Latitude da corrente do Golfo e do índice de parede norte da corrente do Golfo
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História
Em 1980, Taylor e Stephens [2] construíram uma medida da latitude da corrente, o índice da parede norte (GSNW) da corrente do Golfo (GSNW), extraindo e analisando as séries temporais da latitude a seis longitudes entre 79 ° W e 65 ° W, uma série de dados que continuam até os dias atuais. Houve outros estudos subsequentes. Em 1994, Drinkwater et al. examinou a latitude da parede norte da década de 1970 a 1992 a cada grau de longitude de 50 a 75 ° W, e Miller analisou a posição onshore/offshore da parede norte em 10 transectos entre isobatas igualmente espaçados entre 75 e 80 ° W De 1976 a 1988. Gangopadhyay et al. derivaram uma série temporal de dez anos da latitude da separação da corrente do Golfo das décadas de 1970 a 1980. Ao aplicar a análise empírica da função ortogonal a temperaturas a 200 metros, Joyce et al. Em 2001, construiu um índice semelhante ao índice GSNW que se estende até a década de 1950.
Construção do índice
Os gráficos mensais da corrente do Golfo foram publicados pelo Oceanografia Naval dos EUA em "Resumo mensal do Gulf Stream" de 1966 a 1974 e pela Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA em "Gulf Stream" de 1975 a 1980 e "Resumo mensal oceanográfico" De 1981 a 1994. Os gráficos posteriores foram obtidos da Marinha dos EUA. Cada gráfico fornece um snap-shot do caminho das correntes no final do mês. Os gráficos mensais foram analisados pelo procedimento descrito em Taylor.
A latitude da parede norte foi lida em cada gráfico em cada uma das seis longitudes: 79, 75, 72, 70, 67 e 65 ° W. A análise dos componentes principais foi então usada para encontrar o padrão de variação comum às seis longitudes. Isso é preferível à média simples das seis estimativas de latitude que enfatizariam as longitudes orientais onde os movimentos norte-sul são maiores e, possivelmente, obscurecem, porém coerente, o norte-sul muda mais oeste. Os coeficientes de correlação são calculados entre as seis séries temporais e os principais componentes são os vetores próprios da matriz de correlação resultante. (A análise da função ortogonal empírica prossegue da matriz de variância-covariância, que novamente é tendenciosa às longitudes orientais.)
Cada componente principal é calculado como uma média ponderada da série de latitude padronizada usando pesos que podem ser expressos como coeficientes de correlação entre os componentes e a série original. O primeiro componente principal da posição da parede norte tem coeficientes de correlação positiva de cerca de 0,5 com a latitude da parede norte em cada uma das seis longitudes de 79 ° W a 65 ° W, respectivamente, e, portanto, representa deslocamentos de toda essa seção da corrente do Golfo. As mudanças sazonais na posição são relativamente pequenas e, portanto, esse componente principal é praticamente indistinguível da obtida se o ciclo anual for removido com antecedência.
Como cada gráfico mensal fornece o caminho da corrente em um dia específico, as posições mensais são fortemente influenciadas por um curto período sinuoso do fluxo. Somente valores anuais do índice que medem essa variabilidade podem ser usados significativamente para analisar alterações de longo prazo.
Interpretação do índice
Curry et al. usaram a diferença de anomalia de energia potencial entre o Mar de Labrador e as Bermudas como uma medida do transporte do sistema da corrente do Golfo. Curry e McCartney apontaram seu índice se correlaciona bem com a latitude da parede norte. O índice GSNW é, portanto, uma medida de alterações nas correntes oceânicas em larga escala.
A latitude da parede norte em qualquer ano, conforme descrito no índice GSNW, é uma resposta atrasada às mudanças atmosféricas sobre o Oceano Atlântico Norte, e especialmente para a oscilação do Atlântico Norte (NAO). Gangopadhyay et al. descobriram que o ponto de separação da corrente do Golfo da costa dos EUA era determinado pelos padrões de vento através do oceano dois ou três anos antes, o que eles atribuíram à passagem de ondas de Rossby pelo oceano. Observou -se que o índice GSNW segue a oscilação do Atlântico Norte com um atraso de dois anos que está de acordo com (mas Joyce et al. Relataram um atraso mais curto). Hameed e Piontkovski mostraram que o índice parece ser mais sensível à Islândia baixa. Taylor e Gangopadhyay usaram um modelo simples desenvolvido por Behringer, Regier e Stommel para prever a latitude da corrente do Golfo com base no NAO (ver Fig. 1). Este modelo também foi testado usando dados de um modelo de atmosfera oceânica acoplada. A latitude da corrente do Golfo também é afetada pela oscilação El Nino-Sul no Oceano Pacífico equatorial.
Teleconvenções em todo o Atlântico Norte
A latitude da parede norte foi ligada através da circulação atmosférica com uma variedade de mudanças no outro lado do Oceano Atlântico Norte [17], [19], [20] e. A Pesquisa de Gravador de Plâncton contínuo, agora administrado pela Sir Alister Hardy Foundation for Ocean Science, em Plymouth, Reino Unido, monitorou o plâncton nas águas superficiais do Mar do Norte e do Atlântico por mais de meio século. Durante a maior parte desse tempo, muitos dos zooplâncton nessas regiões subiram e desceram em abundância à medida que a corrente do Golfo mudou para o norte ou para o sul e, um relacionamento que foi visto mais claramente na abundância de copépodes. A ligação com a corrente também foi relatada no zooplâncton na costa de Northumberland do Reino Unido estudada pelo Dove Marine Laboratory da Universidade de Newcastle. As interações entre os constituintes individuais do ecossistema parecem estar trazendo um sinal fracamente expresso em todas as variáveis meteorológicas. Esse processo que foi reproduzido usando um modelo de ecossistema. Mais adiante, o índice GSNW foi usado para prever temperaturas no mar de Barents.
Esse efeito também foi observado em ecossistemas não marinhos. O número de Daphnia em dois lagos do Distrito Inglesa do Lago, Windermere e Esthwaite Water, observou para descer quando a corrente do Golfo é para o norte (e acima quando é para o sul). Este é o inverso do relacionamento marinho, uma diferença que pode ser atribuída à influência do tempo e intensidade da estratificação térmica do lago na dinâmica sazonal do zooplâncton. A relação da estratificação térmica com o índice GSNW foi replicada em um modelo. Jennings e Allott relataram uma relação positiva entre as concentrações de nitrato de inverno em dois lagos na Irlanda SW e a posição latitudinal da corrente do Golfo na primavera anterior. A associação de longa distância com a posição da corrente do Golfo também foi relatada em uma série de observações de plantas selvagens ao longo de uma beira da estrada nos Cotswolds ingleses.