Articles

Upwelling și Downwelling

by admin
Ce am învățat despre mișcarea apei în zona de Vest Durham nearshore?

în apropierea țărmului, mișcarea apei în sus și în jos poate apărea dacă există anumite condiții de vânt. Vânturile relativ puternice vor determina apele de suprafață fie să se îndepărteze de țărm, provocând o urcare, fie vânturile vor determina apele de suprafață să se deplaseze spre țărm, provocând o coborâre. Potrivit lui Csanady (1972), apa de până la 5 km de țărm poate fi implicată în aceste evenimente!,de-a lungul țărmurilor nordice ale lacului Ontario:

  • vânturile puternice de la vest la est sunt ideale pentru apariția ascensiunilor.
  • vânturi puternice de la est la vest sunt ideale pentru downwellings să apară.

Upwelling

  • apare atunci când apa densă bogată în nutrienți rece din partea de jos a coloanei de apă offshore înlocuiește apa de suprafață epuizată de nutrienți din zona apropiată.
  • este condus de vânt, efectul Coriolis,iar transportul Ekman
    • bate vântul peste lac.,
    • apa este transportată la 90 de grade de direcția vântului (forțele Coriolis/transportul Ekman).
    • frecarea dintre apa de suprafață și apa de sub stratul de suprafață face ca ambele parcele de apă să se deplaseze în aceeași direcție.
    • Pe măsură ce apa se îndepărtează de țărm, apa pierdută este înlocuită de înălțarea apelor adânci.
  • apa bogată în nutrienți poate furniza nutrienți (nitrat, fosfor total, fosfor reactiv solubil etc.) pentru creșterea biologică în nearshore.,
Figura 1: Un exemplu de upwelling. Imaginea creată cu utilizarea de simboluri: Curtoazie de Integrare și de Aplicare de Rețea, de la Universitatea din Maryland Centrul pentru Știința Mediului (ian.umces.edu/symbols/).

Downwelling

  • Apare atunci când apa de suprafață devine mai dens și se scufundă la fundul lacului.
  • este condus de vânt, efectul Coriolis și transportul Ekman.vântul bate peste lac.,
  • apa este transportată la 90 de grade de direcția vântului (forțele Coriolis/transportul Ekman).
  • Pe măsură ce apa se deplasează spre țărm, apa deja prezentă se acumulează sau se „îngrămădește”, iar presiunea acestei ape o face să se scufunde în ape mai adânci.
  • transportă oxigenul dizolvat în apele mai adânci, afectând descompunerea în apele de suprafață.
    • Figura 2: un exemplu de downwelling., Imaginea creată cu utilizarea de simboluri: Curtoazie de Integrare și de Aplicare de Rețea, de la Universitatea din Maryland Centrul pentru Știința Mediului (ian.umces.edu/symbols/).

    Identificarea Particule și Downwellings: Instrumente de Utilizare

    putem folosi temperatura la suprafața și la fundul lacului pentru a identifica particule și downwellings., Temperatura poate fi accesat la:

    o) Thermisters (temperatura lanțuri, care sunt suspendate în coloana de apă),

    Figura 3: Thermisters sunt mici logger de temperatură atașat în siruri de caractere și utilizate în coloana de apă din lac (de multe ori aproape ADCPs) la adâncimi de interes. Credit foto: unitatea Marilor Lacuri, Filiala de monitorizare și raportare a mediului, 2013.

    b) Terenul Ocean Biofizice Observator (LOBO)., Ministerul Mediului și Schimbărilor Climatice din Ontario a implementat acest instrument în regiunea Ajax din 2008-prezent în timpul lunilor fără gheață. Colectează informații de suprafață și de jos pe o varietate de parametri, inclusiv temperatura, conductivitatea, clorofila a și turbiditatea.

    Figura 4: Imagini din Țara Ocean Biofizice Observatorul desfășurate în Lacul Ontario lângă Ajax către Ontario Ministerul Mediului., LOBO are două componente: o geamandură plutește la suprafața lacului cu temperatură, conductivitate și sonde de clorofilă a și un cadru care se află pe fundul lacului cu sonde de temperatură, conductivitate, clorofilă a și turbiditate. (credit foto: unitatea Marilor Lacuri, Filiala de monitorizare și raportare a mediului, 2008 și 2013).,

    Identificarea Particule și Downwellings

    De Temperatura Grafice

    Dacă vom compara 2009 la suprafață și la fund temperaturi în lac, vom vedea că există momente când:

    a) apele de Suprafață picătură dintr-o dată și se potrivesc jos temperaturi: upwelling.

    b) apele de fund cresc brusc și se potrivesc cu temperaturile de suprafață: coborâre.

    graficul de mai jos prezintă temperaturile de suprafață și de fund din 2009 la stația LOBO offshore din Duffins Creek (a se vedea figura 8 de mai jos pentru locația LOBO)., Un exemplu de upwelling și un eveniment downwelling sunt evidențiate de săgețile albastre din graficul următor.

    Figura 5: exemplu de 2009 la suprafață și la fund temperatura aproape de Duffins Creek. Temperaturile de suprafață sunt luate la 1,4 m sub suprafața apei, iar temperaturile de fund sunt luate la 19,65 m adâncime de apă. Liniile verticale verzi de pe teren sunt datele pe care TRCA le-a eșantionat în 2009. Datele colectate de Sucursala de monitorizare și raportare a Mediului din Ministerul Mediului din Ontario și prelucrate de TRCA.,

    prin diferențele de temperatură

    pentru a face mai ușor de văzut, putem calcula când există o schimbare mare de temperatură în 24 de ore. Graficul de mai jos calculează diferența dintre temperaturile apei de sus și de jos. Dacă bara cade deasupra liniei punctate la 4 grade Celsius, știm că a avut loc o cădere. Dacă bara scade sub linia punctată la -4 grade Celsius, știm că a avut loc o creștere.,

    Figura 6: diferențe de Temperatură într-o perioadă de 24 de ore utilizate pentru a identifica particule și downwellings. Datele colectate de Sucursala de monitorizare și raportare a Mediului din Ministerul Mediului din Ontario și prelucrate de TRCA.

    De Hărți Spațiale

    un Alt mod în care putem vedea particule este folosind interpolate spațial concentrațiile de nutrienți din chestionarele completate de către Ontario Ministerul Mediului și schimbărilor Climatice, în 2008., Hărțile de mai jos sunt dintr-un articol publicat și arată că temperatura este mai mică de țărm decât este de 5 km de țărm. Acest lucru se datorează faptului că apa de pe țărm a fost împinsă de țărm și a fost înlocuită de apele de jos într-un eveniment ascendent. În timpul acestui eveniment, clorofila a a dispărut de pe țărm, dar apele bogate în nitrați au apărut pe țărm transportate din apele bogate în nutrienți de pe fundul lacului.,

    Figura 7: calitatea Apei degradeuri cauzate de upwelling în Ajax poligon pe 16 septembrie, 2008. Liniile gri indică pista de sondaj. „Retipărit din Jurnalul de Marile Lacuri de Cercetare, 38(S4), Howell, E. T., Chomicki, K. M., și Kaltenecker, G., Afluent de descărcare de gestiune, lacul circulație, și lacul de biologie ca drivere de calitate a apei în Canadian Nearshore de Lacul Ontario, 47-61, drepturile de Autor (2012), cu permisiunea Elsevier.,”

    Deoarece vântul, temperatura apei, și de circulație a juca un rol important în particule și downwellings, numărul de particule și downwelling în Ajax nearshore pot schimba de la an la an. Dacă ne uităm la numărul de particule și downwelling din perioada 2008-2012, vom vedea că, deși diferite condiții climatice există, numărul de particule și downwellings fost întâmplător similare.,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 a funcționat defectuos în 2008; valoarea ascendentă de la Howell și colab., 2012, downwelling calculate de la cele mai profunde metru disponibile

    B) suprafața LOBO de înregistrare a temperaturii s-a defectat; nu thermisters logare temperatura

    Înțelegerea Mișcării Apei în regim Nearshore

    Richardson Numere: Amestecarea între suprafață și a apelor de jos

    Richardson numere sunt un alt mod de a privi la amestecare care are loc între suprafață și fundul apei., În termeni tehnici, numerele Richardson folosesc vitezele curente și diferențele de temperatură pentru a descrie stabilitatea unei parcele de apă într-o coloană de apă. Dacă raportul dintre forțele de stabilizare datorate stratificării și forțele destabilizatoare datorate forfecării verticale este peste o valoare critică, atunci apa este stabilă, iar apele de suprafață și de fund nu se amestecă. Dacă numărul este sub valoarea critică, atunci apa se amestecă. Ceea ce înseamnă acest lucru este că, dacă calculăm acest număr și este mai mare decât o valoare specifică, atunci nu se poate produce nicio amestecare între straturile de apă., Dacă numărul calculat este sub o valoare specifică, atunci straturile de apă se pot amesteca. În acest caz, apele de sus și de jos se pot amesteca, deoarece pot depăși forțele dintre ele.lângă Duffins Creek, numerele Richardson afișate pentru întregul an ne spun că de cele mai multe ori apele de sus și de jos sunt diferite. Cu toate acestea, în toamnă există o mulțime de amestecare între apele de sus și de jos. Există două grafice plasate pe harta de mai jos. Graficul din stânga este de la o adâncime de apă de ~15 metri, în timp ce graficul din dreapta este de la o adâncime de apă de ~18m., Există diferențe în cele două grafice; graficul din stânga are mai multe puncte sub linia roșie care arată că se produce mai multă amestecare. Acest lucru ne spune că există schimbări care apar între cele două site-uri și cu cât sunteți mai adânc și că în apele mai adânci, apele de suprafață nu se amestecă atât de mult cu apele de jos. Rețineți că în graficele din imaginea de mai jos se calculează numerele Richardson între aproximativ 4-5 m sub suprafața apei și 13-15 m sub suprafața apei.,

    Figura 8: Richardson cifrele au fost calculate de TRCA din datele colectate de Monitorizare a Mediului și de Raportare a Filialei din Ontario Ministerul Mediului. Amestecarea nu indică prezența a mai mult de un strat de apă, iar amestecarea indică faptul că apa este amestecată între adâncimi. Această imagine arată că, pe măsură ce vă deplasați mai adânc, există mai puțină amestecare între straturi., „Map River, Road, and Shoreline Source: Data provided by Ontario Ministry of Natural Resources; Bathymetry Source: National Oceanic and Atmospheric Administration”.

    Înțelegerea modului în regim nearshore amestecuri este important să înțelegem cum ne va spune calea pe care nutrienții vor urma atunci când intră în lac.

    ia acasă mesaje

    1. Upwellings și Downwellings muta în mod natural nutrienți în nearshore.