Articles

Upwelling a Downwelling

Co jsme se naučili o pohybu vody v Západní Durham nearshore?

v blízkém pobřeží může dojít k pohybu vody směrem nahoru a dolů, pokud existují určité větrné podmínky. Poměrně silný vítr způsobí, že povrchové vody, buď se vzdálí od břehu, což způsobuje zdvih, nebo vítr způsobí povrchu vody pohybovat směrem k pobřeží, což způsobuje downwelling. Podle Csanady (1972) může být do těchto akcí zapojena voda až 5 km od pobřeží!,

podél severního břehu jezera Ontario:

  • silný vítr ze západu na východ je ideální pro výskyt příbytků.
  • silný vítr z východu na západ je ideální pro výskyt přívalových srážek.

Zdvih

  • Dochází, když husté super živinami bohaté vody ze spodní části vodního sloupce offshore nahradí živiny vyčerpané povrchové vody v nearshore.
  • je poháněn větrem, Coriolisovým efektem a Ekman transport
    • vítr fouká přes jezero.,
    • voda je transportována o 90 stupňů od směru větru (Coriolisovy síly/ekmanova doprava).
    • tření mezi povrchovou vodou a vodou pod povrchovou vrstvou způsobuje, že se oba vodní parcely pohybují stejným směrem.
    • jak se voda vzdaluje od břehu, ztracená voda je nahrazena přeplavováním hlubokých vod.
  • voda bohatá na živiny může poskytnout živiny (dusičnan, celkový fosfor,rozpustný reaktivní fosfor atd.),
Obrázek 1: příklad upwelling. Obrázek vytvořený s použitím symbolů: s Laskavým svolením Integrace a Aplikace Network, University of Maryland Centra pro Vědy o životním Prostředí (ian.umces.edu/symbols/).

Downwelling

  • Dochází při povrchové vody se stává hustší a klesá ke dnu jezera.
  • je poháněn větrem, Coriolisovým efektem a ekmanovou dopravou.
    • vítr fouká přes jezero.,
    • voda je transportována o 90 stupňů od směru větru (Coriolisovy síly/ekmanova doprava).
    • jak se voda pohybuje směrem k břehu, již přítomná voda se hromadí nebo „hromadí“ a tlak této vody způsobuje, že klesá do hlubších vod.
  • transportuje rozpuštěný kyslík do hlubších vod, což ovlivňuje rozklad v povrchových vodách.
Obrázek 2: příklad downwelling., Obrázek vytvořený s použitím symbolů: s Laskavým svolením Integrace a Aplikace Network, University of Maryland Centra pro Vědy o životním Prostředí (ian.umces.edu/symbols/).

Identifikace Upwellings a Downwellings: Nástroje Použití

můžeme použít teplotu na povrchu a na dně jezera identifikovat upwellings a downwellings., Teplota může být načteno z:

a) Thermisters (teplota řetězy, které jsou zavěšeny ve vodním sloupci),

Obrázek 3: Thermisters jsou malé teplotní záznamníky připojeny do řetězců a nasazen do vodního sloupce jezera (často v blízkosti ADCPs) v hloubce zájmu. Foto kredit: Great Lakes Unit, Environmental Monitoring and Reporting Branch, 2013.

b) Land Ocean Biophysical Observatory (LOBO)., Ontario Ministerstvo životního prostředí a změny klimatu nasadilo tento nástroj v regionu Ajax od roku 2008-přítomný během měsíců bez ledu. Shromažďuje povrchové a spodní informace o různých parametrech, včetně teploty, vodivosti, chlorofylu A a zákalu.

Obrázek 4: Obrázky ze Země Oceán Biofyzikální Observatoř nasazen v Jezeře Ontario v blízkosti Ajax tím, Ontario Ministerstva životního Prostředí., LOBO má dvě složky: bóje plave na hladině jezera se teplota, vodivost, a chlorofyl a sond, a rám, který sedí na dně jezera se teplota, vodivost, chlorofyl a, a zákal sondy. (Photo credit: Great Lakes Unit, Environmental Monitoring and Reporting Branch, 2008 and 2013).,

Identifikace Upwellings a Downwellings

Teplota Grafy

Pokud porovnáme 2009 povrchu a spodní teploty v jezeře, vidíme, že tam jsou časy, kdy:

a) Povrchové vody najednou drop a zápas spodní teploty: upwelling.

b) spodní vody se náhle zvyšují a odpovídají povrchovým teplotám: downwelling.

níže uvedený graf ukazuje povrchové a dolní teploty 2009 na stanici LOBO na moři od Duffins Creek (viz Obrázek 8 níže pro umístění LOBO)., Příklad upwellingu a události downwellingu jsou vyznačeny modrými šipkami na následujícím grafu.

obrázek 5: příklad povrchové a spodní teploty 2009 poblíž potoka Duffins. Povrchové teploty se odebírají v 1,4 m pod vodní hladinou a spodní teploty se odebírají v hloubce 19,65 m vody. Zelené svislé čáry na pozemku jsou data, která TRCA vzorkovala v roce 2009. Údaje shromážděné pobočkou pro monitorování a podávání zpráv o životním prostředí Ontario Ministerstva životního prostředí a zpracované společností TRCA.,

Tím, že Teplotní Rozdíly,

Aby to bylo lépe vidět, můžeme vypočítat, když tam je velká změna teploty během 24 hodin. Níže uvedený graf vypočítá rozdíl mezi horní a spodní teplotou vody. Pokud tyč klesne nad tečkovanou čáru při 4 stupních Celsia, víme, že došlo k downwellingu. Pokud tyč klesne pod tečkovanou čáru při -4 stupních Celsia, víme, že došlo k upwellingu.,

Obrázek 6: Teplotní rozdíly během 24 hodin použita k identifikaci upwellings a downwellings. Údaje shromážděné pobočkou pro monitorování a podávání zpráv o životním prostředí Ontario Ministerstva životního prostředí a zpracované společností TRCA.

Tím, Prostorové Mapy,

Další způsob, jak to můžeme vidět upwellings je pomocí prostorově interpolovaných koncentrací živin z průzkumů dokončena do Ontario Ministerstva životního Prostředí a Změny Klimatu v roce 2008., Níže uvedené mapy jsou z publikovaného článku a ukazují, že teplota je u pobřeží nižší než 5 km od pobřeží. Toto je, protože vody u pobřeží byl tlačil pryč od pobřeží, a byl nahrazen spodní vody v upwelling události. Během této události chlorofyl a zmizel u břehu, ale na břehu se objevily vody bohaté na dusičnany přepravované z vod bohatých na živiny na dně jezera.,

Obrázek 7: kvalita Vody gradienty způsobené upwelling v Ajax polygon na září 16, 2008. Šedé čáry označují dráhu průzkumu. „Přetištěno z Žurnálu Great Lakes Research, 38(S4), Howell, E. T., Chomicki, K. M., a Kaltenecker, G., Přítok výtok, jezero oběhu, a jezero biologie jako řidiči kvality vody v Kanadské Nearshore Jezera Ontario, 47-61, Copyright (2012), se svolením Elsevier.,“

Vzhledem k tomu vítr, teplota vody, a oběh hraje důležitou roli v upwellings a downwellings, počet upwellings a downwelling v Ajax nearshore může potenciálně změnit rok na rok. Pokud se podíváme na počet upwellings a downwelling od 2008-2012, vidíme, že i když různé klimatické podmínky, počet upwellings a downwellings byly shodou okolností podobné.,llings

12A 6 B 12 10 Downwellings 14A 14 10 13 15

NOTE: the time frame that the LOBO was out changed from year to year, however, it was generally logging temperature from April until November.,

a) LOBO v roce 2008 selhalo; hodnota upwellingu z Howell et al., 2012, downwelling vypočtena z nejhlubších čtvereční k dispozici

B) povrch LOBO zapisovač teploty selhal; č. thermisters protokolování teploty

Pochopení Pohybu Vody v Nearshore

Richardson Čísla: Míchání mezi povrchové a spodní vody

Richardson čísla jsou dalším způsobem, jak se podívat na míchání, který se vyskytuje mezi povrchové a spodní vody., Z technického hlediska Richardsonova čísla používají aktuální rychlosti a teplotní rozdíly k popisu stability balíku vody ve vodním sloupci. Pokud je poměr mezi stabilizační síly v důsledku stratifikace a destabilizující síly vzhledem k vertikální střih je vyšší než kritická hodnota, pak na vodu je stabilní a povrchových a spodních vod, nemíchejte. Pokud je číslo pod kritickou hodnotou, voda se mísí. To znamená, že pokud vypočítáme toto číslo a je větší než specifická hodnota, nemůže dojít k žádnému míchání mezi vrstvami vody., Pokud je vypočtené číslo nižší než specifická hodnota, mohou se vrstvy vody smíchat. V tomto případě se horní a spodní voda mohou mísit, protože mohou překonat síly mezi nimi.

poblíž Duffins Creek, Richardsonova čísla zobrazená po celý rok nám říkají, že většinu času jsou horní a spodní vody odlišné. Na podzim je však mezi horní a spodní vodou spousta míchání. Na níže uvedené mapě jsou umístěny dva grafy. Graf vlevo je z hloubky vody ~15 metrů, zatímco graf vpravo je z hloubky vody ~18m., Existují rozdíly ve dvou grafech; levý graf má více bodů pod červenou čarou, což ukazuje, že dochází k většímu míchání. To nám říká, že mezi těmito dvěma místy dochází ke změnám a čím hlouběji jste, a že v hlubších vodách se povrchové vody tolik nemíchají se spodními vodami. Všimněte si, že v grafech na obrázku níže jsou výpočet Richardson čísla mezi přibližně 4-5 m pod vodní hladinou, a 13-15 m pod vodní hladinou.,

Obrázek 8: Richardson čísla byla vypočtena podle TRCA z údajů shromážděných pro Sledování Životního prostředí a podávání Zpráv Pobočka Ontario Ministerstva životního Prostředí. Žádné míchání znamená, že je přítomna více než jedna vrstva vody a míchání znamená, že voda je smíchána mezi hloubkami. Tento obrázek ukazuje, že při hlubším pohybu je mezi vrstvami méně míchání., „Map River, Road, and Shoreline Source: údaje poskytnuté Ontario Ministerstvo přírodních zdrojů; Bathymetry Source: National Oceanic and Atmospheric Administration“.

Pochopení toho, jak nearshore směsi je důležité pochopit, jak to bude řekněte nám, cestu, která živin bude následovat, když se dostanou do jezera.

Take home Messages

1. Upwellings a Downwellings přirozeně pohybují živiny v blízkém pobřeží.