آب پایین پایین ترین توده آب در بدنه آبی است که از نظر ته آن دارای ویژگی های متمایز از نظر فیزیک ، شیمی و اکولوژیکی است .
آب پایین از آب سرد و متراکم در نزدیکی کف اقیانوس تشکیل شده است . این آب با شوری کم و محتوای مواد مغذی مشخص می شود. به طور کلی، شوری کم از ذوب یخ های فصلی و خروجی رودخانه آب شیرین، مشخصه آب پایین تولید شده در قطب جنوب است. با این حال، در طول ماه های سردتر، تشکیل یخ دریا یک فرآیند مهم است که شوری آب کف را از طریق دفع آب نمک افزایش می دهد . با یخ زدن آب شور، نمک از یخ به آب اطراف خارج می شود. محتوای اکسیژن در آب کف به دلیل گردش اقیانوس زیاد است. در قطب جنوب، آب های سطحی شور و سرد به دلیل چگالی زیاد به اعماق پایین تری فرو می روند. همانطور که آب سطحی غرق می شود، اکسیژن را از سطح با خود حمل می کند و زمان زیادی را صرف گردش در بستر دریای حوضه های اقیانوس می کند. آب غنی از اکسیژن که در سراسر لایه زیرین اقیانوس حرکت می کند منبع مهمی برای تنفس موجودات اعماق دریا است. آب‌های پایین بسیار آهسته جریان می‌یابند که عمدتاً ناشی از توپوگرافی شیب و تفاوت در دما و شوری است، به‌ویژه در مقایسه با جریان‌های اقیانوسی سطحی ناشی از باد . [1]
آب پایین قطب جنوب غالب ترین منبع آب کف در بخش های جنوبی اقیانوس آرام ، اقیانوس هند و اقیانوس اطلس شمالی است . پایین آب قطب جنوب به دلیل دمای سردتر و چگالی بیشتر در زیر آب عمیق اقیانوس اطلس شمالی قرار دارد. شوری را می توان برای مقایسه حرکت بین آب تازه پایین قطب جنوب (تقریباً 34.7 psu) و آب عمیق تر اقیانوس اطلس شمالی استفاده کرد. آب پایین قطب جنوب را می توان از دیگر توده های آب میانی و عمیق به دلیل سرد، مواد مغذی کم، اکسیژن بالا و شوری کم آن متمایز کرد. [2]
آب پایین اقیانوس منجمد شمالی به دلیل توپوگرافی کف اقیانوس منجمد شمالی و قفسه های قطب شمال منزوی تر است. جریان‌های مرزی عمیق غربی، آب پایین قطب جنوب را به سمت شمال در اقیانوس اطلس جنوبی می‌برند. آب پایین قطب جنوب هنگامی که به خط استوا می رسد به سمت شرق حرکت می کند، بنابراین آن را به یک جریان مرزی شرقی در امتداد خط الراس میانی اقیانوس اطلس تبدیل می کند. حرکت آب پایین قطب جنوب در سراسر ایزوپیکنال ها توسط آستانه های عمیق محدود شده است. طاقچه ها مناطق کم عمقی در بستر دریا هستند که از جریان آب در میان حوضه ها جلوگیری می کنند. [3]
تغییرات آب و هوا و آب پایین قطب جنوب
تغییرات در خصوصیات آب پایین قطب جنوب در اقیانوس جنوبی بررسی شده است. دمای پایین آب قطب جنوب افزایش یافته است و شوری همچنان به طراوت خود ادامه می دهد. از آنجایی که توده آب در حال گرم شدن است و تازه تر می شود، چگالی آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این مربوط به گرمایش جهانی گرم شدن جو و اقیانوس است که منجر به ذوب شدن یخ دریا، افزایش سطح دریا و اسیدی شدن اقیانوس می شود . تهویه هوا نیز در نتیجه گرمایش زمین کند شده است. آب پایین قطب جنوب دارای چنان اکسیژن بالایی است که می تواند با عمل به عنوان یک سیستم گردش خون به تهویه اعماق اقیانوس کمک کند. تغییرات طولانی مدت در افزایش دما، سرعت تهویه اقیانوس ها را کاهش داده است. با گرم شدن جو، تشکیل یخ دریا در قطب جنوب کاهش می یابد و در نتیجه تراکم آب اطراف کاهش می یابد. کاهش چگالی منجر به سرعت کندتر همرفت می شود و در نهایت فرآیندهای تشکیل آب عمیق را کندتر می کند. فرآیندهای اساسی مانند بالا آمدن شروع به فروپاشی می کنند. بدون بالا آمدن، آب سرد و غنی از مواد مغذی را نمی توان به سطح بازیافت کرد تا مناطقی با بهره وری بالا ایجاد شود. [4] [5]
آب پایین توسط یک مصب رودخانه که به داخل بدنه شور تخلیه می شود، حمل و نقل عجیبی از گل را نشان می دهد . به دلیل اختلاط آب شیرین/شور توسط خور، یک گرادیان ایزوهال افقی با سطوح شوری پایین تر در بالادست ایجاد می شود که جریان بالادست آب پایین را تولید می کند. با کاهش جریان و تلاطم ، ذرات گلی که توسط رودخانه حمل می شود، شروع به ته نشین شدن می کنند . هنگامی که ذرات تقریباً به کف می‌رسند، آنها را به سمت دهانه خور برمی‌گردانند تا در نقطه‌ای جمع شوند که شوری آب‌های سطحی و پایینی قابل مقایسه است و جریان پایین کاهش می‌یابد. نتیجه این فرآیند یک توده گل مشخص در این نقطه است. [6]
آب پایین دریاچه ها ممکن است دارای سطح اکسیژن کمتری باشد ، تا حدی که اکسیژن محلول کاملاً از بین برود (یعنی بی هوازی شود)، و سطوح بالاتری از کلر و اسیدیته ناشی از آلی داشته باشد . در بسیاری از دریاچه ها، به ویژه در مناطق آب و هوای قاره ای ، گرمایش تابستانی و سرمایش زمستانی، شیب شدید دمایی عمودی ایجاد می کند که با اختلاط آب مخالفت می کند و در نتیجه در دوره های تابستان و زمستان طبقه بندی دریاچه های حرارتی ایجاد می شود . آنها با واژگونی آب زیرین مداخله می کنند ، که در پاییز ( واژگونی پاییزی ) و در بهار ( واژگونی بهاره ) به دلیل یکسان شدن گرادیان دما و در نتیجه اختلاط آسان تر توسط باد و سایر منابع تلاطم رخ می دهد. [7] [8]