Water Masses in the Atlantic Ocean based on GLODAPv2 dataset: Overview of Characteristics, Distributions and Estimation of mean Transport Time

Mian, Liu ORCID

Properties of seawater in the ocean are not uniformly distributed. Characteristics in different regions and depths are significantly different. Understanding of the distribution and variation of seawater plays an important role in investigating the thermohaline circulation of the world ocean or predicting climate changes. A body of seawater that originates in a particular area and shares a common formation history always has similar properties and such a water body is defined as a water mass. Source water type defines the properties of the original water mass in the formation area. The properties of water masses do not stay constant but change along the flow path due to biogeochemical changes and also due to the mixing with surrounding water masses so that the OMP method is required to investigate the distribution of water masses. The OMP method is to calculate the best components and fractions of more water masses by analyzing water properties (potential temperature, salinity, oxygen, phosphate nitrate and silicate in this study) and solving the equations of linear mixing without assumptions. With the applications of transient tracers (such as: CFC-12 and SF6), water masses can be labeled and their mean ages (consuming time during the pathway from formation area) are calculated. Combining the distributions and mean ages, the transport time and velocities of water masses can be estimated.

Die Eigenschaften des Meerwassers im Ozean sind nicht gleichmäßig verteilt. Merkmale in verschiedenen Regionen und Tiefen unterscheiden sich erheblich. Das Verständnis der Verteilung und Variation von Meerwasser spielt eine wichtige Rolle bei der Untersuchung der thermohalinen Zirkulation des Weltmeers oder der Vorhersage von Klimaänderungen. Ein Meerwasserkörper, der aus einem bestimmten Gebiet stammt und eine gemeinsame Formationsgeschichte aufweist, hat immer ähnliche Eigenschaften, und ein solcher Wasserkörper wird als Wassermasse definiert. Der Quellwassertyp definiert die Eigenschaften der ursprünglichen Wassermasse im Formationsbereich. Die Eigenschaften der Wassermassen bleiben nicht konstant, sondern verändern sich entlang des Fließweges aufgrund biogeochemischer Änderungen und auch aufgrund der Vermischung mit umgebenden Wassermassen, so dass die Optimal Multiparameter (OMP)-Methode zur Untersuchung der Verteilung der Wassermassen erforderlich ist. Bei der OMP-Methode werden die besten Komponenten und Anteile von mehr Wassermassen berechnet, indem die Wassereigenschaften (potentielle Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff, Phosphatnitrat und Silicat in dieser Studie) analysiert und die Gleichungen des linearen Mischens ohne Annahmen gelöst werden. Mit den Anwendungen von transienten Tracern (wie: CFC-12 und SF6) können Wassermassen markiert und ihr mittleres Alter (Zeitaufwand während des Pfads vom Formationsbereich) berechnet werden. Durch die Kombination der Verteilungen und des Durchschnittsalters können die Transportzeit und die Geschwindigkeiten der Wassermassen geschätzt werden.

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Mian, Liu: Water Masses in the Atlantic Ocean based on GLODAPv2 dataset: Overview of Characteristics, Distributions and Estimation of mean Transport Time. 2019.

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