Upwelling là gì?

Upwelling là một hiện tượng xảy ra trong đại dương khi gió mạnh làm cho nước lạnh hơn, đặc hơn từ bề mặt thấp hơn trong đại dương lên bề mặt trên. Trong quá trình này, nước ấm hơn trên bề mặt được di chuyển xuống đáy và được thay thế bằng nước mát. Nước mát, đậm đặc được di chuyển trong quá trình lên cao thường rất giàu chất dinh dưỡng, không giống như nước trên bề mặt có chất dinh dưỡng thường bị cạn kiệt bởi sinh vật biển. Cường độ của quá trình phụ thuộc vào độ mạnh của gió. Ở một số vùng, quá trình nâng cấp là theo mùa. Ở những vùng này, năng suất biển cũng theo mùa.

Cơ chế đằng sau Upwelling

Ba cơ chế đằng sau quá trình ngược dòng bao gồm gió, vận chuyển Ekman và hiệu ứng Coriolis. Ba cơ chế rất quan trọng trong sự xuất hiện của các hình thức nâng cao khác nhau. Nói chung, gió thổi qua mặt nước, dẫn đến nước trộn với gió, và cuối cùng dẫn đến quá trình ngược dòng. Gió dẫn đến việc vận chuyển nước ở tốc độ 90 độ so với hướng gió, một hiện tượng do hiệu ứng Coriolis và vận chuyển Ekman mang lại. Giao thông Ekman chịu trách nhiệm cho sự di chuyển khoảng 45 độ của lớp nước trên bề mặt từ hướng gió. Sự chuyển động của nước gây ra ma sát giữa lớp trên cùng và lớp bên dưới. Ma sát này làm cho các lớp tiếp theo di chuyển theo hướng tương tự như lớp trên cùng, dẫn đến chuyển động giống như xoắn ốc của nước. Các lực lượng Coriolis chịu trách nhiệm cho hướng nước di chuyển. Nếu sự đảo lộn xảy ra ở bán cầu bắc, lực Coriolis sẽ di chuyển nước sang phía bên phải của gió trong khi ở bán cầu nam, nước được di chuyển sang phía bên trái theo hướng gió

Các loại Upwelling

Có một số loại upwelling bao gồm upwelling ven biển, upwelling lan tỏa rộng, upwelling liên quan đến địa hình, upwelling liên quan đến eddies, và upwelling điều khiển gió trên quy mô lớn.

Hiện tượng xoáy xảy ra khi nước trong một vùng nước di chuyển theo chuyển động tròn, gây ra sự nổi dậy. Hiện tượng này, tuy nhiên, không phổ biến như các loại upwelling khác. Các loại phổ biến nhất của các loại upwelling được thảo luận dưới đây.

1. Upwelling ven biển

Upwelling phổ biến nhất là upwelling ven biển. Nó cũng ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động của con người trong môi trường biển. Hầu hết các ngư trường phổ biến trong các đại dương đều phụ thuộc vào cuộc nổi dậy ven biển. Kiểu upwelling này cũng bị ảnh hưởng gián tiếp bởi vòng quay của trái đất. Dòng nước được đẩy bởi gió cường độ mạnh. Hiệu ứng Coriolis buộc các vùng nước chuyển hướng phải từ hướng gió ở bán cầu bắc và trái ở bán cầu nam. Lực lượng Ekman chịu trách nhiệm cho sự di chuyển của nước ở 90 độ. Tốc độ mà toàn bộ quá trình upwelling xảy ra thường là 5 đến 10 mét mỗi ngày. Tỷ lệ hoàn toàn phụ thuộc vào cường độ của gió.

Các khu vực ven biển thượng lưu phổ biến nhất bao gồm Dòng Canary có ảnh hưởng đến vùng thượng lưu ở khu vực ven biển Bắc Phi, Dòng chảy Benguela của Nam Phi, Dòng chảy California ảnh hưởng đến bờ biển California và Bờ biển Oregonia, Chile và Ecuador. Sự hiện diện của thực vật phù du dày đặc trên bờ biển có thể biểu thị sự xuất hiện của cuộc nổi dậy ven biển trong khu vực.

2. Upwelling xích đạo

Sự xuất hiện của upwelling tại xích đạo khác với sự xuất hiện của nó ở các khu vực khác. Quá trình tại xích đạo chịu ảnh hưởng của Vùng hội tụ liên vùng. Thường không có lực Coriolis ở xích đạo. Nếu tại tất cả các lực chịu trách nhiệm cho quá trình upwelling có mặt tại xích đạo, thường có rất ít. Upwelling vẫn xảy ra mặc dù không có lực lượng Coriolis. Upwelling tại xích đạo đẩy nước đến các hướng khác nhau trong hai bán cầu. Ở bán cầu bắc, các vùng nước được đẩy sang phải từ hướng gió trong khi ở bán cầu nam, chúng bị đẩy sang trái từ hướng gió. Upwelling tại xích đạo chỉ được quan sát ở các đại dương Thái Bình Dương và Đại Tây Dương. Ở khu vực xích đạo của Thái Bình Dương, thường có nồng độ thực vật phù du cao. Đây là bằng chứng đủ cho thấy upwelling xảy ra ở xích đạo.

3. Upwelling quy mô lớn

Khi gió tây với cường độ cao thổi vào khu vực xung quanh Nam Cực, nó làm tăng lưu lượng nước ở phía bắc của Nam Cực. Nước từ cuộc nổi dậy này được rút ra từ độ sâu lớn hơn vì không có khối đất nằm giữa mũi Bán đảo Nam Cực và Nam Mỹ. Kiểu upwelling này thường phổ biến ở các bờ biển phía tây của các lục địa Bắc và Nam Mỹ, Nam Úc, Tây Nam Phi và Tây Bắc Châu Phi. Các khu vực này đều liên quan đến sự lưu thông của áp suất cao cận nhiệt đới đại dương.

Ý nghĩa của quá trình nâng cao

Như đã nêu trước đó, nước được nuôi dưỡng thường rất giàu chất dinh dưỡng. Trong số các chất dinh dưỡng phổ biến nhất ở vùng nước thượng lưu là nitrat, phốt phát và axit silicic. Những chất dinh dưỡng này thường được tạo ra từ sự phân hủy các chất hữu cơ phân hủy chết. Các chất dinh dưỡng chịu trách nhiệm cho sự phát triển của đời sống thực vật biển. Các nhà sản xuất chính, như thực vật phù du, là những người hưởng lợi duy nhất của quá trình nâng cao. Các chất dinh dưỡng này, cùng với CO ₂ được hấp thụ, được sử dụng để đẩy nhanh quá trình quang hợp. Năng suất sơ cấp được tăng lên với các khu vực thượng lưu ngày càng tăng. Tăng năng suất sơ cấp trực tiếp chuyển đến ngư trường khả thi tăng. Các khu vực thượng lưu chiếm khoảng một nửa diện tích đất khả thi nhất trong các vùng biển. Upwelling cũng chịu trách nhiệm cho sự di chuyển của động vật biển. Điều này được áp dụng nhiều hơn cho động vật biển chủ yếu là động vật không xương sống. Nó giúp các động vật khám phá những nơi sinh sản mới và những nơi ở bình tĩnh hơn.

Tác động tiêu cực của Upwelling

Trong khi các khu vực thượng lưu rất quan trọng đối với năng suất biển, quá trình này đã được biết là làm giảm cơ hội sống sót cho một số loài sinh vật biển. Các khu vực thượng lưu thu hút nhiều ngư dân thương mại có thể kiệt sức và giảm đáng kể sinh vật biển của khu vực. Việc đánh bắt quá mức ở khu vực thượng lưu sẽ dẫn đến sự cạn kiệt của một hoặc nhiều loài động vật biển, sau đó dẫn đến sự sụp đổ hệ sinh thái. Ngoài ra, nếu nước được di chuyển, đôi khi nó di chuyển với ấu trùng hoặc trứng của loài đẻ trứng. Phân tán trứng và ấu trùng đến các vị trí khác nhau từ các khu vực sinh sản làm gián đoạn quá trình chăn nuôi.