تيار الخليج

تيار الخليج هو تيار دافئ وسريع في المحيط الأطلسي ، ينشأ في خليج المكسيك ، ويتدفق عبر مضيق فلوريدا ، ثم يصعد بمحاذاة الساحل الشرقي للولايات المتحدة، قبل أن ينحرف شرقًا قرب خط عرض 36° شمالًا ( كارولاينا الشمالية )، ويتجه نحو شمال غرب أوروبا ليصبح تيار شمال الأطلسي . وتؤدي عملية التكثيف الغربي إلى تحول تيار الخليج إلى تيار متسارع شمالًا قبالة الساحل الشرقي لأمريكا الشمالية. وعند خط عرض 40° شمالًا و 30° غربًا تقريبًا، ينقسم إلى قسمين: التيار الشمالي، المعروف باسم تيار شمال الأطلسي ، يعبر إلى شمال أوروبا ، بينما يعود التيار الجنوبي، المعروف باسم تيار الكناري ، للدوران قبالة غرب أفريقيا .

يؤثر تيار الخليج على مناخ المناطق الساحلية للساحل الشرقي للولايات المتحدة، من فلوريدا إلى جنوب شرق فرجينيا (قرب خط عرض 36° شمالاً)، وبدرجة أكبر على مناخ شمال غرب أوروبا. ويُجمع على أن مناخ شمال غرب أوروبا أكثر دفئًا من المناطق الأخرى ذات خطوط العرض المماثلة، ويعود ذلك جزئيًا على الأقل إلى قوة تيار شمال الأطلسي. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} وهو جزء من دوامة شمال الأطلسي . وقد أدى وجوده إلى نشوء أعاصير قوية من جميع الأنواع، سواء في الغلاف الجوي أو في المحيط.

يعود اكتشاف الأوروبيين لتيار الخليج إلى رحلة خوان بونس دي ليون عام 1512 ، وبعدها أصبح استخدامه شائعًا بين السفن الإسبانية التي تبحر من منطقة الكاريبي إلى إسبانيا. ^{[ 4 ]} وقد ورد في ملخص سجل رحلة بونس دي ليون بتاريخ 22 أبريل 1513: "كان هناك تيار قوي لدرجة أنه على الرغم من الرياح العاتية، لم يتمكنوا من التقدم للأمام، بل للخلف، ويبدو أنهم كانوا يسيرون بشكل جيد؛ وفي النهاية، تبين أن قوة التيار كانت أكبر من قوة الرياح." ^{[ 5 ]}

أبدى بنجامين فرانكلين اهتماماً بأنماط دوران المياه في شمال المحيط الأطلسي . في عام 1768، وأثناء وجوده في إنجلترا، سمع فرانكلين شكوى غريبة من مجلس الجمارك الاستعماري : "لماذا تستغرق السفن البريطانية عدة أسابيع إضافية للوصول إلى نيويورك من إنجلترا مقارنةً بالمدة التي تستغرقها سفينة تجارية أمريكية عادية للوصول إلى نيوبورت، رود آيلاند ، على الرغم من أن السفن التجارية تغادر من لندن وتضطر إلى الإبحار في نهر التايمز ثم عبر القناة الإنجليزية قبل عبور المحيط الأطلسي، بينما تغادر السفن البريطانية من فالموث في كورنوال؟" ^{[ 6 ]}

طلب فرانكلين من ابن عمه تيموثي فولجر، وهو قبطان صيد حيتان من جزيرة نانتوكيت ، إجابةً. أوضح فولجر أن السفن التجارية تعبر التيار بشكل روتيني - والذي كان يُحدد من خلال سلوك الحيتان، وقياس درجة حرارة الماء، والتغيرات في لونه - بينما كان قادة سفن البريد يسيرون عكسه. ^{[ 6 ]} طلب فرانكلين من فولجر رسم مسار التيار على خريطة للمحيط الأطلسي وإضافة ملاحظات حول كيفية تجنبه عند الإبحار من إنجلترا إلى أمريكا. ثم أرسل فرانكلين الخريطة إلى أنتوني تود، سكرتير مكتب البريد البريطاني. ^{[ 6 ]} طُبعت خريطة فرانكلين لتيار الخليج عام 1769 في لندن، لكن قادة السفن البريطانيين تجاهلوها في الغالب. ^{[ 7 ]} طُبعت نسخة من الخريطة في باريس حوالي عام 1770-1773، ونُشرت نسخة ثالثة من قِبل فرانكلين في فيلادلفيا عام 1786. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

منذ منتصف القرن العشرين، ساهمت التطورات في مجال الرصد المحيطي بشكل كبير في تحسين الفهم العلمي لتيار الخليج. بدأت القياسات المباشرة لسرعته ودرجة حرارته باستخدام سفن الأبحاث وأجهزة قياس التيار المثبتة في خمسينيات وستينيات القرن الماضي. ومنذ أواخر سبعينيات القرن الماضي، مكّن الاستشعار عن بُعد بالأقمار الصناعية - لا سيما من خلال صور درجة حرارة سطح البحر، وقياس الارتفاع، وأجهزة استشعار لون المحيط - العلماء من رسم خرائط لموقع التيار وتغيراته في الوقت الفعلي تقريبًا. وقد وفر إطلاق مهمة ناسا TOPEX/Poseidon في عام 1992 وما تلاها من مهام بيانات مستمرة عن ارتفاع سطح البحر، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بقوة دوران المحيط. بالإضافة إلى ذلك، مكّن نشر العوامات العائمة وشبكة عوامات Argo العالمية من إجراء قياسات منتظمة لدرجة حرارة وملوحة المياه تحت السطح، مما يوفر رؤية ثلاثية الأبعاد لبنية تيار الخليج ودوره ضمن دوران المحيط الأطلسي المداري. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يُعدّ تيار الخليج تيارًا غربيًا مكثفًا ، مدفوعًا بشكل أساسي بضغط الرياح . ^{[ 12 ]} في عام 1958، لاحظ عالم المحيطات هنري ستوميل أن "كمية قليلة جدًا من مياه خليج المكسيك موجودة فعليًا في التيار". ^{[ 13 ]} في المقابل، يتأثر تيار شمال الأطلسي بشكل كبير بالدوران الحراري الملحي . ويؤدي حمله للمياه الدافئة شمال شرق المحيط الأطلسي إلى جعل غرب أوروبا، وخاصة شمالها، أكثر دفئًا واعتدالًا مما كان عليه الحال لولا ذلك. ^{[ 14 ]}

يتغير الموقع المحدد لتيار الخليج موسمياً، حيث يكون أقرب إلى ساحل أمريكا الشمالية في الصيف وأبعد في الشتاء. ^{[ 15 ]}

يتدفق تيار من مياه البحر، يُسمى تيار شمال خط الاستواء الأطلسي ، غربًا قبالة سواحل وسط أفريقيا. وعندما يتفاعل هذا التيار مع الساحل الشمالي الشرقي لأمريكا الجنوبية، يتفرع إلى فرعين. يصب أحدهما في البحر الكاريبي ، بينما يتدفق الفرع الثاني، تيار جزر الأنتيل ، شمال وشرق جزر الهند الغربية . ^{[ 16 ]} ويلتقي هذان الفرعان مجددًا شمال مضيق فلوريدا.

تهب الرياح التجارية غربًا في المناطق الاستوائية، ^{[ 17 ]} بينما تهب الرياح الغربية شرقًا في خطوط العرض المتوسطة. ^{[ 18 ]} يُطبّق نمط الرياح هذا ضغطًا على سطح المحيط شبه الاستوائي مع دوران سلبي عبر شمال المحيط الأطلسي. ^{[ 19 ]} ويكون نقل سفيردروب الناتج باتجاه خط الاستواء. ^{[ 20 ]}

بسبب الحفاظ على الدوامة الكامنة الناتجة عن الرياح المتجهة شمالًا على المحيط الغربي للنتوء شبه الاستوائي ، وزيادة الدوامة النسبية للمياه المتجهة شمالًا، يتوازن النقل بتيار قطبي ضيق ومتسارع. يتدفق هذا التيار على طول الحدود الغربية لحوض المحيط، متجاوزًا تأثيرات الاحتكاك مع تيار الحدود الغربية، ويُعرف باسم تيار لابرادور . ^{[ 21 ]} كما يتسبب الحفاظ على الدوامة الكامنة في حدوث انحناءات على طول تيار الخليج، والتي تنفصل أحيانًا مع تغير موقع تيار الخليج، مُشكلةً دوامات دافئة وباردة منفصلة. ^{[ 22 ]} هذه العملية الشاملة، المعروفة باسم التكثيف الغربي، تجعل التيارات على الحدود الغربية لحوض المحيط، مثل تيار الخليج، أقوى من تلك الموجودة على الحدود الشرقية. ^{[ 23 ]}

ونتيجةً لذلك، يُعدّ تيار الخليج تيارًا محيطيًا قويًا. ينقل هذا التيار المياه بمعدل 30 مليون متر مكعب في الثانية (30 سفيردروب ) عبر مضيق فلوريدا. وعند مروره جنوب نيوفاوندلاند، يرتفع هذا المعدل إلى 150 سفيردروب. ^{[ 24 ]} يفوق حجم تيار الخليج حجم جميع الأنهار التي تصب في المحيط الأطلسي مجتمعة، والتي يبلغ مجموعها 0.6 سفيردروب. ومع ذلك، فهو أضعف من التيار القطبي الجنوبي . ^{[ 25 ]} ونظرًا لقوة تيار الخليج وقربه، قد تكون الشواطئ على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة أكثر عرضةً لتقلبات مستوى سطح البحر الكبيرة، والتي تؤثر بشكل كبير على معدلات التعرية الساحلية . ^{[ 26 ]}

يبلغ عرض تيار الخليج عادةً 100 كيلومتر (62 ميلاً) وعمقه من 800 إلى 1200 متر (من 2600 إلى 3900 قدم) . وتكون سرعة التيار في أقصى حالاتها بالقرب من السطح، حيث تبلغ سرعته القصوى حوالي 2.5 متر/ثانية (5.6 ميل/ساعة) . ^{[ 27 ]} وأثناء تحركه شمالاً، يتعرض الماء الدافئ الذي يحمله تيار الخليج للتبريد التبخيري. ويحدث هذا التبريد بفعل الرياح؛ إذ تتسبب الرياح التي تتحرك فوق الماء في تبخره ، مما يؤدي إلى تبريده وزيادة ملوحته وكثافته. وعندما يتشكل الجليد البحري، تنفصل الأملاح عنه، وهي عملية تُعرف باسم استبعاد المحلول الملحي. ^{[ 28 ]} وتنتج هاتان العمليتان ماءً أكثر كثافة وبرودة (أو بتعبير أدق، ماءً لا يزال سائلاً عند درجة حرارة منخفضة). وفي شمال المحيط الأطلسي، يصبح الماء كثيفاً لدرجة أنه يبدأ بالغوص إلى الأسفل عبر مياه أقل ملوحة وكثافة. ( يشبه تأثير الحمل الحراري تأثير مصباح الحمم البركانية ). يصبح هذا التيار الهابط من المياه الباردة والكثيفة جزءًا من مياه شمال المحيط الأطلسي العميقة ، وهو تيار يتجه جنوبًا. ^{[ 29 ]} يوجد القليل جدًا من الأعشاب البحرية داخل هذا التيار، على الرغم من وجودها في تجمعات شرقًا. ^{[ 30 ]}      

في أبريل 2018، وجدت دراستان نُشرتا في المجلة العلمية البريطانية Nature ^{[ 31 ] [ 32 ]} أن تيار الخليج في أضعف حالاته منذ 1600 عام على الأقل. ^{[ 33 ]}

يؤثر تيار الخليج بشكل كبير على مناخ شبه جزيرة فلوريدا . فالجزء الواقع قبالة ساحل فلوريدا، والمعروف بتيار فلوريدا ، يحافظ على متوسط ​​درجة حرارة مياه لا تقل عن 24 درجة مئوية (75 درجة فهرنهايت) خلال فصل الشتاء، وغالبًا ما تصل إلى 29 درجة مئوية (84 درجة فهرنهايت) في فصلي الصيف والخريف. ^{[ 34 ]} وتساهم الرياح الشرقية التي تهب فوق هذه المياه الدافئة في نقل الهواء الدافئ من فوق تيار الخليج إلى الداخل، ^{[ 35 ]} مما يساعد على جعل درجات الحرارة في الولاية أكثر اعتدالًا من غيرها في جنوب شرق الولايات المتحدة خلال فصل الشتاء.    

يحمل تيار الخليج مجموعة متنوعة من الأسماك والكائنات البحرية الاستوائية شمالًا على طول الساحل الشرقي من فلوريدا إلى أقصى جنوب شرق ماساتشوستس في فصلي الربيع والصيف. وباتباع مياه تيار الخليج الدافئة، غالبًا ما تُشاهد الأسماك الاستوائية قبالة الساحل الشرقي بحثًا عن الغذاء، بما في ذلك أنواع عديدة من أسماك الباتومورف ، والدلافين ، والباراكودا ، وسمك الزناد . ويُساهم قرب تيار الخليج من نانتوكيت ، ماساتشوستس ، في تعزيز تنوعها البيولوجي ، إذ يُمثل الحد الشمالي لأنواع النباتات الجنوبية، والحد الجنوبي لأنواع النباتات الشمالية، حيث تكون نانتوكيت أكثر دفئًا خلال فصل الشتاء من البر الرئيسي الذي يقع على بُعد 30 ميلًا فقط إلى الشمال ^{[ 36 ] . [ 37 ]} وإلى الشمال من جزيرة نانتوكيت على طول ساحل نيو إنجلاند، وصولًا إلى الساحل الشرقي لكندا، يوجد تيار لابرادور البارد.

يُساهم تيار شمال الأطلسي، المعروف بتيار الخليج، إلى جانب تيارات هوائية دافئة مماثلة، في الحفاظ على دفء أيرلندا والساحل الغربي لبريطانيا العظمى ببضع درجات مئوية مقارنةً بالساحل الشرقي. ^{[ 38 ]} ومع ذلك، يكون الفرق أكثر وضوحًا في الجزر الساحلية الغربية لاسكتلندا . ^{[ 39 ]} ويُلاحظ تأثير ملحوظ لتيار الخليج والرياح الغربية القوية على أوروبا، لا سيما على طول الساحل النرويجي . ^{[ 14 ]} تقع الأجزاء الشمالية من النرويج بالقرب من المنطقة القطبية الشمالية ، التي يُغطى معظمها بالجليد والثلج في فصل الشتاء. ومع ذلك، يبقى معظم ساحل النرويج خاليًا من الجليد والثلج على مدار العام. ^{[ 40 ]} وقد سمح تأثير الدفء الناتج عن تيار الخليج بنشوء مستوطنات كبيرة نسبيًا والحفاظ عليها على ساحل شمال النرويج ، بما في ذلك ترومسو ، ثالث أكبر مدينة شمال الدائرة القطبية الشمالية. وتنجرف الأنظمة الجوية الدافئة بفعل تيار الخليج إلى شمال أوروبا، مما يُساهم أيضًا في تدفئة المناخ خلف جبال إسكندنافيا .

تناولت بعض المنشورات الإخبارية احتمال انهيار تيار الخليج. ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]} وقد تناول التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ هذه المسألة تحديدًا، وخلص إلى أنه بناءً على توقعات النماذج والفهم النظري، لن يتوقف تيار الخليج في ظل مناخ دافئ. ^{[ 46 ]} وبينما يُتوقع أن يتباطأ تيار الخليج مع ضعف الدوران الانقلابي الأطلسي (AMOC)، فإنه لن ينهار، حتى لو انهار الدوران الانقلابي الأطلسي. ^{[ 46 ]} ومع ذلك، سيكون لهذا التباطؤ آثار كبيرة، بما في ذلك ارتفاع مستوى سطح البحر على طول ساحل أمريكا الشمالية، وانخفاض هطول الأمطار في خطوط العرض المتوسطة، وتغير أنماط هطول الأمطار الغزيرة حول أوروبا والمناطق الاستوائية، واشتداد العواصف في شمال المحيط الأطلسي. ^{[ 46 ]}

غالباً ما يؤدي دفء المياه وتباين درجات الحرارة على طول حافة تيار الخليج إلى زيادة شدة الأعاصير، سواءً كانت مدارية أو غير مدارية. ويتطلب تشكل الأعاصير المدارية عادةً درجات حرارة مياه تتجاوز 26.5 درجة مئوية (79.7 درجة فهرنهايت) . ^{[ 47 ]} ويُعدّ تشكل الأعاصير المدارية شائعاً فوق تيار الخليج، لا سيما في شهر يوليو. تتحرك العواصف غرباً عبر منطقة البحر الكاريبي، ثم إما أن تتجه شمالاً وتنحني نحو الساحل الشرقي للولايات المتحدة، أو تبقى على مسارها الشمالي الغربي وتدخل خليج المكسيك . ^{[ 48 ]} وتملك هذه العواصف القدرة على إحداث رياح قوية وأضرار جسيمة في المناطق الساحلية الجنوبية الشرقية للولايات المتحدة . وكان إعصار ساندي عام 2012 مثالاً حديثاً على إعصار تحرك على طول تيار الخليج واكتسب قوة. ^{[ 49 ]}  

أظهرت الدراسات أن الأعاصير القوية خارج المدارية تتعمق بشكل ملحوظ على طول منطقة جبهية ضحلة ، بفعل تيار الخليج، خلال فصل الشتاء . ^{[ 50 ]} كما تميل الأعاصير شبه المدارية إلى التكوّن بالقرب من تيار الخليج. وقد تشكل حوالي 75% من هذه الأنظمة الموثقة بين عامي 1951 و2000 بالقرب من هذا التيار الدافئ، مع ذروتين سنويتين للنشاط خلال شهري مايو وأكتوبر. ^{[ 51 ]} أما الأعاصير داخل المحيط نفسه فتتشكل تحت تيار الخليج، وتمتد إلى عمق يصل إلى 3500 متر (11500 قدم) تحت سطح المحيط. ^{[ 52 ]}  

يتشكل تيار الخليج دوريًا على هيئة حلقات نتيجةً لانغلاق أحد منعطفاته عن مسار بديل يختلف عنه، مما يُنشئ دوامة مستقلة. لهذه الدوامات نوعان: حلقات ذات نواة باردة، تدور بشكل إعصاري (عكس عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي ومع عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي)، وحلقات ذات نواة دافئة، تدور عكس اتجاه الإعصار. تتميز هذه الحلقات بقدرتها على نقل الخصائص البيولوجية والكيميائية والفيزيائية المميزة لمياهها الأصلية إلى المياه الجديدة التي تنتقل إليها.

• خريطة حالية لتيار الخليج