rörelsen av ytströmmar som drivs av vinden är ganska intuitiv. Till exempel producerar vinden lätt krusningar på ytan av en damm. Således antogs det djupa havet—utan vind—vara helt statiskt av tidiga oceanografer. Men modern instrumentering visar att nuvarande hastigheter i djupa vattenmassor kan vara signifikanta (även om det är mycket mindre än ythastigheter)., I allmänhet varierar havsvattnets hastigheter från fraktioner av centimeter per sekund (i djupet av oceanerna) till ibland mer än 1 m/s i ytströmmar som Gulf Stream och Kuroshio.

i det djupa havet är den dominerande drivkraften skillnader i densitet, orsakad av salthalt och temperaturvariationer (ökad salthalt och sänkning av temperaturen hos en vätska ökar båda dess densitet). Det finns ofta förvirring över komponenterna i cirkulationen som drivs av vind och densitet., Observera att havsströmmar på grund av tidvatten är också betydande på många ställen; mest framträdande i relativt grunda kustområden, tidvattenströmmar kan också vara betydande i det djupa havet. Där tros de för närvarande underlätta blandningsprocesser, särskilt diapycnal blandning.

tätheten av havsvatten är inte globalt homogen, men varierar avsevärt och diskret. Skarpt definierade gränser finns mellan vattenmassor som bildas vid ytan, och därefter behålla sin egen identitet i havet., Men dessa skarpa gränser ska inte föreställas rumsligt utan snarare i ett T-s-diagram där vattenmassor utmärks. De placerar sig över eller under varandra enligt deras densitet, vilket beror på både temperatur och salthalt.

varm havsvatten expanderar och är därmed mindre tät än kallare havsvatten. Saltare vatten är tätare än fräschare vatten eftersom de upplösta salterna fyller interstitiella platser mellan vattenmolekyler, vilket resulterar i mer massa per volymenhet. Lättare vattenmassor flyter över tätare (precis som en bit trä eller Is kommer att flyta på vatten, se flytkraft)., Detta kallas ”stabil stratifiering” i motsats till instabil stratifiering (se Brunt-Väisälä frekvens) där tätare vatten ligger över mindre täta vatten (se konvektion eller djup konvektion som behövs för vattenmassbildning). När täta vattenmassor först bildas, är de inte stabilt stratifierade, så de försöker lokalisera sig i rätt vertikalt läge enligt deras densitet. Denna rörelse kallas konvektion, det beställer stratifieringen genom gravitation., Driven av densitetsgradienterna ställer detta upp den huvudsakliga drivkraften bakom djupa havsströmmar som den djupa västra gränsströmmen (DWBC).

termohalincirkulationen drivs huvudsakligen av bildandet av djupa vattenmassor i Nordatlanten och södra havet som orsakas av skillnader i temperatur och salthalt i vattnet.Denna modell beskrivs av Henry Stommel och Arnold B. Arons 1960 och är känd som Stommel-Arons box modell för MOC.,

bildning av djupvattenmassasedit

de täta vattenmassorna som sjunker in i de djupa bassängerna bildas i ganska specifika områden i Nordatlanten och södra havet. I Nordatlanten kyls havsvatten vid ytan av havet intensivt av vinden och låga omgivningstemperaturer. Vind som rör sig över vattnet ger också mycket avdunstning, vilket leder till en minskning av temperaturen, kallad förångningskylning relaterad till latent värme., Avdunstning avlägsnar endast vattenmolekyler, vilket resulterar i en ökning av salthalten hos havsvatten kvar, Och sålunda en ökning av densiteten hos vattenmassan tillsammans med temperaturminskningen. I Norwegian Sea förångnings kylning är dominerande, och sjunkande vattenmassan, Nordatlantens djupvatten (NADW), fyller bassängen och spiller söderut genom crevasses i ubåten trösklar som förbinder Grönland, Island och Storbritannien som är kända som Grönland-Skottland-åsen., Det strömmar sedan mycket långsamt in i Atlantens djupa abyssala slätter, alltid i sydlig riktning. Flödet från arktiska havsbassängen till Stilla havet blockeras emellertid av Beringsundets smala grunder.

i södra havet kommer starka katabatiska vindar som blåser från Antarktis kontinenten på ishyllorna att blåsa den nybildade havsisen bort och öppna polynyas längs kusten., Havet, som inte längre skyddas av havsisen, lider av en brutal och stark kylning (se polynya). Under tiden börjar havsisen reformera, så ytvattnet blir också saltare, därmed mycket tätt. I själva verket bidrar bildandet av havsisen till en ökning av ytan havsvatten salthalt; saltigare saltlake är kvar som havet is bildas runt den (rent vatten företrädesvis frysas). Ökad salthalt sänker fryspunkten för havsvatten, så kall flytande saltlösning bildas i inklusioner inom en honungskaka av is., Saltlösningen smälter gradvis isen precis under den, så småningom droppar ut ur ismatrisen och sjunker. Denna process är känd som saltlösning avstötning.

det resulterande Antarktiska bottenvattnet (AABW) sjunker och flyter Nord och öst, men är så tätt att det faktiskt underflödar NADW. AABW bildas i Weddell havet kommer huvudsakligen fylla Atlanten och indiska bassänger, medan AABW bildas i Ross havet kommer att flöda mot Stilla havet.,

de täta vattenmassorna som bildas av dessa processer strömmar nedför botten av havet, som en ström i den omgivande mindre täta vätskan och fyller upp bassängerna i polära Haven. Precis som floddalar direkt strömmar och floder på kontinenterna, begränsar bottentopografin de djupa och nedre vattenmassorna.

Observera att, till skillnad från sötvatten, havsvatten inte har en densitet maximum vid 4 ° C men blir tätare eftersom det kyler hela vägen till dess fryspunkt av ca -1,8 ° C. Denna fryspunkt är dock en funktion av salthalt och tryck och därmed -1.,8 ° C är inte en allmän frystemperatur för havsvatten (se diagram till höger).

förflyttning av djupt vatten massesEdit

bildning och rörelse av de djupa vattenmassorna vid Nordatlanten, skapar sjunkande vattenmassor som fyller bassängen och flyter mycket långsamt in i Atlantens djupa abyssala slätter. Denna hög latitud kylning och låg latitud uppvärmning driver rörelsen av det djupa vattnet i ett polärt södergående flöde. Det djupa vattnet strömmar genom Antarktis Ocean bassängen runt Sydafrika där det är uppdelat i två vägar: en i Indiska oceanen och en förbi Australien i Stilla havet.,

vid Indiska Oceanen orsakar en del av det kalla och salta vattnet från Atlanten—ritat av flödet av varmare och fräschare övre havsvatten från det tropiska Stilla havet—ett vertikalt utbyte av tätt, sjunkande vatten med lättare vatten ovanför. Det är känt som välter. I Stilla havet genomgår resten av det kalla och salta vattnet från Atlanten haline forcing, och blir varmare och fräschare snabbare.,

det utströmmande undervattnet av kallt och saltvatten gör havsnivån i Atlanten något lägre än Stilla havet och salthalt eller halinitet av vatten vid Atlanten högre än Stilla havet. Detta genererar ett stort men långsamt flöde av varmare och fräschare övre havsvatten från tropiska Stilla havet till Indiska Oceanen genom den indonesiska skärgården för att ersätta det kalla och salta Antarktiska bottenvattnet. Detta är också känt som ”haline forcing” (net high latitude freshwater gain och low latitude indunstning)., Detta varmare, fräschare vatten från Stilla havet strömmar upp genom södra Atlanten till Grönland, där det svalnar och genomgår förångande kylning och sjunker till havsbotten, vilket ger en kontinuerlig termohalincirkulation.

därför är ett nytt och populärt namn för termohalincirkulationen, med betoning på den vertikala naturen och pole-to-pole karaktären av denna typ av havscirkulation, meridionalomvandlingen.

kvantitativ skattningredigera

direkta uppskattningar av styrkan i termohalincirkulationen har gjorts vid 26.,5 ° N i Nordatlanten sedan 2004 av det brittiska och amerikanska Snabbprogrammet. Genom att kombinera direkta uppskattningar av sjötransporter med hjälp av aktuella mätare och subsea-kabelmätningar med uppskattningar av geostrofisk ström från temperatur-och salthaltsmätningar, ger RAPID-programmet kontinuerliga, fullständiga, basinwide uppskattningar av termohalincirkulationen eller, mer exakt, meridional vältning cirkulation.,

de djupvattenmassor som deltar i MOC har kemiska, temperatur-och isotopkvotssignaturer och kan spåras, deras flödeshastighet beräknas och deras ålder bestäms.Dessa inkluderar 231Pa / 230Th förhållanden.