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On the currents along the Northwest African coast South of 22° North

Zur Strömung entlang der nordwestafrikanischen Küste südlich von 22° Nord

Sur les courants le long de la côte Nord-Ouest d'Afrique, au Sud du parallèle 22° N

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Summary

From January to March, 1972, the coastal upwelling experiment “Auftrieb '72” took place off Northwest Africa between Cap Blanc and Cap Timiris (18°N to 21°N). A current meter array was moored across the continental slope during 3 weeks. Hydrographical data were sampled at the position of the moorings.

This paper describes briefly the general hydrography and presents the situation of the mean currents in the working area.

The cross-circulation of the coastal upwelling regime has a horizontal diameter of 50 to 100 kilometres. The thickness of the near-surface Ekman layer with offshore flow, ranges from 15 metres just offshore from the Banc d'Arguin down to about 50 m at 20 km further seaward. Below the Ekman layer, the flow is onshore, being maximum at intermediate depths between 30 m and 150 m depending upon the water depths. Within this compensation layer, the waters upwelling are coming from the North at shallower depths, and from the South at lower depths, due to the poleward-going undercurrent.

The undercurrent is a large-scale eastern boundary phenomenon. North of 15° N (Cap Verde) it is fed by two different subsurface currents. One current flows northward along the African continental slope from the Gulf of Guinea. The other current branches off the Equatorial Countercurrent in the central Atlantic, and flows towards the Northeast. Similar to earlier observations, the data suggest northward motions in the near-surface layer offshore. Historical data give clear evidence, as well, of a countercurrent at the surface inshore during summer and autumn. These separate northward-flowing currents offshore and on the shelf, are partly sustained by a baroclinic pressure gradient. Primarily, however, the meridional large-scale barotropic pressure gradient maintains the countercurrents at the surface and the undercurrent.

There is some evidence that, in general, the equatorial circulation is an important clue to the dynamics of the poleward-going undercurrents along the continental slopes, as observed in the major coastal upwelling areas.

Zusammenfassung

Von Januar bis März 1972 fand vor Nordwestafrika zwischen Cap Blanc and Cap Timiris (18° N bis 21° N) das küstennahe Auftriebs-Experiment “Auftrieb '72” statt. Für die Dauer von etwa 3 Wochen lagen verankerte Geräteketten am Kontinentalabhang aus. An den Verankerungspositionen wurden wiederholt hydrographische Daten gesammelt.

In der vorliegenden Arbeit wird die allgemeine Hydrographie im Arbeitsgebiet kurz beschrieben und die mittleren Strömungen dargestellt.

Die Querzirkulation im küstennahen Auftriebsregime hat einen horizontalen Durchmesser von 50 bis 100 km. Die Mächtigkeit der oberflächennahen Ekman-Schicht mit ablandiger Strömung schwankt zwischen 15 m am äußeren Rand der Banc d'Arguin und 50 m etwa 20 km weiter seewärts. Unter der Ekman-Schicht ist die Strömung auflandig.

Die auflandige Stromkomponente ist in der Zwischenschicht von 30 m bis 150 m Tiefe am stärksten, je nach Wassertiefe. Innerhalb dieser Kompensations-Schicht kommt das Auftriebswasser in den oberen Tiefen mit der südlichen Strömung aus Norden, in den unteren Tiefen mit dem Unterstrom aus Süden. Der nordwärts setzende Unterstrom ist eine großräumige Erscheinung in niedrigen und mittleren Breiten am Ostrand des Nordatlantiks. Nördlich von 15°N (Cap Verde) bilden zwei konvergierende Stromäste verschiedenen Ursprungs den Unterstrom. Ein Stromast setzt in der Tiefe vom Golf von Guinea polwärts entlang des Kontinentalabhangs. Der andere Stromast zweigt im zentralen Atlantik in der Tiefe vom äquatorialen Gegenstrom nach Nordosten ab.

Ähnlich wie bei früheren Beobachtungen deuten die vorliegenden Daten auf eine oberflächennahe Nordströmung in einiger Entfernung von der Küste hin. Zusätzlich treten während des Sommers und Herbstes auch dicht unter der Küste nordwärtsgerichtete Oberflächenströmungen auf. Diese verschiedenen Gegenströmungen in einiger Entfernung von der Küste und auf dem Schelf werden teilweise durch den baroklinen Druckgradienten erzeugt. Im wesentlichen hält jedoch der meridionale barotrope Druckgradient sowohl die Gegenströmungen als auch den Unterstrom aufrecht.

Allgemein scheinen geostrophische Gegenströme in der Äquatorzone des Atlantischen und Pazifischen Ozeans wichtige Quellen für die polwärts setzenden Unterströme zu sein, die in den küstennahen Auftriebsgebieten entlang der Kontinentalabhänge beobachtet worden sind.

Résumé

De janvier à mars 1972, l'opération d'étude de l'upwelling côtier «Auftrieb 72» a été effectuée au large des côtes NW d'Afrique, entre le cap Blanc et le cap Timiris (18°N à 21°N). Une série de courantomètres a été immergée à travers la pente continentale pendant trois semaines. Des données hydrologiques ont été recueillies aux emplacements des stations.

Cet article décrit brièvement l'hydrologie générale et présente la situation des courants moyens dans la zone de travail.

La circulation transversale du régime côtier d'upwelling a un diamètre horizontal de 50 à 100 km. L'épaisseur de la couche d'Ekman de surface, avec courant portant au large, qui a 15 m juste au bord extérieur du banc d'Arguin, atteint environ 50 m à 20 km plus au large. Au-dessous de la couche d'Ekman, le courant porte à terre et atteint un maximum à des profondeurs intermédiaires comprises entre 30 m et 150 m selon la profondeur. Dans cette couche de compensation, les eaux viennent du Nord aux plus petites profondeurs, et du Sud aux plus grandes profondeurs, en raison du courant inférieur allant en direction du pôle.

Le courant inférieur est un phénomène à grande échelle le long de toute la bordure orientale. Au Nord de 15°N (Cap Vert), il est alimenté par deux courants différents sub-superficiels. Un courant s'écoule en direction du Nord le long de la pente contientale africaine depuis le golfe de Guinée. L'autre courant se détache du contrecourant équatorial dans l'Atlantique central, et s'écoule vers le Nord-Est.

De même que les observations antérieures, les données recueillies suggèrent un mouvement en direction du Nord dans la couche superficielle au large des côtes. Les données historiques révèlent aussi clairement la présence d'un contre-courant de surface à terre pendant l'été et l'automne. Ces courants séparés portant au Nord au large des côtes et sur le plateau continental, sont partiellement entretenus par un gradient de pression barocline. Toutefois, l'important gradient de pression barotrope méridional est la cause essentielle des contre-courants de surface et du courant inférieur.

En général il semble que les contre-courants géostrophiques dans la zone équatoriale des océans Atlantique et Pacifique soient des sources importantes des courants inférieurs portant en direction du pôle, que l'on a observés dans les régions côtiers d'upwelling le long des pentes continentales.

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Mittelstaedt, E. On the currents along the Northwest African coast South of 22° North. Deutsche Hydrographische Zeitschrift 29, 97–117 (1976). https://doi.org/10.1007/BF02227058

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Keywords

  • Continental Slope
  • Coastal Upwelling
  • Ekman Layer
  • Upwelling Area
  • Offshore Flow