メキシコ湾流

メキシコ湾流は、暖かく速い大西洋の 海流で、メキシコ湾に源を発し、フロリダ海峡を通って米国東海岸を北上し、北緯36度（ノースカロライナ州）付近で東に向きを変え、北大西洋流として北西ヨーロッパに向かって進む。西方強化の過程で、メキシコ湾流は北米東海岸沖で北向きに加速する海流となる。40 °0′N 30°0′W / 40.000°N 30.000°W / 40.000; -30.000付近で2つに分かれ、北の流れである北大西洋海流は北ヨーロッパを横断し、南の流れであるカナリア海流は西アフリカ沖で再循環する。

メキシコ湾流は、フロリダからバージニア南東部（北緯36度付近）までの米国東海岸沿岸地域の気候に影響を与えており、さらに北西ヨーロッパの気候にも大きな影響を与えている。北西ヨーロッパの気候が同緯度の他の地域よりも温暖なのは、少なくとも部分的には強い北大西洋海流によるものだという見解が一致している。^{[1] [2] [3]メキシコ湾流は}北大西洋環流の一部である。その存在により、大気と海洋の両方で あらゆる種類の強力なサイクロンが発生している。

ヨーロッパ人がメキシコ湾流を発見したのは、1512年のフアン・ポンセ・デ・レオンの探検に遡り、その後、カリブ海からスペインへ航行するスペイン船で広く利用されるようになった。^[4] 1513年4月22日のポンセ・デ・レオンの航海日誌の要約には、「強い風が吹いていたにもかかわらず、前進できず、後退する流れがあり、順調に進んでいるように見えたが、最後には流れが風よりも強力であることがわかった」と記されている。^[5]

ベンジャミン・フランクリンは北大西洋の循環パターンに興味を持つようになった。1768年、イギリス滞在中に、フランクリンは植民地税関局から奇妙な苦情を耳にした。「イギリスの小包がイギリスからニューヨークに到着するまでの時間は、アメリカの商船がロードアイランド州ニューポートに到着するまでの時間の何週間も長いのはなぜか。商船はロンドンを出発し、テムズ川を下り、イギリス海峡を横断してから大西洋を渡るのに対し、小包はコーンウォールのファルマスから出発するのだが。」^[6]

フランクリンは、従兄弟でナンタケット島の捕鯨船の船長だったティモシー・フォルジャーに答えを求めた。フォルジャーは、商船は日常的に海流を横切るが、郵便船の船長は海流に逆らって航行する（海流はクジラの行動、水温の測定、水の色の変化で識別できる）と説明した。^[6]フランクリンはフォルジャーに大西洋の海図に海流の経路をスケッチさせ、イギリスからアメリカへ航海する際に海流を避ける方法をメモさせた。その後、フランクリンはその海図をイギリス郵便局の事務官アンソニー・トッドに送った。^[6]フランクリンのメキシコ湾流の海図は1769年にロンドンで印刷されたが、イギリスの船長にはほとんど無視された。^[7]海図のコピーは1770年から1773年頃にパリで印刷され、3番目のバージョンは1786年にフランクリンによってフィラデルフィアで出版された。^{[8] [9]}

メキシコ湾流自体は西から強められた海流で、主に風圧によって動いている。^[10] 1958年、海洋学者ヘンリー・ストンメルは「メキシコ湾からの水は実際にはほとんど流れていない」と指摘した。^[11]対照的に、北大西洋海流は主に熱塩循環によって動いている。この海流が大西洋を北東に渡って暖かい水を運ぶことで、西ヨーロッパ、特に北ヨーロッパは本来よりも暖かく穏やかになっている。^[12]

大西洋北赤道海流と呼ばれる海水の川が、中央アフリカの海岸沖を西に流れています。この海流が南アメリカの北東海岸と相互作用すると、2つの支流に分岐します。1つはカリブ海に流れ込み、もう1つはアンティル海流として西インド諸島の北と東を流れます。^[13]これら2つの支流はフロリダ海峡の北で再び合流します。

貿易風は熱帯地方では西向きに吹き、^[14]偏西風は中緯度で東向きに吹きます。^[15] この風のパターンは、北大西洋を横切る亜熱帯海面に負のカールによる応力を加えます。 ^[16] その結果、スベルドラップ輸送は赤道方向に進みます。^[17]

亜熱帯海嶺の西側の周辺を北上する風によって生じる潜在渦度の保存と、北上する水の相対的な渦度の増大により、輸送は狭く加速する極方向の海流によって均衡が保たれる。この海流は西側の境界海流との摩擦の影響を上回り、海洋盆の西側境界に沿って流れ、ラブラドル海流として知られている。^[18] 潜在渦度の保存により、メキシコ湾流に沿った屈曲も生じ、メキシコ湾流の位置が変化すると屈曲が途切れ、暖流と冷流が別々に形成される。^[19] この全体的なプロセスは西方強化と呼ばれ、メキシコ湾流などの海洋盆の西側境界の海流が東側境界の海流よりも強くなる原因となる。^[20]

その結果、メキシコ湾流は強い海流となる。フロリダ海峡を毎秒3000万立方メートル（30スベルドラップ）の速度で水を運ぶ。ニューファンドランド島の南を通過すると、この速度は1億5000万スベルドラップに増加する。 ^[21]メキシコ湾流の量は、大西洋に注ぐすべての河川の合計0.6スベルドラップをはるかに上回る。しかし、メキシコ湾流は南極周極流より弱い。^{[22]メキシコ湾流の強さと近さを考えると、米国東海岸のビーチは大規模な海面異常の影響を受けやすく、}海岸侵食 の速度に大きな影響を与える可能性がある。^[23]

メキシコ湾流は通常、幅100km（62マイル）、深さ800～1,200m（2,600～3,900フィート）です。流速は表面近くで最も速く、最大速度は通常約2.5m/s（5.6mph）です。^[24] メキシコ湾流が北へ移動すると、暖かい水が蒸発冷却されます。冷却は風によって行われ、水面を移動する風によって蒸発が起こり、水が冷却されて塩分と密度が高まります。海氷が形成されると、塩分は氷から取り除かれます。このプロセスは塩水排除として知られています。^[25] これらの2つのプロセスにより、より密度が高く冷たい水（より正確には、より低い温度でも液体である水）が生成されます。北大西洋では、水は非常に密度が高くなるため、塩分が少なく密度の低い水を通って沈み始めます。 （対流作用は溶岩ランプに似ています。）この冷たく密度の高い水の下降流は、南に向かう流れである北大西洋深層水の一部になります。 ^[26]海藻は流れの東側に群生していますが、流れの中には ほとんどありません。 ^[27]

2018年4月、英国の科学雑誌ネイチャー ^{に掲載された2つの研究[28] [29]}によると、メキシコ湾流は少なくとも1,600年で最も弱い状態にあることが判明した^{[30] 。}

メキシコ湾流はフロリダ半島の気候に影響を与えている。フロリダ海流と呼ばれるフロリダ沖合の水温は、冬季には少なくとも24℃（75℉）、夏季と秋季には29℃（84℉）に達することが多い。^[31] この暖かい水面を東風が吹き、メキシコ湾流上の暖かい空気を内陸に運び、^[32]冬の間、州全体の気温が米国南東部の他の地域よりも穏やかに保たれる。

メキシコ湾流は、春から夏にかけて、フロリダからマサチューセッツ州南東部端までの東海岸に沿って北上する多種多様な熱帯魚や生物を運びます。メキシコ湾流の暖かい水に沿って、東海岸沖では、餌を探している熱帯魚がよく見られ、その中には、コウイカ、イルカ、バラクーダ、モンガラカワハギのいくつかの種が含まれます。メキシコ湾流がマサチューセッツ州ナンタケット島に近いことも、その生物多様性を高めています。南方の植物種の北限であり、北方の植物種の南限でもあるためです。ナンタケット島の冬は、わずか30マイル北にある本土よりも暖かいです^{[33] [34]} 。ナンタケット島の北、ニューイングランド海岸からカナダ東海岸にかけては、冷たいラブラドル海流が見られます。

メキシコ湾流の北大西洋海流は、同様の暖流とともに、アイルランドとイギリス西海岸を東部よりも数度暖かく保つのに役立っています。^{[35]しかし、その差は}スコットランドの西海岸の島々 で最も劇的です。^{[36] [検証に失敗]}メキシコ湾流と強い偏西風がヨーロッパに及ぼす顕著な影響は、ノルウェー沿岸で発生します。^[12]ノルウェーの北部は北極圏に近く、その大部分は冬には氷と雪に覆われます。しかし、ノルウェーの海岸のほぼすべては、年間を通じて氷と雪がありません。^{[37]メキシコ湾流による温暖化効果により、}北ノルウェーの海岸にはかなり大きな集落が開発され、維持されており、北極圏の北で3番目に大きい都市であるトロムソも含まれます。メキシコ湾流によって暖められた気象システムは北ヨーロッパに流れ込み、スカンジナビア山脈の背後の気候も温めます。

メキシコ湾流の崩壊の可能性は、いくつかのニュース出版物で取り上げられている。^{[曖昧] [38] [39] [40] [41] [42]} IPCC第6次評価報告書は、この問題を具体的に取り上げ、モデル予測と理論的理解に基づくと、温暖化の気候でもメキシコ湾流が停止することはないという結論を下した。^[43]大西洋南北循環（AMOC）が弱まるにつれてメキシコ湾流は減速すると予想されるが、たとえAMOCが崩壊したとしてもメキシコ湾流が崩壊することはない。^[43]それでも、この減速は、北米沿岸の海面上昇、中緯度の降水量の減少、ヨーロッパと熱帯地方周辺の強雨パターンの変化、北大西洋の嵐の強化など、重大な影響を及ぼすだろう。^[43]

メキシコ湾流の縁に沿った暖かい水と温度のコントラストは、熱帯性であろうとなかろうと、サイクロンの強度を増すことが多い。熱帯性サイクロンの発生には通常、26.5 °C (79.7 °F) を超える水温が必要である。^[44]熱帯性サイクロンの発生は、特に7月にメキシコ湾流上でよく見られる。嵐はカリブ海を西に進み、その後北方向に進んで米国東海岸に向かって曲がるか、北西方向にとどまってメキシコ湾に入る。^[45]このような嵐は、強風を引き起こし、米国南東部の沿岸地域に甚大な被害をもたらす可能性がある。 2012年のハリケーン・サンディは、メキシコ湾流に沿って進み、勢力を増しているハリケーンの最近の例である。^[46]

強い温帯低気圧は、寒い季節にメキシコ湾流によって浅い前線帯に沿って著しく発達することが示されている。^[47]亜熱帯低気圧もメキシコ湾流の近くで発生する傾向がある。1951年から2000年の間に記録されたそのようなシステムの約75％は、この暖かい水流の近く​​で発生し、5月と10月に年間2回の活動のピークが発生している。^[48] 海自体のサイクロンはメキシコ湾流の下で発生し、海面下3,500メートル（11,500フィート）の深さまで広がる。^[49]

メキシコ湾流は、定期的にリングを形成します。これは、メキシコ湾流の蛇行がその蛇行とは異なる別のルートから遮断され、独立した渦が形成されることによって生じます。これらの渦には、低気圧のように回転する(北半球では反時計回り、南半球では時計回り) 冷核リングと、高気圧のように回転する温核リングの 2 種類があります。これらのリングには、元の水の独特の生物学的、化学的、および物理的特性を、移動先の新しい水に運ぶ能力があります。

ウィキメディア・コモンズには、メキシコ湾流に関連するメディアがあります。

• メキシコ湾流の現在の地図