Гольфстрим как индикатор изменений климата Северной Атлантики
|
Введение 3
1. Физико-географическое описание течения Г ольфстрим 6
1.1. Географическое положение течения 6
1.2. Откуда берет свои истоки течение Гольфстрим 7
1.3. Водные массы Гольфстрима 9
1.4. Водные массы Северной Атлантики 11
1.5. Влияние переноса тепла Гольфстрима на климат Северной Атлантики .. 13
1.6. Изменчивость параметров состояния морской воды в Гольфстриме 19
2. Материалы и методы 21
2.1. Исходные данные 21
2.2. Расчетные формулы и метод обработки данных наблюдений 23
2.2.1 Оценка объемного расхода, потоков тепла и соли 23
2.2.2. Анализ тренда временного ряда 24
2.2.3. Гармонический анализ Фурье и спектр 25
2.2.4. Корреляционный анализ 26
3. Результаты расчётов и их обсуждение 29
3.1. Характеристики переноса потоков воды, тепла и соли 29
3.1.1. Межгодовая изменчивость переноса массы тепла, соли и объемного
расхода воды 29
3.1.2. Характер направления потоков и объемного расхода Гольфстрима ... 36
3.2. Связь теплосодержания с индексами Северной Атлантики 39
3.2.1. Расчет тренда 40
3.2.2. Гармонический анализ 45
3.2.3. Корреляция теплосодержания с индексами 55
Заключение 61
Список используемых источников 63
Приложение A 65
1. Физико-географическое описание течения Г ольфстрим 6
1.1. Географическое положение течения 6
1.2. Откуда берет свои истоки течение Гольфстрим 7
1.3. Водные массы Гольфстрима 9
1.4. Водные массы Северной Атлантики 11
1.5. Влияние переноса тепла Гольфстрима на климат Северной Атлантики .. 13
1.6. Изменчивость параметров состояния морской воды в Гольфстриме 19
2. Материалы и методы 21
2.1. Исходные данные 21
2.2. Расчетные формулы и метод обработки данных наблюдений 23
2.2.1 Оценка объемного расхода, потоков тепла и соли 23
2.2.2. Анализ тренда временного ряда 24
2.2.3. Гармонический анализ Фурье и спектр 25
2.2.4. Корреляционный анализ 26
3. Результаты расчётов и их обсуждение 29
3.1. Характеристики переноса потоков воды, тепла и соли 29
3.1.1. Межгодовая изменчивость переноса массы тепла, соли и объемного
расхода воды 29
3.1.2. Характер направления потоков и объемного расхода Гольфстрима ... 36
3.2. Связь теплосодержания с индексами Северной Атлантики 39
3.2.1. Расчет тренда 40
3.2.2. Гармонический анализ 45
3.2.3. Корреляция теплосодержания с индексами 55
Заключение 61
Список используемых источников 63
Приложение A 65
Самым узнаваемый океаническим течением на Земле является Гольфстрим - мощный и струйный тёплый поток в Атлантическом океане, который берет своё начало у восточного побережья Северной Америки проливе между Флоридой и Карибскими островами. Он обеспечивает странам Западной и Центральной Европы благоприятные и мягкие климатические условия. Гольфстрим является глобальным фактором влияния на климат. Многие учёные считают, что его активность в течение ближайших десятилетий может существенно снизиться, что повлечёт за собой изменение климата во многих странах.
На протяжении многих лет учёные изучают течение Гольфстрим: за его изменениями направления, за скоростью и мощностью водных масс, за его устойчивостью и динамикой. В связи с глобальным потеплением в последние годы структура вод Гольфстрима значительно изменяется, что может привести к его «остановке» с необратимыми последствиями для климата Европы и Арктики. Это всего лишь научная гипотеза, которую можно допустить и проверить в том числе.
Теплые циклоны, которые формируются над Гольфстримом в районе энергоактивных зон, вызывают повышение осадков, которые распространяются по всей Северной Атлантике, вызывая природные опасные явления на Европу. Поэтому актуальность заданной работы состоит в том, что изучение такого явление как Гольфстрим пользуется спросом у ученых для верного прогноза влияния теплого течения на климат Европы и в целом его изменения во времени и пространстве.
Целью научно-исследовательской работы является изучение теплосодержания и переноса тепла Гольфстримом в области бермудской энергоактивной зоны и их связи с водами Северной Атлантики.
Основным объектом исследования был выбран участок района Гольфстрима, расположенный в зоне яркого проявления рядом с Бермудскими островами, потому что полученные результаты наблюдений помогают изучать океанологические процессы Северной Атлантики.
Предметом исследования является среднегодовая изменчивость потоков соли и тепла, расходов воды и теплосодержания Г ольфстрима
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать физико-географическое описание течения Гольфстрим и временной изменчивости его характеристик;
2. Рассчитать среднегодовые значения объемного расхода воды, потоков соли, тепла и теплосодержания в центре Бермудской энергоактивной зоны;
3. Выполнить статистический анализ изменчивости указанных характеристик Гольфстрима за период 1993-2020 гг.;
4. Оценить взаимосвязь теплосодержания вод Гольфстрима с климатическими индексами Северной Атлантики.
Структура данной научно-исследовательской работы:
В 1 главе, изложено физико-географическое описание течения Гольфстрима. Описывается информация о формирования течения Гольфстрима его истоки и разветвления. Также рассматриваются основные водные массы Гольфстрима и Северного Атлантического океана. Обсуждается влияние переноса тепла Гольфстрима на климат Северной Атлантики. В дополнение вводится краткий курс об изменчивости параметров состояния морской воды Гольфстрима.
Во 2 главе, изложено описание исходных данных и методов, с помощью которых выполнялась данная работа: анализ основных потоков и объемного расхода, их направление, а также статистическая
В 3 главе описан анализ изменчивости водной массы системы Гольфстрим: интегрированных данных по теплосодержанию и связь с индексами Северной Атлантики.
Настоящая работа была опубликована в рамках Студенческой научной конференции РГГМУ (СНО РГГМУ, 2024 год) в виде стендового доклада без дальнейшего включения в сборник статей на тему: Изменчивость характеристик Гольфстрима и их связь с климатическими индексами Северной Атлантики. Целью работы является выявление значительных изменений водных масс Гольфстрима: потоки соли, тепла и объемного расхода воды; связь с климатическими индексами Северной Атлантики. В данной работе представлены среднегодовые с января 1993 года по декабрь 2020 года вдоль струи течения Гольфстрим в выбранном районе сеткой 2 на 2 градуса.
Все полученные данные были преобразованы в статистические ряды и рассчитаны при помощи программ Panoply, Excel, Grapher 16, Past 4.
На протяжении многих лет учёные изучают течение Гольфстрим: за его изменениями направления, за скоростью и мощностью водных масс, за его устойчивостью и динамикой. В связи с глобальным потеплением в последние годы структура вод Гольфстрима значительно изменяется, что может привести к его «остановке» с необратимыми последствиями для климата Европы и Арктики. Это всего лишь научная гипотеза, которую можно допустить и проверить в том числе.
Теплые циклоны, которые формируются над Гольфстримом в районе энергоактивных зон, вызывают повышение осадков, которые распространяются по всей Северной Атлантике, вызывая природные опасные явления на Европу. Поэтому актуальность заданной работы состоит в том, что изучение такого явление как Гольфстрим пользуется спросом у ученых для верного прогноза влияния теплого течения на климат Европы и в целом его изменения во времени и пространстве.
Целью научно-исследовательской работы является изучение теплосодержания и переноса тепла Гольфстримом в области бермудской энергоактивной зоны и их связи с водами Северной Атлантики.
Основным объектом исследования был выбран участок района Гольфстрима, расположенный в зоне яркого проявления рядом с Бермудскими островами, потому что полученные результаты наблюдений помогают изучать океанологические процессы Северной Атлантики.
Предметом исследования является среднегодовая изменчивость потоков соли и тепла, расходов воды и теплосодержания Г ольфстрима
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать физико-географическое описание течения Гольфстрим и временной изменчивости его характеристик;
2. Рассчитать среднегодовые значения объемного расхода воды, потоков соли, тепла и теплосодержания в центре Бермудской энергоактивной зоны;
3. Выполнить статистический анализ изменчивости указанных характеристик Гольфстрима за период 1993-2020 гг.;
4. Оценить взаимосвязь теплосодержания вод Гольфстрима с климатическими индексами Северной Атлантики.
Структура данной научно-исследовательской работы:
В 1 главе, изложено физико-географическое описание течения Гольфстрима. Описывается информация о формирования течения Гольфстрима его истоки и разветвления. Также рассматриваются основные водные массы Гольфстрима и Северного Атлантического океана. Обсуждается влияние переноса тепла Гольфстрима на климат Северной Атлантики. В дополнение вводится краткий курс об изменчивости параметров состояния морской воды Гольфстрима.
Во 2 главе, изложено описание исходных данных и методов, с помощью которых выполнялась данная работа: анализ основных потоков и объемного расхода, их направление, а также статистическая
В 3 главе описан анализ изменчивости водной массы системы Гольфстрим: интегрированных данных по теплосодержанию и связь с индексами Северной Атлантики.
Настоящая работа была опубликована в рамках Студенческой научной конференции РГГМУ (СНО РГГМУ, 2024 год) в виде стендового доклада без дальнейшего включения в сборник статей на тему: Изменчивость характеристик Гольфстрима и их связь с климатическими индексами Северной Атлантики. Целью работы является выявление значительных изменений водных масс Гольфстрима: потоки соли, тепла и объемного расхода воды; связь с климатическими индексами Северной Атлантики. В данной работе представлены среднегодовые с января 1993 года по декабрь 2020 года вдоль струи течения Гольфстрим в выбранном районе сеткой 2 на 2 градуса.
Все полученные данные были преобразованы в статистические ряды и рассчитаны при помощи программ Panoply, Excel, Grapher 16, Past 4.
В настоящей работе были использованы знания, полученные за время обучения.
Тема выпускной квалификационной работы была выбрана связи с увеличенным интересом к изучению изменения климата под влиянием природных факторов. Течение Гольфстрим является «теплой рекой», которая формирует климат Северной Атлантики и Европы в целом и существуют предпосылки того, что Гольфстрим может поменять своё направление или вовсе исчезнуть. Поэтому актуальность этого изучения растет всё больше и больше с каждым годом.
В данной работе использовались главные характеристики, такие как потоки соли и тепла, объемный расход и теплосодержание, которое из-за своей энергоёмкости и управляемости влияет на изменение климата.
На основании выполненного исследования можно сделать выводы:
1. Потоки соли и тепла, и объемного расхода воды на обеих глубинах направлены в северо-восточную часть Атлантического океана. Значимой глубиной по статистическому анализу является 318 метров. Средний вектор объемного расхода на глубине 318 метров показывает, что расход отклоняется на 17 градусов от точки расчета. На глубине 1245 угол уменьшается на 3 градуса, соответственно, отклоняясь от точки расчета на 14 градусов. При потоке тепла на 318 метрах вектор отклоняется от точки расчета на 16 градусов, а на 1245 метрах на 15 градусов. Для потоков соли для глубин 318 и 1245 метров 18 градусов и 15 градусов, соответственно. Эти значения говорят о том, что потоки на глубине 318 метров сильнее направлены на север, тогда как на глубине 1245 это направление ближе смещается к югу.
2. Более значимая корреляция климатических индексов наблюдается с теплосодержанием на глубине 318 метров, т. е. наиболее динамичным слоем в исследуемом регионе будет являться именно эта глубина. Наиболее значима взаимосвязь с индексом «северная стена» GSNW = 0.542. Так же из всех предложенных для анализа Энергоактивных зон самой значимой зоной оказалась Бермудская, с которой коэффициенты корреляции в исследуемом районе на обеих глубинах 318 и 1245 метров равны 0.422 и 0.490, соответственно.
3. Во временной изменчивости теплосодержания присутствует положительный тренд, что говорит о повышении температуры в слоях. До 2011 г. был отрицательный тренд, который затем стал сильным положительным. В результате теплосодержание в конце периода стало выше, чем в его начале. Это означает его высокую временную изменчивость и ни в коем случае не означает ослабление Гольфстрима.
Тема выпускной квалификационной работы была выбрана связи с увеличенным интересом к изучению изменения климата под влиянием природных факторов. Течение Гольфстрим является «теплой рекой», которая формирует климат Северной Атлантики и Европы в целом и существуют предпосылки того, что Гольфстрим может поменять своё направление или вовсе исчезнуть. Поэтому актуальность этого изучения растет всё больше и больше с каждым годом.
В данной работе использовались главные характеристики, такие как потоки соли и тепла, объемный расход и теплосодержание, которое из-за своей энергоёмкости и управляемости влияет на изменение климата.
На основании выполненного исследования можно сделать выводы:
1. Потоки соли и тепла, и объемного расхода воды на обеих глубинах направлены в северо-восточную часть Атлантического океана. Значимой глубиной по статистическому анализу является 318 метров. Средний вектор объемного расхода на глубине 318 метров показывает, что расход отклоняется на 17 градусов от точки расчета. На глубине 1245 угол уменьшается на 3 градуса, соответственно, отклоняясь от точки расчета на 14 градусов. При потоке тепла на 318 метрах вектор отклоняется от точки расчета на 16 градусов, а на 1245 метрах на 15 градусов. Для потоков соли для глубин 318 и 1245 метров 18 градусов и 15 градусов, соответственно. Эти значения говорят о том, что потоки на глубине 318 метров сильнее направлены на север, тогда как на глубине 1245 это направление ближе смещается к югу.
2. Более значимая корреляция климатических индексов наблюдается с теплосодержанием на глубине 318 метров, т. е. наиболее динамичным слоем в исследуемом регионе будет являться именно эта глубина. Наиболее значима взаимосвязь с индексом «северная стена» GSNW = 0.542. Так же из всех предложенных для анализа Энергоактивных зон самой значимой зоной оказалась Бермудская, с которой коэффициенты корреляции в исследуемом районе на обеих глубинах 318 и 1245 метров равны 0.422 и 0.490, соответственно.
3. Во временной изменчивости теплосодержания присутствует положительный тренд, что говорит о повышении температуры в слоях. До 2011 г. был отрицательный тренд, который затем стал сильным положительным. В результате теплосодержание в конце периода стало выше, чем в его начале. Это означает его высокую временную изменчивость и ни в коем случае не означает ослабление Гольфстрима.
Подобные работы
- СЕЗОННАЯ И МЕЖГОДОВАЯ ДИНАМИКА ФРОНТАЛЬНЫХ ЗОН В СЕВЕРНОЙ АТЛАНТИКЕ
Бакалаврская работа, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 4850 р. Год сдачи: 2018 - Гольфстрим и климат Европы
Бакалаврская работа, география. Язык работы: Русский. Цена: 4255 р. Год сдачи: 2022