A recurrent and persistent pressure-anomaly pattern as the principal cause of intermediate-scale hydrographic variation in the European shelf seas

Summary

An analysis of the 65-year record of surface salinity, for the European shelf seas has shown that during this century, these seas have experienced a striking and fairly regular alternation between periods of low and of high salinity. Typically, when the seasonal variation in salinity is removed, each high salinity period is shown to be the end-point of a more or less continuous rise in the anomalies of salinity over a period of 3–4 years. The chronology of these interannual changes is described, showing that the timing of high and low-salinity periods is essentially similar in all areas of the shelf seas.

Conditions of high salinity in the shelf seas are shown to be associated with the periodic re-establishment over the North Atlantic sector of an anomalous and persistent atmospheric circulation pattern. The persistence of this type of circulation has been suggested by Namias to be due to ocean/atmosphere feedback effects. Advective changes induced in the eastern Atlantic by this circulation pattern, resulting in an increased flux of salt to the shelf seas, are held to be primarily responsible for each sustained salinification of these seas; in addition, changes in precipitation and evaporation associated with the anomalous pressure-field are capable of making a further direct contribution to the rising anomalies of salinity.

Contemporary counterparts to these salinity fluctuations are also found in the deep current to the Transition Area and Baltic, and there is some evidence of similar fluctuations in the Norwegian Atlantic current and in the North Cape-Murman current.

Zusammenfassung

Eine Analyse der während des Zeitraumes von 65 Jahren gemachten Aufzeichnungen des Oberflächen-Salzgehaltes in den europäischen Schelfmeeren hat gezeigt, daß während dieses Jahrhunderts diese Meere einen beachtlichen und ziemlich regelmäßigen Wechsel zwischen Perioden niedrigen und hohen Salzgehalts erfahren haben. Als typisch wird gezeigt, daß, wenn die jahreszeitliche Schwankung des Salzgehaltes außer acht gelassen wird, jede Periode hohen Salzgehaltes der Endpunkt eines mehr oder weniger kontinuierlichen Ansteigens der Salzgehalts-Anomalien während eines Zeitraumes von 3 bis 4 Jahren ist. Die Zeitfolge dieser Schwankungen zwischen den einzelnen Jahren wird beschrieben, wobei gezeigt wird, daß der Zeitpunkt des Auftretens von hohen und niedrigen Salzgehalts-Perioden in allen Gebieten der Schelfmeere im wesentlichen gleich ist.

Es wird gezeigt, daß der hohe Salzgehalt in den Schelfmeeren verbunden ist mit dem periodischen Wiederauftreten eines anomalen und beständigen atmosphärischen Zirkulationsmodells über dem nordatlantischen Sektor. Namias nimmt an, daß die Beständigkeit dieses Zirkulationstyps zurückzuführen sei auf die Folgen der wechselseitigen Einwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre. Advektive Änderungen, die im östlichen Atlantik durch dieses Zirkulationsmodell hervorgerufen werden und die eine zunehmende Salzzufuhr in die Schelfmeere zur Folge haben, werden als die primäre Ursache angesehen für jede ununterbrochene Salzbildung in diesen Gewässern. Außerdem können Änderungen der Niederschläge und der Verdunstung, die einhergehen mit dem anomalen Druckfeld, ebenfalls zum Ansteigen der Salzgehalts-Anomalien direkt beitragen.

Zeitliche Gegenstücke zu diesen Salzgehalts-Schwankungen werden auch in dem tiefen Strom zur Übergangszone und zur Ostsee gefunden, und es gibt einige Anzeichen dafür, daß ähnliche Schwankungen in dem Norwegischen Strom und seinem Ausläufer, dem Nordkap-Murman-Strom, vorhanden sind.

Résumé

Une analyse des salinités surface enregistrées pendant 65 ans dans les mers du plateau continental européen, a montré qu'au cours de ce siècle ces mers ont été affectées par une alternance remarquable et assez régulière, de périodes de faible et forte salinité. Typiquement, la variation saisonnière de la salinité étant mise à part, chaque période de forte salinité se révèle être le point final d'une augmentation plus ou moins continue des anomalies de salinité s'étendant sur 3 ou 4 ans. La chronologie de ces changements est donnée et l'on voit que le rythme des périodes de forte et faible salinité est essentiellement le même dans toutes les zones d'eaux continentales.

On montre que dans ces zones les conditions de forte salinité sont reliées au renouvellement périodique sur le secteur de l'Atlantique Nord, d'un type de circulation atmosphérique anormal et persistant. La persistance de ce type de circulation est dû, comme l'a suggéré Namias, à des effets de contre-réaction océan-atmosphere. Les changements d'advection provoqués dans l'Atlantique Est par ce système de circulation — d'où résulte un accroissement de flux de sel dans les eaux continentales — sont considérés comme étant la cause première de chaque augmentation de la salinité subie par ces eaux. En outre, des changements dans la précipitation et l'évaporation, en liaison avec le champ de pression anormal; peuvent contribuer directement aux anomalies croissantes de la salinité.

On trouve également des contreparties actuelles de ces fluctations de la salinité dans le courant en profondeur vers la Zone de Transition et la Baltique et il semble prouvé que des fluctuations semblables se produisent dans le courant Atlantique Norvégien et dans le courant Cap Nord — Mourmansk.