Articles

Upwelling og Downwelling

Hvad har vi lært om bevægelse i vandet i den Vestlige Durham nearshore?

i nearshore kan opadgående og nedadgående vandbevægelse forekomme, hvis visse vindforhold eksisterer. Relativt kraftig vind vil få overfladevandet til enten at bevæge sig væk fra kysten, hvilket forårsager en opvelling, eller vinden vil få overfladevand til at bevæge sig mod kysten og forårsage en nedvelling. Ifølge Csanady (1972) kan vand op til 5 km fra kysten være involveret i disse begivenheder!,

langs den nordlige bred af Lake Ontario:

  • stærk vind fra vest mod øst er ideel til up .ellings at forekomme.
  • stærk vind fra øst til vest er ideel til do .n .ellings at forekomme.

Upwelling

  • Opstår, når tæt cool næringsrigt vand fra bunden af vandsøjlen offshore erstatter de næringsstoffer forarmet overfladevand i det kystnære.
  • er drevet af vind, Coriolis effekt, og Ekman transport
    • vind blæser over søen.,
    • vand transporteres 90 grader fra vindretningen (Coriolis forces/Ekman transport).
    • friktion mellem overfladevandet og vandet under overfladelaget får begge vandpakker til at bevæge sig i samme retning.
    • når vandet bevæger sig væk fra kysten, erstattes det tabte vand med opvækst af dybe farvande.
  • Upelledelled næringsrige vand kan give næringsstoffer (nitrat, total fosfor, opløseligt reaktivt fosfor osv.),
Figur 1: Et eksempel på en upwelling. Billede skabt med brug af symboler: venligst Udlånt af Integration og Anvendelse af Netværk, University of Maryland Center for Environmental Science (ian.umces.edu/symbols/).

Downwelling

  • Opstår, når overfladevandet bliver mere tætte og synker til bunden af søen.
  • er drevet af vind, Coriolis effekt, og Ekman transport.
    • vinden blæser over søen.,
    • vand transporteres 90 grader fra vindretningen (Coriolis forces/Ekman transport).
    • når vandet bevæger sig mod kysten, akkumuleres det allerede tilstedeværende vand eller “hober sig op”, og trykket fra dette vand får det til at synke ned til dybere farvande.
  • transporterer opløst ilt til dybere vand, hvilket påvirker nedbrydning i overfladevand.
Figur 2: eksempel på en downwelling., Billede skabt med brug af symboler: venligst Udlånt af Integration og Anvendelse af Netværk, University of Maryland Center for Environmental Science (ian.umces.edu/symbols/).

Identificere Upwellings og Downwellings: Instrumenter i Brug

Vi kan bruge temperaturen ved overfladen og ved bunden af søen for at identificere upwellings og downwellings., Temperaturen kan hentes fra:

a) Thermisters (temperatur kæder, der er suspenderet i vandsøjlen),

Figur 3: Thermisters er små temperaturloggere, der er fastgjort i strygere og indsat i vandsøjlen af søen (ofte i nærheden af ADCPs) på dybder af interesse. Foto Kredit: Great Lakes Unit, miljøovervågning og rapportering Branch, 2013.

b) Land Ocean Biophysical Observatory (LOBO)., Ontario-Ministeriet for Miljø og klimaændringer har implementeret dette instrument i Aja.-regionen fra 2008-til stede i de isfrie måneder. Det indsamler overflade og bund oplysninger om en række parametre, herunder temperatur, ledningsevne, klorofyl a og turbiditet.

Figur 4: Billeder af det Land, Havet Biofysiske Observatorium indsat i Lake Ontario i nærheden af Ajax af Ontario Ministry of the Environment., De LOBO har to komponenter: en bøje flyder på overfladen af søen med temperatur, ledningsevne, og klorofyl a-sonder, og en ramme, der sidder på søen bunden med temperatur, ledningsevne, klorofyl a, og turbiditet sonder. (foto: The Great Lakes Unit, Environmental Monitoring and Reporting Branch, 2008 and 2013).,

Identificere Upwellings og Downwellings

Ved at Temperatur Grafer

Hvis vi sammenligner 2009-overflade og bunden temperaturer i søen, ser vi, at der er tidspunkter, når:

a) for Overfladevand pludselig falde og matche bunden temperaturer: upwelling.

b) Bottom farvande pludselig stige og matche overfladetemperaturer: do .n .elling.

grafen nedenfor viser, 2009-overflade og bunden temperaturer på LOBO station offshore fra Duffins Creek (se Figur 8 nedenfor for placeringen af de LOBO)., Et eksempel på en up .elling og en Do .n .elling begivenhed er påpeget af de blå pile på følgende graf.

Figur 5: eksempel på 2009-overflade-bunden temperatur nær Duffins Creek. Overfladetemperaturer er taget på 1,4 m under vandoverfladen, og bundtemperaturer er taget på 19,65 m vanddybde. De grønne lodrette linjer på grunden er de datoer, som TRCA samplede i 2009. Data indsamlet af Miljøovervågnings-og Rapporteringsafdelingen i Ontario Miljøministeriet og behandlet af TRCA.,

ved temperaturforskelle

for at gøre det lettere at se, kan vi beregne, hvornår der er en stor temperaturændring inden for 24 timer. Grafen nedenfor beregner forskellen mellem de øverste og nederste Vandtemperaturer. Hvis stangen falder over den stiplede linje ved 4 grader Celsius, ved vi, at der er sket en nedvelling. Hvis stangen falder under den stiplede linje ved -4 grader Celsius, ved vi, at der er sket en up .elling.,

Figur 6: Temperatur forskelle inden for en 24 timers periode, der bruges til at identificere upwellings og downwellings. Data indsamlet af Miljøovervågnings-og Rapporteringsafdelingen i Ontario Miljøministeriet og behandlet af TRCA.

Ved Fysisk Kort

en Anden måde, at vi kan se upwellings er ved hjælp af rumligt interpoleret næringsstof koncentrationer fra undersøgelser gennemført af Ontario Ministeriet for Miljø-og Klimaændringer i 2008., Kortene nedenfor er fra en offentliggjort artikel og viser, at temperaturen er lavere ved kysten end den er 5 km fra kysten. Dette skyldes, at vandet ved kysten blev skubbet væk fra kysten, og blev erstattet af bundvand i en opadgående begivenhed. Under denne begivenhed forsvandt klorofyl a ved kysten, men nitratrige vand optrådte ved kysten transporteret fra det næringsrige vand i bunden af søen.,

Figur 7: vandkvalitet gradienter, der er forårsaget af upwelling i Ajax polygon 16 September, 2008. Grå linjer angiver undersøgelsessporet. “Genoptrykt fra Journal Store Søer Forskning, 38(S4), Howell, E. T., Chomicki, K. M., og Kaltenecker, G., Biflod udledning, sø omløb, og søen biologi som førere af vandkvaliteten i de Canadiske Nearshore af Lake Ontario, 47-61, Copyright (2012), med tilladelse fra Elsevier.,”

Da vind, vand, temperatur og kredsløb spiller en vigtig rolle i upwellings og downwellings, antallet af upwellings og downwelling i Ajax call potentielt kan ændre sig fra år til år. Hvis vi ser på antallet af upwellings og downwelling fra 2008-2012, ser vi, at selv om forskellige klimatiske betingelser er til stede, antallet af upwellings og downwellings var tilfældigvis lignende.,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 funktionsfejl i 2008; up .elling værdi fra Ho .ell et al., 2012, downwelling, beregnet ud fra den dybeste meter tilgængelig

B) overfladen LOBO-temperatur optager ikke virkede, ingen thermisters at logge temperatur

Forståelse Bevægelse af Vand i de Kystnære

Richardson Numre: Blanding mellem overfladen og bunden farvande

Richardson numre er en anden måde at se på den blanding, der opstår mellem overfladen og bunden farvande., Teknisk set bruger Richardson-numre aktuelle hastigheder og temperaturforskelle til at beskrive stabiliteten af en pakke vand i en vandkolonne. Hvis forholdet mellem de stabiliserende kræfter på grund af stratificering og de destabiliserende kræfter på grund af lodret forskydning er over en kritisk værdi, er vandet stabilt, og overfladen og bundvandet blandes ikke. Hvis tallet er under den kritiske værdi, blandes vandet. Hvad dette betyder er, at hvis vi beregner dette tal, og det er større end en bestemt værdi, kan der ikke forekomme blanding mellem lagene af vand., Hvis det beregnede tal er under en bestemt værdi, kan vandlagene blandes. I dette tilfælde kan de øverste og nederste farvande blandes, fordi de kan overvinde kræfterne mellem dem.i nærheden af Duffins Creek fortæller Richardson-numre, der vises for hele året, os, at det meste af tiden er de øverste og nederste farvande forskellige. Men i efteråret er der meget blanding mellem øverste og nederste farvande. Der er to grafer placeret på kortet nedenfor. Grafen til venstre er fra en vanddybde på ~ 15 meter, mens grafen til højre er fra en vanddybde på ~18m., Der er forskelle i de to grafer; den venstre graf har flere punkter under den røde linje, der viser, at der sker mere blanding. Dette fortæller os, at der sker ændringer mellem de to steder og det dybere, du er, og at overfladevandene i dybere farvande ikke blandes med bundvand så meget. Bemærk, at i graferne på billedet nedenfor beregner Richardson tal mellem ca 4-5 m under vandoverfladen, og 13-15 m under vandoverfladen.,

Figur 8: Richardson tal, der er beregnet af TRCA fra data, der indsamles ved den Miljømæssige Overvågning og Rapportering Gren af Ontario Ministry of the Environment. Ingen blanding indikerer mere end et lag vand er til stede, og blanding indikerer vand blandes mellem dybder. Dette billede viser, at når du bevæger dig dybere, er der mindre blanding mellem lagene., “Kort flod, vej og kystlinje kilde: Data leveret af Ontario Ministeriet for Naturressourcer; bathymetri kilde: National Oceanic og Atmospheric Administration”.

forståelse af, hvordan nearshore blandinger er vigtigt at forstå, da det vil fortælle os den vej, næringsstoffer vil følge, når de kommer ind i søen.

Tag Hjemmemeddelelser

1. Up .ellings og Do .n .ellings flytter naturligt næringsstoffer i nærheden.