В 2006 ученые, использующие спутниковые образы, наблюдали удлиненное тело теплой воды от кольца теплого ядра Гольфстрима, нарушающего вдоль края полки, простираясь на сотни миль из Массачусетса к Мысу Хаттерас, Северная Каролина.«Много людей было удивлено этим», сказал Вейфенг ‘Гордон’ Чжан, объединенный ученый из Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), и ведущий автор исследования, опубликованного в Геофизических Письмах об Исследовании. «Обычно, вода Гольфстрима, которая является очень теплой и оживленной, не существует прямого контакта с водой на континентальном шельфе, который является намного более холодным. Есть каскад потенциальных последствий, для которых нужно дальнейшее исследование».До сих пор ученые были неспособны изучить явление, потому что спутники могут только ощутить океанскую поверхность, и никакие данные о структуре воды вторжения ниже поверхности не были доступны.
Однако в апреле 2014, данные о слое воды в этой области стали доступными от предварительного развертывания от финансируемой национальным научным фондом Ocean Observatories Initiative (OOI). Определенно, автономные транспортные средства назвали «планеры», которые собирают данные вдоль предопределенного пути в океане, были развернуты на Первопроходческом месте Множества OOI к югу от Кейп-Кода. Чжан и его коллеги использовали предварительные данные о планере, собранные с апреля до июня 2014 и общедоступные на веб-сайте OOI, чтобы произвести первый профиль сложных, многоуровневых масс воды в этом существенном моменте в океане.
«Край континентального шельфа – ключевой объект, где плотный, питательная богатая вода ‘резко поднимается’ на поверхность, стимулирующий рост в основе пищевой сети», сказал соавтор Глен Гоаркивич, старший научный сотрудник из WHOI. «Эта вода обычно зажимается между более холодной, более свежей водой на полке и более теплыми водами Гольфстрима на расстоянии от берега. Понимание изменений в этом регионе имеет важные социальные и экономические последствия».Спутниковые образы показывают, что пять подобно выглядящих событий вторжения имели место между 2007-2014 в зимние и весенние сезоны.
Чжан и Гаваркиевич назвали события «Вторжениями Носа Пиноккио» (PNI), потому что теплая вода нарушает на полку и продолжает «расти» для сотен миль, перемещающихся в противоположное направление от северо-восточного движения Гольфстрима.Пока это новое исследование не проводилось, одно предложенное объяснение состояло в том, что теплые воды были подметены в самолете поломки полки, ток, который перемещается к юго-западному направлению вдоль края полки. Чжан называет это «обманом, или лгите» Вторжения Носа Пиноккио. «Если вторжение было вызвано shelfbreak самолетом», сказал Чжан, «этой особенностью, скорее всего, будет очень тонкая, поверхностная особенность на поверхности». Напротив, благодаря данным, собранным Первопроходческими планерами Множества OOI прежде и после того, как сформировался PNI, ученые решили, что эти вторжения почти 100 метров глубиной, распространяясь почти на морское дно.
Вращение теплой основной кольцевой формы в глубоком океане и в конечном счете зажимает прочь из Гольфстрима, идя в северо-западном направлении на более мелкий континентальный наклон. Внешние конечности колец поражают наклон сначала и сжаты возрастающим морским дном.
Однажды достижение полки, они следуют за краем полки, простирающимся на юго-запад, формирующий длинную форму носа. В конечном счете дополнительные остановки и тонкие нити, выходящие из северной стороны носа, проникают далее на полку.Первопроходческие данные о Множестве OOI также позволили ученым понимать сложности того, что стимулирует плотность различных водных масс в этом уникальном местоположении.
При нормальных условиях плотностью в регионе контролирует соленость. Вода полки более свежая, чем офшорная вода и поэтому более оживленная, чем более соленая офшорная вода.
Однако во время события PNI, вода полки менее оживленная, чем офшорная вода из-за огромного перепада температур – приблизительно 25-30 градусов по Фаренгейту – между водами полки и водами вторжения.«Поскольку вода Гольфстрима так зверски теплая, плотностью теперь контролирует температура, и вода вторжения более оживленная, несмотря на то, чтобы быть более соленым», сказал Чжан.Изменения в температуре, плотности и обращении все имеют серьезные последствия для рыболовства в области.
«Я показал данные о планере группе коммерческого рыбака назад в апреле в Род-Айленде, и они были очень удивлены», сказал Гаваркиевич. «Они не могли полагать, что температура может измениться так очень, настолько быстро».Ученые полагают, что процесс PNI мог бы помочь в перевозке малька, как американский угорь, через shelfbreak барьер и на полку, куда они могут плавать к прибрежным устьям. Для американских угрей это – важный шаг их репродуктивной поездки миграции и крайне важный для их выживания.
Молодые угри должны сделать его из нерестилища в тропиках к их эстуариевым и пресноводным средам обитания на американском северо-восточном побережье на первом году их жизни. Прямое вторжение воды Гольфстрима на полку может помочь им добраться до своего места назначения без того, чтобы быть отметенным и может увеличить их выживаемость. Но для других разновидностей, вторжение могло бы ввести низкую питательную поверхностную воду Гольфстрима и подавить резко поднимание холодной, плотной, богатой питательным веществом воды, и таким образом уменьшить биологическую производительность в регионе, который иначе известен его плодородными рыболовными угодьями.«Я просто считаю его экстраординарным, что Первопроходческие планеры Множества отсутствовали в течение месяца, и мы уже определили новый процесс обмена поломки полки», сказал Гаваркиевич. «Это просто идет, чтобы показать, сколько еще мы должны учиться в экосистеме всей полки».
«Я очень горжусь нашими учеными WHOI, Вэйфэн Чжаном и Гленом Гоаркивичем», сказал представитель Уильям Китинг (D-МА). «Их открытие служит напоминанием критической потребности в длительном и более частом океанском наблюдении, а также взаимосвязанностью здоровья наших океанов и здоровья наших морских экосистем. WHOI долго был международным лидером в океанографии с инновационным исследованием, представляющим бесчисленные открытия, которые изменили область.
Этот прорыв не отличается. В то время как мы продолжаем изучать и понимать величину и воздействия изменений океанских температур и обращения, исследование и ресурсы WHOI будут неоценимы».