Heimshöfin – nokkrar staðreyndir (þurr rolla um sjóinn)

Við lítum á nokkrar staðreyndir um heimshöfin og eina erfiða (?) mynd.

Heimshöfin eru köld, meðalhiti þeirra er um 4°C en meðalselta um 35,5 seltueiningar (seltueining [p.s.u] er nærri þúsundastahluta massa). Aðeins 0,05 prósent heildarrúmmálsins er yfir 28°C. Meðalyfirborðshitinn er 19°C og meðalyfirborðsselta 35,2 seltueiningar. Um 11 prósent yfirborðsins er 28°C eða hlýrra og 57% yfirborðsins er 20°C eða meira. Það er yfirborð sjávar sem hefur samskipti við lofthjúpinn. Yfirborðið er miklu hlýrra og heldur selturýrara en megnið af sjónum.

Undirdjúpin haldast köld vegna þess að þangað berst sífellt kaldur sjór að ofan. Kólnunin á sér stað á heimskautasvæðunum, bæði í norður- og suðurhöfum þar sem lóðrétt jafnvægi sjávar raskast og sjór getur sokkið. Loft verður hins vegar óstöðugt vegna hitunar neðanfrá. Úrkoma og afrennsli af landi auka lóðréttan stöðugleika sjávar (yfirborðsselta minnkar), en uppgufun dregur úr honum (yfirborðsselta vex). Upphitun við inngeislun eykur stöðugleikann ef seltustig helst óbreytt, kæling minnkar hann.

Hér er hin erfiða mynd dagsins. Hún er fengin úr myndarlegri grein eftir Peter J. Webster (tilvitnun hér að neðan).

Neðsta línan sýnir breiddarstig. Miðbaugur jarðar er lengst til vinstri en norðurskaut lengst til hægri. Miðsvæði myndarinnar sýnir hvar upphitun (rauður litur) og kæling (blár litur) sjávaryfirborðs á sér stað. Upphitun á sér stað norður undir 30 gráður norðlægrar breiddar, en þar fyrir norðan kólnar sjávaryfirborð.

Á efsta hluta myndarinnar er línurit. Þar táknar bókstafurinn „ú“ úrkomu, en bókstafurinn „u“ uppgufun. Línuritið sýnir mismun úrkomu og uppgufunar sem strikalínu sem vindur sig umhverfis lárétta heildregna línu. Táknið „<“ lesist sem „minni en“ og táknið „>“ lesist sem „meiri en“.

Nú má vonandi sjá að skipta má yfirborði sjávar í fjögur belti eftir breiddarstigum. Þessi belti samsvara að nokkru leyti veðurbeltunum. Næst miðbaug er svæði þar sem úrkoma er meiri heldur en uppgufun. Sólgeislun er líka mikil. Hvort tveggja eykur stöðugleika sjávar. Þar myndast því svæði með mjög hlýjum og tiltölulega ferskum sjó. Þessi svæði nefnast á ensku „warm pools”, á hráíslensku, hitapollar. Þetta er ljót þýðing og verður lögð niður þegar heppilegra orð birtist. Hitapollurinn í vestanverðu Kyrrahafi er langmestur og mikilvægastur þessara polla (West Pacific Warm Pool, WPWP). Það er skylda veðurnörda að kannast við hann.

Í hlýtempraða beltinu, undir heiðríkum himni háþrýstisvæðanna sem ríkja á þeim slóðum er inngeislun mikil, en inngeislunarorkan fer aðallega í uppgufun sjávar og selta eykst því í þesu belti. Uppgufun er meiri heldur en úrkoma.  

Í vestanvindabeltinu er kæling mikil og úrkoma mikil, úrkoman er meiri heldur en uppgufun. Kælingin dregur úr stöðugleika, en úrkoman eykur hann. Hér skiptir því miklu máli fyrir stöðugleika hver seltan er þegar sjórinn kemur inn á svæðið að sunnan.

Á heimsskautasvæðunum standast uppgufun og úrkoma nokkurn veginn á (rauða strikalínan lengst til hægri á myndinni) En hins vegar eykst selta við það að sjór frýs (saltskiljun). Þar með dregur úr stöðugleika (bláa strikalínan á að minna á þetta).  

Þessi stöðugleikatilbrigði ýta undir það sem oftast er kallað varma-seltu-hringrás heimshafanna (eða færibandið). Ég kýs hins vegar af sérvisku minni að nota á íslensku orðið flothringrás um þetta fyrirbrigði. Sjórinn hefur gott flot þar sem úrkoma og inngeislun auka stöðugleika en verði hann óstöðugur getur hann misst flot og sokkið.  

Tilvitnun:

P.J. Webster (1994) The Role of Hydrological Processes in Ocean-Atmosphere Interactions. Reviews of Geophysics, 32;4, bls. 427-476.