تدفق تاسمان

يُعدّ تدفق تسمان ممرًا مائيًا يربط مياه المحيط الهادئ بالمحيط الهندي . وقد نشر علماء من قسم أبحاث البحار والغلاف الجوي التابع لمنظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية الأسترالية (CSIRO) وجود هذا التدفق في أغسطس 2007، وذلك من خلال تحليل بيانات الملوحة ودرجة الحرارة التي جُمعت بين عامي 1950 و2002. ^{[ 1 ]} يُنظر إلى تدفق تسمان على أنه الحلقة المفقودة في الدوامة العملاقة لنصف الكرة الجنوبي، وجزء مهم من الدورة الحرارية الملحية .

مصدر مياه تدفق تسمان هو تيار شرق أستراليا . وحتى عام 2007، كان يُعتقد أن مياه هذا التيار تتحرك باتجاه الجنوب الشرقي نحو نيوزيلندا . إلا أن هذا الانعطاف شرقًا نحو نيوزيلندا لم يحدث إلا بالقرب من السطح، كما أكدته عوامات أرغو على سطح البحر وعلى عمق 1000 ديسي بار. ^{[ 3 ]} عند عمق متوسط ​​- يتراوح بين 300 و1000 متر تقريبًا - تنعطف المياه جنوبًا وغربًا، ملتفةً حول جنوب تسمانيا . تُسمى هذه المياه، التي تنفصل عن تيار شرق أستراليا وتمر بتسمانيا ، بتدفق تسمان. يواصل التيار مساره غربًا مارًا بخليج أستراليا الكبير وصولًا إلى المحيط الهندي . وبهذه الطريقة، يربط تدفق تسمان جنوب المحيط الهادئ بالمحيط الهندي . ونظرًا لعمقه، ينقل التيار بشكل رئيسي مياه نمط شبه القطب الجنوبي ومياه القطب الجنوبي المتوسطة بحجم نقل يبلغ 4.2 ± 4.3 سفيردرب. ^{[ 4 ]} هنا، يرمز Sv إلى سفيردروب ، وهو مقياس لحجم النقل في المحيط. يقتصر التيار على مسار ضيق بين تسمانيا والتيار القطبي الجنوبي ، وذلك بسبب قوة التيار القطبي الجنوبي المتجه شرقًا جنوب تسمانيا .

قبل اكتشاف تيار تسمان الخارجي، ركزت الأبحاث حول الدوران الحراري الملحي في نصف الكرة الجنوبي بشكل أساسي على مسارين آخرين. أحدهما يُعرف بالمسار البارد، الذي يمر عبر ممر دريك وينقل المياه الباردة من أعماق المحيط حول القارة القطبية الجنوبية إلى المحيطين الهادئ والهندي . والآخر يُعرف بالمسار الدافئ، الذي يمر عبر تيار إندونيسيا وينقل المياه الدافئة إلى المحيط الهندي . ومع وجود تيار تسمان الخارجي، يُضاف مسار ثالث للدوران الحراري الملحي، حيث يتم نقل مياه نمط شبه القطب الجنوبي ومياه القطب الجنوبي الوسيطة من المحيط الهادئ إلى شمال المحيط الأطلسي . علاوة على ذلك، يُعد تيار تسمان الخارجي بمثابة البوابة الثانية لمياه المحيط الهادئ للوصول إلى المحيط الهندي ، إلى جانب تيار إندونيسيا .

في المحيط الأطلسي الاستوائي، تُضاهي مساهمة تدفق تسمان مساهمة المسارين الآخرين الأكثر شهرة، حيث يبلغ حجم النقل حوالي 3 سفيردرب. ويُعتبر تدفق تسمان مسارًا ثالثًا، إذ لا يتقاطع تدفق المياه فيه مع المسارين الآخرين لأنه يمر أسفلهما في العمق. ^{[ 5 ]} وهو أبرد وأقل ملوحة وأكثر كثافة من المسارين الآخرين، ويعود ذلك إلى تدفق المياه العذبة من المياه القطبية الجنوبية المتوسطة في جنوب المحيط الهادئ. ويقع تدفق المياه الذي يُساهم فيه تدفق تسمان بالكامل تقريبًا على عمق يزيد عن 300 متر. وتبقى التأثيرات الخارجية محدودة نظرًا لموقعه أسفل الطبقة المختلطة ، مما يجعل ملوحته ودرجة حرارته ثابتة نسبيًا. ^{[ 6 ]}

كان تدفق تسمان الحلقة المفقودة في أبحاث الدوامة العملاقة في نصف الكرة الجنوبي. يُفترض أن هذه الدوامة العملاقة تربط بين دوامات الأحواض الجنوبية الثلاث ، وهي دوامة جنوب المحيط الهادئ ، ودوامة المحيط الهندي ، ودوامة جنوب المحيط الأطلسي . ^{[ 8 ]} ينشأ الماء في هذه الدوامة العملاقة من المنطقة القطبية الجنوبية على هيئة مياه شبه قطبية . ويتحرك شرقًا حول القارة القطبية الجنوبية ضمن التيار القطبي الجنوبي . وفي هذا التيار، تتحول المياه شبه القطبية جزئيًا إلى مياه قطبية متوسطة . وعندما تصل المياه إلى جنوب المحيط الهادئ، تُدمج في نظام دوامة جنوب المحيط الهادئ بالقرب من نيوزيلندا . وهنا، تُزود الدوامة بالمياه العذبة أسفل طبقة التغير الحراري . وقبل أن تصل إلى تدفق تسمان، يمكن أن تتدفق المياه عبر أجزاء كبيرة من حوض المحيط الهادئ. في نهاية المطاف، يلتقط تيار شرق أستراليا المياه وينقلها جنوبًا، حيث تدور حول جنوب تسمانيا غربًا، ثم تعبر تيار تسمان لتصب في المحيط الهندي. في شرق المحيط الهندي، يبقى تيار تسمان تحت خط عرض 15 جنوبًا، وعلى عمق يتراوح بين 300 و1100 متر. بعد وصوله إلى غرب المحيط الهندي ، يلتقي التيار بتيار أغولهاس، حيث ينقلب جزئيًا باتجاه الشرق، ويمر جزئيًا عبر المحيط الأطلسي الجنوبي ، مُكملاً بذلك دائرة الدوامة العملاقة. ^{[ 9 ]}

تُعدّ الدورة الحرارية الملحية مهمة لنظامنا المناخي، وينطبق هذا الأمر أيضاً على تدفق مياه بحر تسمان الذي يُضاف إلى هذه الدورة. بالمقارنة مع ممر دريك وتدفق المياه الإندونيسية ، فإن تدفق مياه بحر تسمان يتعرض لتأثيرات خارجية أقل. فتعرضه للهواء، شأنه شأن التفاعلات البحرية الأخرى، محدود لأنه نادراً ما يتلامس مع الطبقة المختلطة للمحيط . ونتيجة لذلك، تبقى درجة حرارته وملوحته ثابتة إلى حد كبير طوال مساره إلى شمال المحيط الأطلسي حيث يصل إلى السطح. وبذلك، يعمل كمصدر ثابت ومستقر للمياه العذبة، مما قد يُساهم في مُوازنة تغيرات نقل الحرارة في الدورة الحرارية الملحية . ^{[ 10 ]}

يبدو أن للرياح دورًا هامًا في حجم مساهمة تدفق تسمان. فقبل أن تتدفق المياه إلى نظام الدوامة شبه الاستوائية في جنوب المحيط الهادئ ، ومن ثم إلى تدفق تسمان، تكون قد دارت عدة مرات حول القارة القطبية الجنوبية . ولذلك، فإن تأثير الرياح على هذه الدورة له تأثير كبير على نقل المياه العذبة إلى المحيط الأطلسي. ^{[ 5 ]} إضافةً إلى ذلك، يُعتقد أنها تتحكم في استقرار الدورة الحرارية الملحية ووظائفها . كما يتأثر تدفق تسمان بشكل مباشر بتأثير الرياح، وخاصةً الرياح في المحيطين الجنوبي والهادئ. وتؤثر هذه الرياح على مدى التدفق، إذ يقل حجمه عندما تتحرك الجبهة شبه الاستوائية شمالًا. ومع ذلك، لم يُعثر على أي دليل على وجود أي تغيرات موسمية. على الرغم من أن القياسات تظهر اختلافات كبيرة في حجم التدفق الخارج، من 1 Sv إلى أكثر من 25 Sv على المستويين دون الأسبوعي وبين السنوات، لم يتم العثور على أي اتجاهات طويلة الأجل خلال الفترة من 1983 إلى 1997. ^{[ 11 ]}