Апвеллинг — подъём глубинных вод¶

Апвеллинг — процесс подъёма холодной плотной воды из глубинных слоёв океана к поверхности, обусловленный преимущественно воздействием ветра на поверхностный слой воды. Вместе с апвеллингом глубинные воды обогащают поверхностный слой питательными веществами — нитратами, фосфатами, силикатами, что делает апвеллинговые зоны наиболее продуктивными районами Мирового океана.

¶Механизм образования

Основной механизм апвеллинга связан с действием ветра и кориолисова эффекта. При стабильном ветре, дующем вдоль побережья или экватора, возникает транспорт воды в верхнем слое (эклмановский транспорт), направленный под углом к ветру из-за вращения Земли. Если вода уносится от берега или от экватора, на её место с глубины поднимается более холодная вода.

Выделяют несколько основных типов апвеллинга:

• Прибрежный (береговой) — возникает у западных берегов континентов в тропических и субтропических широтах, где пассатный ветер дует вдоль побережья. Крупнейшие зоны: у берегов Перу и Чили, Калифорнии, Западной Африки (Мавритания, Намибия), северо-запада Африки.
• Экваториальный — связан с дивергенцией поверхностных течений по обе стороны экватора под действием пассатов.
• Полярный — в высоких широтах при подъёме глубинных вод в зонах циклонической циркуляции.
• Апвеллинг у островов и подводных хребтов — возникает при течениях, насыщенных кислородом, обтекающих подводные горы.

¶Распространение и масштабы

Крупнейшей апвеллинговой системой является Перуанский (Гумбольдтов) апвеллинг у западного побережья Южной Америки. Ширина зоны подъёма вод достигает 100–200 км, глубина источника поднимающейся воды — от 200 до 400 м. Температура воды в зоне апвеллинга на 5–10 °C ниже, чем в окружающих районах, что хорошо видно по спутниковым данным.

Общая площадь апвеллинговых зон Мирового океана оценивается примерно в 1 % его поверхности, однако на эти зоны приходится до 20 % мирового улова рыбы.

¶Биологическая продуктивность

Глубинные воды богаты минеральными питательными веществами, которые накапливаются там в процессе разложения органических остатков. Подъём этих вод в эвфотическую зону вызывает массовый рост фитопланктона, который служит основой пищевой цепи: фитопланктон → зоопланктон → рыба → морские млекопитающие и птицы.

Именно поэтому апвеллинговые районы исторически были и остаются главными рыбопромысловыми зонами мира. Перуанский апвеллинг обеспечивал в 1960-е годы до 20 % мирового улова рыбы (преимущественно анчоуса). Калифорнийский апвеллинг даёт значительную часть улова сардины и макрели, а Намибийский — сардины и хека.

¶Явление Эль-Ниньо

Перуанский апвеллинг тесно связан с циклом Эль-Ниньо — Южное колебание (ENSO). В период Эль-Ниньо пассатный ветер ослабевает, апвеллинг резко слабеет или прекращается, поверхностные воды у западного побережья Южной Америки прогреваются, продуктивность падает, рыбные запасы мигрируют или гибнут. В противоположную фазу — Ла-Нинья — апвеллинг усиливается, продуктивность возрастает.

Исторически именно Эль-Ниньо 1972–1973 годов привёл к коллапсу перуанского промысла анчоуса: улов упал со 13 млн тонн (1971) до менее 2 млн тонн, что стало крупнейшим промышленным крахом в истории рыболовства.

¶Апвеллинг в других океанах

У берегов Западной Африки (Мавритания, Сенегал, Намибия) апвеллинговые воды поднимаются на постоянной основе и формируют богатейшие рыбные ресурсы Атлантического океана. У берегов Калифорнии апвеллинг поддерживает высокую продуктивность тихоокеанских вод США.

В Индийском океане апвеллинг у побережья Сомали и Омана носит сезонный характер и связан с муссонными ветрами.

¶Апвеллинг в аквакультуре

Помимо океанологии, термин «апвеллинг» применяется в аквакультуре и проектировании рыбоводных систем. Апвеллинг-система — это метод циркуляции воды в садках и бассейнах, при котором вода подаётся снизу через центральную трубу и поднимается вверх, вынося с собой продукты жизнедеятельности рыб. Такая циркуляция обеспечивает равномерное распределение кислорода и удаление отходов, что позволяет увеличивать плотность посадки рыб.

¶Значение для климата

Апвеллинг играет роль в переносе углерода и тепла в океане. Холодные апвеллинговые воды участвуют в формировании региональных климатических условий — например, туманы у берегов Намибии и Перу связаны с охлаждением воздуха над холодными апвеллинговыми водами. Изменение интенсивности апвеллинга при потеплении климата может влиять на распределение морских ресурсов и продуктивность прибрежных экосистем.

¶История изучения

Первые количественные оценки апвеллинга связаны с немецкими и американскими океанографическими экспедициями начала XX века. Систематическое изучение перуанского апвеллинга началось в 1950-е годы в рамках совместных советско-перуанских и советско-чилийских программ. В СССР исследования апвеллинговых систем проводились Институтом океанологии АН СССР (ныне — Институт океанологии РАН) под руководством Анатолия Богоявленского и других учёных.

Источники:

• Морской энциклопедический словарь. — Л.: Судостроение, 1991.
• Третьяков В. П. Апвеллинги Мирового океана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982.
• Богоявленский С. А. Апвеллинг и его значение в океане. — М.: Наука, 1983.
• Knauss J. A. Introduction to Physical Oceanography. — Prentice Hall, 1996.
• Chavez F. P. et al. The northern Humboldt Current System // Progress in Oceanography, 2008.