Что такое апвеллинг?

Апвеллинг (от английского upwelling — «подъём», «восходящий поток») — это океанографическое явление, при котором холодные, богатые питательными веществами глубинные воды поднимаются к поверхности океана или моря, замещая более тёплые поверхностные воды.

Апвеллинг играет важнейшую роль в формировании климата, поддержании морских экосистем и распределении биологических ресурсов Мирового океана.

Как возникает апвеллинг?

Основной причиной апвеллинга является воздействие ветра на поверхностные слои воды в сочетании с вращением Земли.

Механизм возникновения апвеллинга можно объяснить следующим образом:

1. Воздействие ветра. Устойчивые ветры перемещают поверхностные массы воды вдоль побережья или в открытом океане.

2. Отклонение водных масс. Под действием силы Кориолиса, связанной с вращением Земли, возникает так называемый экмановский перенос. В Северном полушарии суммарный перенос воды направлен вправо от направления ветра, а в Южном — влево.

3. Отток поверхностной воды. При определённом направлении ветра поверхностные воды перемещаются от берега в открытый океан.

4. Подъём глубинных вод. На место оттекающих поверхностных вод поднимаются более холодные воды из нижележащих слоёв.

5. Обогащение поверхностного слоя. Поднявшаяся вода приносит с собой растворённые питательные вещества, необходимые для развития морских организмов.

Таким образом, апвеллинг обеспечивает постоянное или периодическое обновление поверхностных вод океана.

Основные виды апвеллинга

Выделяют несколько разновидностей этого явления.

1. Прибрежный апвеллинг.

Самый известный и хорошо изученный вид. Возникает возле берегов материков, когда ветер способствует переносу поверхностных вод от побережья.

Особенно характерен для западных побережий континентов, вдоль которых проходят холодные океанические течения.

Примеры:

• Перуанское течение у западного побережья Южной Америки.

• Бенгельское течение у юго-западного побережья Африки.

• Калифорнийское течение у западного побережья Северной Америки.

• Канарское течение у северо-западного побережья Африки.

2. Экваториальный апвеллинг.

Возникает в экваториальных районах океана под действием пассатов.

По обе стороны экватора сила Кориолиса отклоняет экмановский перенос поверхностных вод в противоположные стороны. В результате воды расходятся от экватора, а на их место поднимаются более холодные глубинные воды.

Такой процесс особенно заметен в экваториальной части Тихого океана.

3. Океанический апвеллинг.

Наблюдается в открытом океане, вдали от берегов. Может возникать вследствие расхождения поверхностных вод под действием ветра, особенностей океанической циркуляции и вихревых движений.

Например, внутри некоторых циклональных океанических вихрей происходит подъём более холодной воды из нижележащих слоёв.

Почему апвеллинг так важен?

Главная особенность апвеллинга заключается в том, что глубинные воды содержат большое количество минеральных питательных веществ, прежде всего нитратов, фосфатов и соединений кремния.

Эти вещества образуются, в частности, при разложении органических остатков, опускающихся из верхних слоёв океана.

Когда глубинная вода поднимается к поверхности, питательные вещества попадают в освещённую зону, где их используют микроскопические водоросли — фитопланктон.

Далее происходит следующая цепочка:

Питательные вещества → фитопланктон → зоопланктон → мелкая рыба → крупные рыбы и морские хищники.

Поэтому районы интенсивного апвеллинга отличаются исключительно высокой биологической продуктивностью.

Например, воды у побережья Перу и Чили являются одними из наиболее продуктивных рыболовных районов мира. Здесь существуют благоприятные условия для массового развития анчоусов и других промысловых рыб.

Хотя зоны апвеллинга занимают сравнительно небольшую часть поверхности Мирового океана, они обеспечивают значительную долю мирового морского рыбного промысла.

Как апвеллинг влияет на климат?

Апвеллинг воздействует не только на морские организмы, но и на климат прибрежных территорий.

Во-первых, он способствует охлаждению воздуха. Поднимающиеся глубинные воды обычно значительно холоднее поверхностных. Они охлаждают нижние слои атмосферы, снижая температуру воздуха над океаном и прилегающими берегами.

Во-вторых, он способствует образованию туманов. Когда влажный воздух соприкасается с холодной морской поверхностью, водяной пар может конденсироваться, образуя густые прибрежные туманы.

В-третьих, он может усиливать засушливость некоторых побережий. Холодная океаническая поверхность способствует устойчивой стратификации нижних слоёв атмосферы и подавляет развитие мощных конвективных облаков. Это одна из причин, по которым возле некоторых районов интенсивного апвеллинга расположены пустыни.

Характерные примеры — пустыня Атакама в Южной Америке и пустыня Намиб в Африке. Однако их засушливость объясняется не только апвеллингом, но и другими атмосферными и географическими факторами.

Связь апвеллинга с Эль-Ниньо

Особенно интересна связь апвеллинга с климатическим явлением Эль-Ниньо.

В обычных условиях у западных берегов Южной Америки пассаты и океаническая циркуляция способствуют подъёму холодных, богатых питательными веществами вод.

Во время развития Эль-Ниньо циркуляция атмосферы и океана в тропической части Тихого океана изменяется. Восточная часть океана становится теплее, а поступление питательных веществ к поверхности в ряде районов существенно сокращается.

Это приводит к серьёзным последствиям:

• Уменьшается количество фитопланктона.

• Снижается кормовая база многих видов рыб.

• Рыбные запасы могут сокращаться или перемещаться в другие районы.

• Нарушаются сложившиеся пищевые цепи морских экосистем.

• Изменяются погодные условия в прибрежных районах.

Таким образом, ослабление апвеллинга способно вызвать масштабные экологические и экономические последствия.

Чем апвеллинг отличается от даунвеллинга?

Противоположным апвеллингу процессом является даунвеллинг (от английского downwelling — «нисходящий поток»).