Апвеллинг (англ. upwelling) или подъём — это процесс, при котором глубинные воды океана поднимаются к поверхности. Наиболее часто наблюдается у западных границ материков, где перемещает более холодные, богатые биогенами воды с глубин океана к поверхности, замещая более тёплые, бедные биогенами поверхностные воды. Также может встречаться практически в любом районе мирового океана.

Различают как минимум четыре типа апвеллинга: прибрежный апвеллинг; крупномасштабный ветровой апвеллинг в открытом океане; апвеллинг, связанный с вихрями; апвеллинг, связанный с топографией.

Процессом, обратным апвеллингу, является даунвеллинг.

Прибрежный апвеллинг

Прибрежный апвеллинг — это наиболее известный тип апвеллинга, который непосредственно связан с человеческой деятельностью, поскольку поддерживает наиболее продуктивные рыболоведческие районы мирового океана. Глубинные воды богаты биогенными элементами, такими как азот и фосфор, которые являются результатом декомпозиции погружающегося на глубину органического материала (в основном, отмершего планктона). Когда глубинные воды попадают на поверхность, фитопланктон начинает активно потреблять биогены, вместе с CO2 (диоксид углерода) и солнечной энергией, производя органические вещества в процессе фотосинтеза. Таким образом, по сравнению с другими зонами океана, в районах апвеллинга наблюдается высокая первичная продукция (количество углерода, зафиксированное фитопланктоном). Высокие значения первичной продуктивности продолжают наблюдаться и на более высоких трофических уровнях, поскольку фитопланктон является основой океанской пищевой цепи. Прибрежный апвеллинг часто наблюдается в следующих районах: побережье Перу, Чили, Аравийское море, западное побережье Южной Африки, восток Новой Зеландии, юго-восток Бразилии и побережье Калифорнии.

Пищевая цепь в океане выглядит так:

• Фитопланктон → Зоопланктон → Хищный зоопланктон → Фильтрующие организмы → Хищные рыбы

Таким образом, каждый элемент цепочки является ключевым для района апвеллинга.

Физический механизм, приводящий к прибрежному апвеллингу, связан с силой Кориолиса, в результате действия которой ветровые течения имеют тенденцию отклоняться вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Например, когда в Северном полушарии ветра дуют по направлению к экватору вдоль восточной окраины океанского бассейна или по направлению к полюсу вдоль западной окраины океанского бассейна, поверхностные воды перемещаются от берега (экмановский транспорт или экмановская спираль) и заменяются более плотными водами с нижележащих глубин.

Экваториальный апвеллинг

Похожий феномен наблюдается в экваториальной зоне. Восточные ветра (направленные на запад) дующие вдоль экваториальной зоны в Атлантическом и Тихом океанах, за счёт экмановского транспорта перемещают воду вправо (к северу) в Северном полушарии и влево (к югу) в Южном полушарии. Это приводит к дивергенции, в результате которой более плотные и богатые биогенами глубинные воды поднимаются к поверхности. За счёт этого продуктивность становится настолько высокой, что экваториальные районы Тихого океана можно определить из космоса по широкой линии высокой концентрации фитопланктона.

Апвеллинг в Южном океане

Крупномасштабный апвеллинг наблюдается также в Южном океане. Здесь, сильные западные (направленные на восток) ветра дуют вдоль побережья Антарктиды, вызывая значительный поток поверхностной воды направленный на север. Развивается сильный апвеллинг, который поднимает воды с больших глубин. Во многих численных моделях и согласно данным наблюдений апвеллинг в Южном океане является ключевым механизмом термохалинной циркуляции при помощи которого плотные глубинные воды поднимаются к поверхности.

Апвеллинг, вызываемый тропическими циклонами

Апвеллинг также может происходить в результате прохождения над океаном тропического циклона, обычно идущего со скоростью меньше 8 км/ч. Завихрение циклона разводит воду в стороны и вытягивает к поверхности более холодную воду из нижележащих слоёв океана. Это вызывает затухание циклона.

Искусственный апвеллинг

Этот тип апвеллинга вызывается устройствами, которые используют энергию волн или преобразование термальной энергии океана, чтобы перекачивать воду к поверхности. Было показано, что такие устройства могут вызывать цветение планктона^[1].

Неокеанический апвеллинг

Апвеллинг также происходит в других жидких средах, таких как озёра, земная магма или плазма звёзд. Там он зачастую является результатом конвекции.

Примечания