المياه المتوسطة في القطب الجنوبي

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

المياه المتوسطة القطبية الجنوبية (AAIW) هي كتلة مائية باردة ذات ملوحة منخفضة نسبيًا، توجد في الغالب على أعماق متوسطة في المحيط الجنوبي . تتشكل هذه المياه على سطح المحيط في منطقة التقارب القطبي الجنوبي ، أو ما يُعرف عادةً بمنطقة الجبهة القطبية الجنوبية . تقع منطقة التقارب هذه عادةً بين خطي عرض 50° جنوبًا و60° جنوبًا، ولذلك تتشكل معظم المياه المتوسطة القطبية الجنوبية في هذه المنطقة.

ملكيات

تُعدّ كتلة المياه القطبية الجنوبية المتوسطة (AAIW) كتلةً مائيةً فريدةً من نوعها ، فهي كتلة مائية غاطسة ذات ملوحة منخفضة نسبيًا، على عكس معظم الكتل المائية الغاطسة التي تتميز بملوحة عالية نسبيًا. ويمكن ملاحظة هذا الحد الأدنى من الملوحة، الذي يُميّز كتلة المياه القطبية الجنوبية المتوسطة، في جميع أنحاء المحيط الجنوبي على أعماق تتراوح بين 700 و1200 متر. تتراوح درجات الحرارة النموذجية لهذه الكتلة بين 3 و7 درجات مئوية، بينما تتراوح ملوحتها بين 34.2 و34.4 وحدة ملوحة عملية (psu) عند تكوّنها الأولي. وبسبب الاختلاط الرأسي في الأعماق المتوسطة في المحيط الجنوبي، ترتفع الملوحة تدريجيًا كلما اتجهت شمالًا. تتراوح الكثافة النموذجية لمياه كتلة المياه القطبية الجنوبية المتوسطة بين 1026.82 و 1027.43  كجم /م³ . [ 1 ] ويتفاوت سُمك هذه الكتلة بشكل كبير بين موقع تكوّنها وأقصى امتداد شمالي لها. 

تشكيل

يمكن تفسير تكوّن تيار القطب الجنوبي المتكامل (AAIW) ببساطة من خلال عملية نقل إيكمان وتباعد وتقارب الكتل المائية. تُسمى الرياح فوق القارة القطبية الجنوبية بالرياح القطبية الشرقية، حيث تهب من الشرق إلى الغرب. يُنشئ هذا تيارًا سطحيًا عكس اتجاه عقارب الساعة بالقرب من ساحل القارة القطبية الجنوبية، يُسمى تيار ساحل القارة القطبية الجنوبية. يتسبب نقل إيكمان في دفع الماء نحو يسار حركة السطح في نصف الكرة الجنوبي . وبالتالي، سيدفع هذا التيار الساحلي المتجه غربًا في القارة القطبية الجنوبية الماء باتجاهها. [ 2 ]

في الوقت نفسه، يوجد تيار قوي شمال التيار الساحلي القطبي الجنوبي، يُسمى التيار القطبي الجنوبي المحيطي (ACC)، وينشأ بفعل الرياح الغربية القوية في هذه المنطقة، ويتدفق باتجاه عقارب الساعة حول القارة القطبية الجنوبية. ومرة ​​أخرى، يدفع نقل إيكمان هذه المياه إلى يسار حركة السطح، أي بعيدًا عن القارة القطبية الجنوبية. ولأن المياه قبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية تُدفع بعيدًا عنها وداخلها، فإن ذلك يؤدي إلى منطقة تباعد القطب الجنوبي. وهنا، يحدث صعود مياه شمال الأطلسي العميقة (NADW). وتتميز مياه شمال الأطلسي العميقة ببرودتها وملوحتها العالية. وبمجرد صعودها إلى السطح، يتباعد جزء منها باتجاه القارة القطبية الجنوبية، فتبرد أكثر، ثم تغوص عائدة إلى القاع لتُصبح مياه قاع القطب الجنوبي . [ 2 ]

تتباعد مياه شمال الأطلسي العميقة (NADW) عن القارة القطبية الجنوبية عند صعودها. تتحرك هذه المياه المتباعدة شمالًا (باتجاه خط الاستواء)، وفي الوقت نفسه، يؤدي هطول الأمطار المستمر (يقع الموقع بالقرب من المنخفضات القطبية عند خط عرض 60° جنوبًا تقريبًا) بالإضافة إلى تدفق مياه الذوبان إلى انخفاض ملوحة مياه شمال الأطلسي العميقة الأصلية. ونظرًا للتغير الكبير في ملوحة مياه شمال الأطلسي العميقة وفقدانها لخصائصها المميزة، تُسمى هذه المياه السطحية المتجهة شمالًا الآن بمياه سطح القطب الجنوبي (AASW). كما اكتسبت مياه سطح القطب الجنوبي المتجهة شمالًا بعض الحرارة من الغلاف الجوي، مما أدى إلى ارتفاع طفيف في درجة حرارتها. [ 2 ] [ 3 ]

عندما تصل هذه المياه إلى خطي عرض 50° جنوبًا و60° جنوبًا، فإنها تصطدم بمنطقة التقارب القطبي الجنوبي . عند هذه النقطة ، تقع المياه شبه القطبية الجنوبية ، التي تتميز بكونها أكثر دفئًا من المياه القطبية الجنوبية، شمال الجبهة القطبية الجنوبية مباشرةً، بينما تقع المياه القطبية الجنوبية جنوبها مباشرةً. تُعرف هذه المنطقة بمنطقة التقارب القطبي الجنوبي/الجبهة القطبية الجنوبية نظرًا للتدرجات الحادة في كلٍ من درجة الحرارة والملوحة (وخاصةً درجة الحرارة) بين المياه القطبية الجنوبية والمياه شبه القطبية الجنوبية. كما أنها منطقة ذات اختلاط رأسي قوي. [ 2 ] [ 4 ] لا تحدث منطقة التقارب هذه لمجرد تدفق المياه شبه القطبية الجنوبية جنوبًا وتدفق مياه القطب الجنوبي الجنوبية شمالًا، بل بسبب تقارب إيكمان.

بمجرد وصول مياه سطح القطب الجنوبي المتجهة شمالًا إلى منطقة التقارب القطبي الجنوبي، تبدأ بالغرق نظرًا لكثافتها العالية مقارنةً بمياه شبه القطب الجنوبي شمالها، وانخفاض كثافتها مقارنةً بمياه القطب الجنوبي جنوبها. ويُشار إلى هذه المياه حينها باسم مياه القطب الجنوبي العميقة (AAIW). وتصبح مياه القطب الجنوبي العميقة الغارقة محصورة بين مياه شبه القطب الجنوبي (أعلاه)، وهي أكثر دفئًا ولكنها أكثر ملوحة، ومياه شمال المحيط الأطلسي العميقة (NADW) (أدناه)، وهي باردة ومالحة جدًا. [ 5 ] [ 6 ]

لسنوات عديدة، كان يُعتقد أن تكوين مياه القطب الجنوبي القطبية (AAIW) المذكور آنفًا هو العملية الوحيدة لتكوينها. وقد وجدت دراسات حديثة أدلة على أن بعض مياه نمط شبه القطب الجنوبي قادرة على اختراق الجبهة شبه القطبية الجنوبية (المنطقة الجبهية التي تفصل المنطقة الجبهية القطبية عن المنطقة شبه القطبية الجنوبية) لتصبح المصدر الرئيسي لمياه القطب الجنوبي القطبية، بدلًا من مياه القطب الجنوبي القطبية الجنوبية (AASW). ونظرًا لصعوبة إجراء عمليات الرصد في هذه المنطقة الوعرة، لا يزال البحث في نظرية اختلاط مياه نمط شبه القطب الجنوبي قيد التطوير، ولكن توجد أدلة كثيرة تدعم دورها في تكوين مياه القطب الجنوبي القطبية. [ 7 ] [ 8 ] ويقع أكبر مصدر لتكوين مياه القطب الجنوبي القطبية جنوب غرب الطرف الجنوبي لأمريكا الجنوبية.

المدى المكاني والحركة

من الخصائص المميزة لتيار المياه المتوسطة القطبية الجنوبية (AAIW) امتداده الواسع شمالًا. إذ يمكن ملاحظة أدنى مستويات الملوحة المرتبطة به في المياه المتوسطة (حوالي 1000 متر) حتى خط عرض 20° شمالًا، مع وجود آثار ضئيلة منه حتى خط عرض 60° شمالًا. وهو بلا شك أكبر تيار مائي متوسط ​​الانتشار بين جميع كتل المياه المتوسطة في المحيطات. ويستمر في الامتداد شمالًا حتى يصطدم بكتل مائية متوسطة أخرى (مثل تيار المياه المتوسطة القطبية الجنوبية AIW ). [ 9 ] وتتحرك تيار المياه المتوسطة القطبية الجنوبية (AAIW) في الغالب باتجاه الشمال نظرًا لأن نقل حجم إيكمان يتجه في هذا الاتجاه. عند تشكل تيار المياه المتوسطة القطبية الجنوبية (AAIW) في البداية، يكون تيار القطب الجنوبي (ACC) قادرًا على نقله إلى جميع أحواض المحيطات، لأنه يدور في اتجاه عقارب الساعة حول القارة القطبية الجنوبية دون حدود برية.

مراجع

  1. ↑ والاس، غاري إرنست (2000). أنظمة الأرض: العمليات والقضايا. ISBN 0-521-47895-2الصفحات 170-180
  2. 1 2 3 4 تومتشاك، ماتياس وجي ستيوارت جودفري (2003). علم المحيطات الإقليمي: مقدمة، الطبعة الثانية. ص 63-82، ردمك 81-7035-306-8
  3. ↑ ريدي، م. (2001). علم المحيطات الفيزيائي الوصفي. ص 273-327 ISBN 90-5410-706-5
  4. ↑ ريدي، م. (2001). علم المحيطات الفيزيائي الوصفي. ص 273-327 ISBN 90-5410-706-5
  5. ↑ المجلس الوطني للبحوث (الولايات المتحدة). اللجنة المخصصة لعلم المحيطات الفيزيائي والكيميائي في القطب الجنوبي (1988). علم المحيطات الفيزيائي وكيمياء التتبع في المحيط الجنوبي. الصفحات 40-50
  6. ↑ فابيو، ف. وآخرون (2008). تطور مناخ القطب الجنوبي. الصفحات 86-92. ISBN 0-444-52847-4
  7. ↑ المجلس الوطني للبحوث (الولايات المتحدة). اللجنة المخصصة لعلم المحيطات الفيزيائي والكيميائي في القطب الجنوبي (1988). علم المحيطات الفيزيائي وكيمياء التتبع في المحيط الجنوبي. الصفحات 40-50
  8. ↑ فابيو، ف. وآخرون (2008). تطور مناخ القطب الجنوبي. الصفحات 86-92. ISBN 0-444-52847-4
  9. ↑ تالي، إل دي، 1999. بعض جوانب نقل حرارة المحيط بواسطة دورات الانقلاب الضحلة والمتوسطة والعميقة. في آليات تغير المناخ العالمي على نطاقات زمنية ألفية، سلسلة الدراسات الجيوفيزيائية، 112، الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، تحرير كلارك، ويب، وكيغوين، 1-22.