メキシコ湾流

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北大西洋西部の表面温度。北米の陸地は黒と紺（冷たい）で、メキシコ湾流は赤（暖かい）です。出典：NASA

メキシコ湾流は、その北の延長線である北大西洋海流とともに、 メキシコ湾を起源とし、フロリダの先端まで伸び、米国とニューファンドランドの東海岸線をたどってから、北大西洋海流としての大西洋。西部の強化のプロセスにより、メキシコ湾流は北アメリカの東海岸沖で北向きに加速する流れになります。北緯40度0分西経30度0分  / 北緯40.000度西経30.000度 / 40.000; -30.000、それは2つに分かれ、北大西洋海流が北ヨーロッパに渡り、南大西洋海流が西アフリカ沖を再循環します。

メキシコ湾流は、フロリダからニューファンドランド、ヨーロッパの西海岸に至る北アメリカの東海岸の気候に影響を与えます。数十年前に反証されたにもかかわらず[1]、北大西洋海流のせいで、西ヨーロッパと北ヨーロッパの気候が同じ緯度の他の地域よりも冬に暖かいことは、19世紀半ばからまだ一般に広く受け入れられています。実際、主な理由は海の風下であり、太平洋北西部などの他の高緯度西海岸地域でも同様に穏やかな冬の気温を引き起こします。北大西洋環流の一部です。その存在は、大気中の両方で、すべてのタイプの強力なサイクロンの開発につながりましたそして海の中。メキシコ湾流は、再生可能エネルギーの重要な潜在的発生源でもあります。

歴史

1769年にロンドンで印刷されたメキシコ湾流のベンジャミンフランクリンの海図

メキシコ湾流のヨーロッパでの発見は、フアンポンセデレオンの1512年の遠征にまでさかのぼり、その後、カリブ海からスペインに航行するスペインの船によって広く使用されるようになりました。[2] 1513年4月22日のポンセデレオンの航海記録の要約は、次のように述べています。最後に、流れは風よりも強力であることが知られていました。」[3]

ベンジャミン・フランクリンは北大西洋の循環パターンに興味を持つようになりました。1768年、イギリスにいる間、フランクリンは植民地税関から奇妙な苦情を聞きました。イギリスからニューヨークに到着するのに、平均的なアメリカの商船がロードアイランドのニューポートに到着するよりも数週間長くかかったのはなぜですか。商船はロンドンを出発し、テムズ川を下って航海しなければならず、その後、大西洋を横断する前にイギリス海峡の長さを航行しなければなりませんでした。[4]

フランクリンは、ナンタケット島の捕鯨船長であるティモシー・フォルガーに答えを求めた。フォルガーは、郵便船の船長がそれに逆らって走っている間、商船は定期的に流れを横切ったと説明しました。これは、クジラの行動、水温の測定、水の色の変化によって識別されました。[4]フランクリンは、フォルガーに大西洋の海図に流れの経路をスケッチさせ、イギリスからアメリカに航海するときに流れを回避する方法についてのメモを追加しました。その後、フランクリンはチャートを英国郵便局の秘書であるアンソニー・トッドに転送しました。[4]フランクリンのメキシコ湾流海図は、1769年にロンドンで印刷されましたが、イギリスの船長はほとんど無視していました。[5]チャートのコピーは1770年から1773年頃にパリで印刷され、3番目のバージョンは1786年にフィラデルフィアのフランクリンによって出版されました。[6] [7]

プロパティ

メキシコ湾流は西部で強められた流れであり、主に風のストレスによって引き起こされます。[8]対照的に、北大西洋海流は主に熱塩循環によって駆動されます。1958年、海洋学者のヘンリーストンメルは、「メキシコ湾からの水は実際にはほとんど流れていません」と述べました。[9]大西洋を越えて北東に温水を運ぶことにより、西ヨーロッパ、特に北ヨーロッパをそうでない場合よりも暖かく穏やかにします。[10]

形成と行動

北大西洋海流として続くアイルランド西部へのメキシコ湾流の進化

大西洋北赤道海流と呼ばれる海水の川が中央アフリカの海岸から西に流れています。この流れが南アメリカの北東海岸と相互作用するとき、流れは2つの枝に分岐します。1つはカリブ海に流れ込み、もう1つはアンティル海流が西インド諸島の北と東を流れます。[11]これらの2つの枝は、フロリダ海峡の北で再結合します。

貿易風は熱帯地方では西向きに吹き、偏西風は中緯度で東向きに吹きます。[13] この風のパターンは、北大西洋を横切って負のカールを伴う亜熱帯の海面に応力を加えます。[14] 結果として生じるSverdrup輸送は赤道方向です。[15]

亜熱帯海嶺の西側周辺で北向きに移動する風によって引き起こされる渦位が保存され、北向きに移動する水の相対渦度が増加するため、輸送は狭く加速する極方向の流れによってバランスが取られます。これは海盆の西岸境界流に沿って流れ、西岸境界流との摩擦の影響を上回り、ラブラドル海流として知られています。[16] 渦位の保存はまた、メキシコ湾流に沿って曲がりを引き起こし、それはメキシコ湾流の位置が移動するにつれて時々途切れ、別々の暖かい渦と冷たい乱気流を形成します。[17] この全体的なプロセスは西部強化として知られており、メキシコ湾流などの海盆の西部境界の海流を東部境界の海流よりも強くします。[18]

結果として、結果として生じるメキシコ湾流は強い海流になります。フロリダ海峡を毎秒3000万立方メートル（30スベルドラップ）の速度で水を輸送します。ニューファンドランドの南を通過すると、この率は150スベルドラップに増加します。[19]メキシコ湾流の量は、大西洋に流れ込むすべての川を合わせて小さくし、合計で0.6スベルドラップになります。ただし、南極環流よりも弱いです。[20] メキシコ湾流の強さと近接性を考えると、米国の東海岸沿いのビーチは、海岸侵食の速度に大きな影響を与える大きな海面異常に対してより脆弱である可能性があります。[21]

メキシコ湾流は通常、幅100 km（62 mi）、深さ800 m（2,600 ft）から1,200 m（3,900 ft）です。現在の速度は地表近くで最も速く、最高速度は通常毎秒約2.5メートル（5.6 mph）です。[22] それが北に移動するとき、メキシコ湾流によって運ばれる温水は蒸発冷却を受けます。冷却は風によって行われます。風が水の上を移動すると、蒸発が発生し、水が冷却され、塩分と密度が増加します。海氷が形成されると、塩が氷から除外されます。これは、塩水排除として知られているプロセスです。[23] これらの2つのプロセスは、より密度が高く、より冷たい水（より正確には、より低い温度でもまだ液体である水）を生成します。北大西洋では、水は非常に密度が高くなり、塩分が少なく密度の低い水に沈み始めます。（対流作用は溶岩ランプに似ています。）この冷たくて濃い水の下降気流は、南向きの小川である北大西洋深層水の一部になります。[24]海藻はその東に群生しているが、海藻は現在の中にはほとんど 存在しない。[25]

2018年4月、Nature [26] [27]で発表された2つの研究では、メキシコ湾流が少なくとも1、600年間最も弱いことがわかりました。[28]

ローカライズされた効果

メキシコ湾流はフロリダ半島の気候に影響を与えます。フロリダ海流と呼ばれるフロリダ海岸沖の部分は、冬の間、少なくとも24°C（75°F）の平均水温を維持します。[29] この暖かい水の上を移動する東風は、メキシコ湾流の内陸上から暖かい空気を移動させ[30]、冬の間、米国南東部の他の場所よりも州全体の気温を穏やかに保つのに役立ちます。また、マサチューセッツ州ナンタケットに近いメキシコ湾流は、その生物多様性を高めています、それは植物の南の品種の北限であり、北の植物種の南限であるため、ナンタケットは冬の間本土よりも暖かいです。[31]

メキシコ湾流の北大西洋海流は、同様の暖かい気流とともに、アイルランドとイギリスの西海岸を東よりも数度暖かく保つのに役立ちます。[32]しかし、その違いはスコットランドの西海岸の島々で 最も劇的です。[33]メキシコ湾流と強い偏西風（メキシコ湾流の温水によって引き起こされる）のヨーロッパへの顕著な影響は、ノルウェーの海岸に沿って発生します。[10]ノルウェー北部は北極圏の近くにありますゾーン、そのほとんどは冬に氷と雪で覆われています。しかし、ノルウェーの海岸のほぼすべては、年間を通じて氷と雪がありません。[34]メキシコ湾流によってもたらされた温暖化効果により、北極圏の北で3番目に大きな都市であるトロムソを含むノルウェー北部の海岸でかなり大きな集落が開発され維持されることが可能になりました。メキシコ湾流によって暖められた気象システムは北ヨーロッパに流れ込み、スカンジナビア山脈の背後の気候も暖めます。

サイクロン形成への影響

2012年にメキシコ湾流の軸に沿って激化するハリケーンサンディ。

メキシコ湾流の端に沿った温水と温度のコントラストは、熱帯またはその他のサイクロンの強度を高めることがよくあります。 熱帯低気圧の発生には通常、26.5°C（79.7°F）を超える水温が必要です。[35]熱帯低気圧の形成は、特に7月に、メキシコ湾流でよく見られます。嵐はカリブ海を西に移動し、次に北方向に移動して米国の東海岸に向かって曲がるか、北西の軌道にとどまってメキシコ湾に入ります。[36]このような嵐は、強風を引き起こし、米国南東部沿岸地域に甚大な被害をもたらす可能性があります。2012年のハリケーンサンディは、ハリケーンが湾岸を通過して強さを増した最近の例です。[37]

強い温帯低気圧は、寒い季節にメキシコ湾流によって強制された浅い前線帯に沿って著しく深くなることが示されています。[38]亜熱帯低気圧も、メキシコ湾流の近くで発生する傾向があります。1951年から2000年の間に記録されたそのようなシステムの75％は、この温水の流れの近くで形成され、5月と10月の間に活動の2つの年次ピークが発生しました。[39] 海の中のサイクロンは、メキシコ湾流の下で形成され、海面下3,500メートル（11,500フィート）の深さまで伸びています。[40]

可能な再生可能エネルギー源

タービンによる湾岸河川からの理論上の最大エネルギー散逸は、20〜60GWの範囲です。[41] [42]理論的にはいくつかの原子力発電所に匹敵する電力を供給することができる1つの提案は、メキシコ湾流のコアの中心の下に300メートル（980フィート）に配置された水中タービンのフィールドを展開することです。[43] 海洋温度差発電は、冷たい深層水と暖かい地表水の温度差を利用して電気を生成するためにも利用できます。[44]

湾流リング

メキシコ湾流は、メキシコ湾流の蛇行がその蛇行とは異なる代替ルートから遮断された結果として定期的にリングを形成し、独立した渦を作成します。これらの渦には、サイクロン的に回転するコールドコアリングと反サイクロン的に回転するウォームコアリングの2種類があります。これらのリングは、元の水の明確な生物学的、化学的、および物理的特性を、それらが移動する新しい水に輸送する能力を持っています。

も参照してください

参考文献

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さらに読む

外部リンク

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