罗弗敦盆地 ⇐ 文章草稿

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罗弗敦盆地的测深。

“罗弗敦盆地”，比较少见：“罗弗敦盆地”（英文“Lofoten Basin”）是位于挪威海|挪威海东部的一个深湖盆|洋盆，最大深度为3250米。该盆地以罗弗敦群岛命名，罗弗敦群岛是一个挪威群岛，延伸到挪威北部海岸，大约在北纬 67 度到 68 度之间。这些岛屿位于盆地的东部边缘，标志着从挪威大陆架到深海的过渡。作为北欧海最大的热量和盐库，罗弗敦盆地在大西洋水向北冰洋的转化和输送中发挥着核心作用，对墨西哥湾流大西洋经向翻转环流（AMOC）具有根本重要性。该盆地也是永久性“罗弗敦涡”（Lofoten Vortex）的所在地，这是北欧海域最引人注目的海洋结构之一。T. Rossby、Vladimir Ozhigin、Victor Ivshin、Sheldon Bacon (2009)：“北欧海洋水文学的等重视图，重点关注罗弗敦盆地的特性”。见：“深海研究第一部分：海洋学研究论文”，第 56 卷，第 11 期，第 1955-1971 年。 DOI：10.1016/j.dsr.2009.07.005。

== 地理和形态 ==

罗弗敦盆地位于东部的挪威大陆架、南部和西南部的沃尔令高原和海尔格兰脊、西北的罂粟脊之间；I. L. Bashmachnikov、M. A. Sokolovskiy、T. V. Belonenko、D. L. Volkov、P. E. Isachsen、X. Carton (2017)：“罗弗敦涡旋（挪威海）的垂直速度模式”。见：《海洋动力学》，第 67 卷，第 1711-1720 页。 DOI：10.1016/j.dsr.2017.08.001。 在南部，它与更大的“挪威盆地”接壤。最深处达3000多米，平均深度在2500-3000米左右。

盆地的碗形形状及其向中心逐渐增加的深度，导致大西洋水逐渐下沉并充满盆地。这种水深结构对于两条主要洋流的走向至关重要：挪威大西洋斜坡洋流（NwASC）沿着挪威大陆架南北方向流动，而挪威大西洋锋洋流（NwAFC）几乎平行地沿着莫恩海岭流动；挪威大西洋洋流的这两个分支环绕着罗弗敦盆地。Kjell Arild Orvik、Peter Niiler (2002)：“北大西洋北部和北欧海域大西洋水流向北极的主要通道”。见：《地球物理研究快报》，第 29 卷（2002 年），第 19 期，第 2-1-2-4 页。 DOI：10.1029/2002GL015002。P.-M。 Poulain, A. Warn-Varnas, P. P. Niiler (1996)：“拉格朗日漂流者测量的北欧海洋近地表环流”。见：《地球物理研究杂志》，第 101 卷（1996 年），第 18,237-18,258 页。 DOI：10.1029/96JC00506。

== 水文学和水团==

===大西洋积水===

流入的大西洋海水从海面到800米左右的深度呈层状分布；北极|北极水在盆地的上层和中层几乎完全不存在。Johan Blindheim、Svein Østerhus (2005)：“北欧海洋，主要海洋学特征”。见：Helge Drange、Trond Dokken、Tore Furevik、Rüdiger Gerdes、Wolfgang Berger（编）：“北欧海洋：综合视角”。 见：《AGU 地球物理专着》，第 158 卷，ISBN 978-0-87590-423-8，第 11-37 页。冬季暖流与较冷的地球大气之间的强烈相互作用导致大量热量从水流失到空气中，从而显着缓和了挪威北部的区域气候。Andrew F. Bunker (1976)：“北大西洋表面能量通量和年度海气相互作用周期的计算”。见：“每月天气评论”，第 104 卷（1976 年），第 9 期，第 1122-1140 页。 DOI:10.1175/1520-0493(1976)1042.0.CO;2.Jean-Claude Gascard, Kjell Arne Mork (2008)：“从拉格朗日推导出罗弗敦盆地大尺度和中尺度环流的气候重要性观察”。见：Robert R. Dickson、Jens Meincke、Peter Rhines（编辑）：“北极-亚北极海洋通量”。施普林格，第 131-143 页。 DOI：10.1007/978-1-4020-6774-7_7。

温暖的大西洋海水扩散到 NwAC 两条主要洋流之间的罗弗敦盆地。由于停留时间延长、冬季冷却和垂直混合，盆地中的大西洋水层变得更厚，深度可达 500 米。Cecilie Mauritzen (1996)：“产生稠密的溢流水，穿过格陵兰-苏格兰海岭注入北大西洋。第 1 部分：修订流通计划的证据”。见：“深海研究 I”，第 43 卷（1996 年），第 6 期，第 769-806 页。 DOI:10.1016/0967-0637(96)00037-4。Anthony Bosse、Ilker Fer、Henrik Søiland、Thomas Rossby (2018)：“大西洋水沿着其横跨北欧海域的极地路径转变”。见：《地球物理研究杂志：海洋》，第 123 卷（2018 年），第 9 期，第 6428-6448 页。 DOI:10.1029/2018JC014147。 大西洋水在罗弗敦盆地的停留时间比北欧任何其他区域都长，这是由于该盆地盛行深层气旋海洋环流。Kjell Arild Orvik (2004)：“罗弗敦盆地大西洋水的加深挪威海，通过使用主动减重模型进行演示。”见：“地球物理研究快报”，第 31 卷（2004 年），第 1 期，L01306。 DOI:10.1029/2003GL018687。

===温度和盐度分布===

相对温暖和盐度较高的水，在罗弗敦盆地滞留的同时，可以在相当长的时间内向大气中释放热量；在此过程中，它逐渐冷却。 对 50 多年的长期测量数据的评估显示出一个清晰的模式：挪威海最温暖的水团并不在南部地区，而是在北部，恰好是在这种密度的水到达海面的深度区域。这是一个重要海洋过程的明显证据：在地表显着冷却的水会下沉，将较浅层中较温暖和较咸的水也随之拉下。这种由表面冷却驱动的混合导致了观察到的热量分布。

== 罗弗敦漩涡 ==

===特点及结构===

在罗弗敦盆地最深处，大约北纬 70°和东经 3°，有“罗弗敦涡”（Lofoten Vortex”，也称为“罗弗敦盆地涡流”），这是一个明显永久的反气旋相干涡旋，于 1970 年代首次被观测到。Denis L. Volkov、Arseny A. Kubryakov、 Rick Lumpkin (2015)：“高分辨率海洋模型中罗弗敦盆地涡旋的形成和变化”。见：“深海研究第一部分”，第 105 卷（2015 年），第 142-157 页。 DOI:10.1016/j.dsr.2015.09.001。Ilker Fer、Anthony Bosse、Bruno Ferron、Pascale Bouruet-Aubertot (2018)：“罗弗敦盆地涡流中动能的耗散”。 见：《物理海洋学杂志》，第 48 卷（2018 年），第 6 期，第 1299-1316 页。 DOI:10.1175/JPO-D-17-0244.1。过去十年来，研究船|船基测量、水下滑翔机|滑翔机和卫星观测都证实了它的持久性。

罗弗敦环流的特点是半径为 15 至 20 公里，大西洋水核心厚度为 1,200 米，在 600 至 800 米深处以 0.8 m/s 的速度旋转。Anthony Bosse、Ilker Fer、Jonathan M. Lilly、Henrik Søiland (2019)：“对海洋生物寿命的动态控制非线性涡旋：以罗弗敦盆地涡为例。见：“科学报告”，第 9 卷，第 1 期，第 13448 条。DOI：10.1038/s41598-019-49599-8。 速度结构类似于朗肯涡旋，其特征是缓慢的、向外减小的方位角速度。观察到的顺时针旋转（反气旋）水流结构不仅延伸到表面，而且贯穿整个水柱直至3,250米深处的海底。

垂直温度曲线清楚地表明了潜在的动态：等温线（相同温度的线）显示出特征曲率 - 在 200 米左右的深度处向上，在 600 米左右的深度处向下。这种模式是水大规模上下运动的直接证据。总之，这些观测结果表明，罗弗敦盆地深处是北海深水（海洋学）|深水形成的主要区域之一，这一过程是由强烈的表面冷却驱动的，特别是在冬季。在罗弗敦环流内，大西洋水可渗透到 800 米深处，比同一海域的任何其他地方都要深。

=== 出现和动态 ===

罗弗敦盆地中心的海洋深度吸引了与挪威大西洋坡流分离的温暖反气旋涡流。Armin Köhl (2007)：“罗弗敦盆地准永久涡旋的产生和稳定性”。见：《物理海洋学杂志》，第 37 卷（2007 年），第 11 期，第 2637-2651 页。 DOI:10.1175/2007JPO3694.1. 正如在旋转水箱中进行的实验所示，反气旋向盆地中心螺旋下降。相应地，NwASC释放的反气旋逆时针旋转至罗弗敦盆地的最深处。

RAFOS 漂浮，M。 Femke de Jong、Henrik Søiland、Amy S. Bower、Heather H. Furey (2018)：冰岛海的地下环流以及观测到的 RAFOS 浮标。见：《深海研究第一部分：海洋学研究论文》，第141卷（2018），第1-10页，DOI：10.1016/J.DSR.2018.07.008.中被困在罗弗敦涡中心的数据显示，涡中心在15个月内移动了1850公里，平均漂移速度为每天1至5公里，但峰值每天高达 15 公里。 通过这些测量，可以检测到罗弗敦盆地最深处周围的涡流总体呈下坡和逆时针运动。

=== 季节变化 ===

罗弗敦涡的结构在一年中发生显着变化。在夏季，形成了一种特征性的双核结构：太阳辐射使地表水（海洋学）|地表水变暖，并形成一个具有明显密斜层的浅层，密度向深处明显跳跃，其作用就像一个分离层。然而，在冬季，海面急剧变冷，寒冷的表层水变得更重并向下沉，这一过程称为对流（海洋学）。这种冬季混合使密度分布均匀化，并使密斜层下沉至 1,200 米的深度。 4 月中旬，混合的表层水（海洋学）|表层（覆盖层）在涡核中达到 750 米的深度 - 明显比罗弗敦盆地的其他部分更深。Anthony Bosse、Ilker Fer、Henrik Søiland、Thomas Rossby (2018)：“大西洋水沿着其极地路径穿越北欧海域的转变”。 见：《地球物理研究杂志：海洋》，第 123 卷（2018 年），第 9 期，第 6428-6448 页。 DOI：10.1029/2018JC014147。

涡旋本身的强度也遵循季节节奏：冬末最强，秋末最弱。最大涡旋强度是在 2002/2003 年冬季测量到的。此外，罗弗敦涡旋可能会在短期内增强强度，因为它与其他顺时针旋转的涡旋合并。

===中尺度涡场===

罗弗敦盆地的涡流活动是整个北欧海域中最高的，这一现象在早期海洋学研究中就已被注意到。 中尺度海洋学|“中尺度涡流”，也称为中尺度海洋学|“涡流”，是直径通常为 10 至 100 公里的小型旋转水结构。尽管这些涡流对盆地的热量和动能预算有很大贡献，但在任何给定时间它们仅覆盖约 6% 的海洋表面。因此，大规模背景流，包括细长结构（细丝（海洋学）|细丝）和其他形式的运动，在盆地的整体平衡中也发挥着重要作用。Johannes S. Dugstad、Pål Erik Isachsen 和 Ilker Fer (2021)：“来自高分辨率拉格朗日的罗弗敦盆地中尺度涡流场”模拟”。见：《海洋科学》，第 17 卷（2021 年），第 3 期，第 651-674 页。 DOI：10.5194/os-17-651-2021。

遵循水团运动的计算机模拟（拉格朗日形式主义|拉格朗日模拟）显示出清晰的模式：顺时针旋转的涡流（反气旋）输送温暖的水，而逆时针旋转的涡流（气旋）输送较冷的水 - 每个涡流都与周围的水流相比。这些温差在深度处更为明显：在 500 米深度处，反气旋涡流平均比周围环境高 0.37°C，而气旋涡流则比周围环境平均冷 0.33°C。挪威大西洋坡流输送到盆地的高盐度水有利于形成这种强烈的涡流。

==挪威沿岸流的影响==

最近的拉格朗日模型表明，挪威海岸流 (NwCC) 对罗弗敦盆地上部的温盐结构具有重大影响，而这一影响之前被低估了。A.M.费多罗夫，M.V. Budyansky, T.V. Belonenko, S.V.普兰茨，M.Yu.伊利诺伊州乌利斯基Bashmachnikov (2021)：“罗弗敦盆地水循环的拉格朗日模型”。见：“大气和海洋动力学”，第 96 卷（2021 年），101258。DOI：/10.1016/j.dynatmoce.2021.101258。 NwCC 深入到罗弗敦盆地中部，直至东经 0°。在下层，NwCC 影响水结构的面积与 NwASC 和 NwAFC 相当。西北水CC对流域地表水的影响在8月份达到最大。

==气候意义==

===热量释放到大气中===

罗弗敦盆地是北欧海域最大的热库，同时也是向大气中流失大量热量的地区，因此对挪威北部异常温和的气候做出了重大贡献。Johan Blindheim、Francisco Rey (2004)：“1990 年代北欧海域水团的形成和分布。”见：“ICES 海洋科学杂志”，第 61 卷 (2004)，第 5 期，第 846–863 页。 DOI:10.1016/j.icesjms.2004.05.003。 过去三十年来，盆地的热含量持续增加。Sara Broomé、Léon Chafik、Johan Nilsson (2020)：“海面高度和年代际变化的机制”北欧东部海域的热量”。见：《海洋科学》，第 16 卷，第 3 期，第 715-728 页。 DOI：10.5194/os-16-715-2020。来自大西洋水域的热量输入明显超过罗弗敦盆地向大气的损失。

温水停留时间的延长导致大西洋海水在到达北冰洋之前进一步冷却。由于罗弗敦盆地的涡流活动和涡流的持续存在，大西洋海水在向北移动时发生了转变，失去热量并变得更加稠密——这是深水和AMOC形成的关键过程。

===对浓水形成的作用===

罗弗敦盆地位于挪威海冬季对流的主要区域之一。北欧海大部分稠密中间水的产生发生在罗弗敦盆地罂粟海脊系统的东侧。 特别寒冷的冬季，例如 1968/69 年，导致整个盆地的热量损失高于平均水平，侵蚀了罗弗敦环流的大部分区域，并造成了整个 50 年观测期间最大的温度异常。

==生物学和生态意义==

由于永久涡流的存在，罗弗敦盆地呈现出局部区域的高海面温度和涡流动能。环流内的局部洋流和冬季观察到的强对流形成了一个富含营养物质的热点，并影响周围的海洋生物。 风应力|挪威海岸沿线的风力驱动的上升流将营养丰富的水带到地表，支持重要的鱼类种群。流域的物理环境对具有重要商业价值的鱼类的补充、生长和地理分布具有重大影响，例如产卵洄游的大西洋鳕鱼“Gadus morhua”。

垂直混合和涡流活动也促进“生物碳泵”。碳|富含碳的地表水通过涡流结构主动输送到更深层，因此盆地作为人为二氧化碳的碳汇发挥着重要作用。D. Koestner、S. Clayton、P. Lerner、A. E. Jones-Kellett、S. L. Walker (2025)：“生物地球化学-Argo 浮标揭示了受罗弗敦盆地涡流影响的生物碳泵的季节性”。见：《地球物理研究快报》，第 52 卷 (2025)，第 12 期，e2024GL111937。 DOI：10.1029/2024GL111937。

==研究历史和当前问题==

几十年来，该盆地一直是海洋学研究的焦点。现代观测方法，例如“锚定阵列”，[https://www.geomar.de/entdecken/ozean-u ... anchorings 海洋学锚定] GEOMAR 网站，于 2026 年 1 月 4 日访问。“水下滑翔机”和“卫星测高法”对复杂的涡流动力学和反馈|互动流程已启用。

目前的研究问题涉及“罗弗敦环流的长期稳定性”、通过该盆地的“热量和盐分输送的量化”，以及评估随着邻近巴伦支海的“亚特兰化”继续，这些过程将如何变化，以及北极全球变暖|北极变暖的后果。Jessica Sarah Kenigson，Mary-Louise Timmermans （2021）：“北极和北大西洋动力学背景下的北欧海洋水文学”。见：《物理海洋学杂志》，第 51 卷（2021 年），第 1 期，第 101-114 页。 DOI:10.1175/JPO-D-20-0071.1。

==另见==

* 极性加固
* 挪威海
* 北冰洋



类别：海洋学
类别：地理（大西洋）
类别：地理（北冰洋）
类别：地理（北极）
类别：大西洋
类别：北冰洋
类别：罗弗敦群岛