究では、コールドコアリングにはクラゲやシフォノフォアなどの種を運ぶ能力があり、周囲を温かい水域に完全に囲まれていても、コールドコアリングの外側に豊富に生息していたクラゲは内側には少なく、その逆もまた同様であることが示され、コールドコアリングの内外の条件が、本来の水域では生息できない特定のクラゲ種にとって有利であることが示された。[8]
参照
参考文献
- ^ Lochte, K.; Pfannkuche, O. ( 1987). 「北大西洋東部のサイクロン性冷核渦。II. 栄養素、植物プランクトン、細菌プランクトン」(PDF) .海洋生態学進歩シリーズ。39 (2): 153–164. Bibcode :1987MEPS...39..153L. doi :10.3354/meps039153. JSTOR 24825670.
- ^ abcde Steele, J.; Turkian, K.; Thorpe, S., 編 (2001). 「中規模渦」.海洋科学百科事典. 第3巻. 学術出版. pp. 1717–1730. doi :10.1016/B978-012374473-9.00143-0. ISBN 9780123744739。
- ^ abc The Ring Group (1981). 「メキシコ湾流の冷核リング：その物理学、化学、生物学」. Science . 212 (4499): 1091–1100. Bibcode :1981Sci...212.1091R. doi :10.1126/science.212.4499.1091. JSTOR 1685370. PMID 17815202. S2CID 28248509.
- ^ ab Mittelstaedt, E. (1987). 「北大西洋東部のサイクロン性冷核渦。I. 物理的説明」(PDF) .海洋生態学進歩シリーズ。39 : 145–152. Bibcode : 1987MEPS...39..145M. doi :10.3354/meps039145.
- ^ Crawford, W.; Greisman, P. (1987). 「ブリティッシュコロンビア州ディクソンエントランスの永久渦の調査」大陸棚研究. 7 (8): 851–870. Bibcode :1987CSR.....7..851C. doi :10.1016/0278-4343(87)90002-1.
- ^ Pichevin, T.; Nof, D.; Lutjeharms, J. (1999). 「なぜアガラスリングが存在するのか?」. Journal of Physical Oceanography . 29 (4): 693–707. Bibcode :1999JPO....29..693P. doi : 10.1175/1520-0485(1999)029<0693:WATAR>2.0.CO;2 . hdl : 11427/34533 .
- ^ Biggs, Douglas C.; Zimmerman, Robert A. (1997). 「メキシコ湾のプランクトンとコールドコアリングに関する注記」Fishery Bulletin . 95 (2).
- ^ スアレス＝モラレス、エドゥアルド (2002)。 「メキシコ湾のコールドコアリングのプランクトン性刺胞動物」。シリーズ動物学。73 (1): 19–36 – Anales del Instituto de Biología 経由。