זרמים עיקריים במערכת הזרם של קליפורניה: זרם קליפורניה (הקו הכחול האנכי העבה), זרם סילון החוף, זרם דיווידסון וזרם המשנה של קליפורניה, והזרם הנגדי של דרום קליפורניה.
מתחם שימור הזרם של קליפורניה הוא קבוצה של אזורים ימיים מוגנים המוגדרים על ידי הממשל הפדרלי, שנמצאת ברשימת אתרי מורשת עולמית זמניים של אונסק"ו מאז 2017, הכוללת את האזורים הבאים שנמצאים לאורך הזרם: חוף הים הלאומי פוינט רייס, אזור הפנאי הלאומי של שער הזהב, מפרץ מונטריי, ועוד.[1][2]
תכונות פיזיקליות
היעדר העננים לאורך החוף (וגם לאורך העמק המרכזי של קליפורניה) נובע מרוח ימית הנושאת אוויר יבש יותר מהיבשה לחוף. תהליך עליית מי עומק מול חופי קליפורניה מביא מים קרים יותר ועשירים בחומרים מזינים אל פני השטח.
התנועה של זרמי אלסקה והאוקיינוס הצפוני דרומה לאורך החוף המערבי גורמת לטמפרטורות אוקיינוס קרירות בהרבה מאשר בקווי רוחב דומים בחוף המזרחי של ארצות הברית, שם זרמי האוקיינוס מגיעים מהים הקריבי ומהאוקיינוס האטלנטי הטרופי. זרם האוקיינוס הקריר יותר לאורך החוף המערבי גורם גם לטמפרטורות הקיץ להיות קרות יותר בחוף המערבי בהשוואה לחוף המזרחי. לדוגמה, סן פרנסיסקו נשארת לעיתים קרובות מתחת ל-21 מעלות צלזיוס בקיץ, בעוד שבוירג'יניה ביץ', קרוב לאותו קו רוחב, יש טמפרטורות גבוהות מעל 27 מעלות צלזיוס בקיץ.
בנוסף, מתרחשת עלייה נרחבת של מים תת-קרקעיים קרים יותר, הנגרמת על ידי הרוחות הצפון-מערביות הרווחות הפועלות דרך אפקט אקמן. הרוחות מובילות מים עיליים מימין לזרימת הרוח, כלומר מהחוף, השואבת מים מלמטה כדי להחליף אותם. העלייה מקררת עוד יותר את זרם קליפורניה הקריר ממילא. זהו המנגנון שמייצר את ערפל החוף האופייני לקליפורניה ואת מי האוקיינוס הקרירים. כתוצאה מכך, טמפרטורות הגלישה באוקיינוס קרות הרבה יותר לאורך החוף השקט מאשר החוף האטלנטי. לדוגמה, טמפרטורת פני הים הממוצעת של יולי בניו יורק בקו הרוחב 40.7 הוא 23 מעלות צלזיוס, בעוד שבאותו קו הרוחב באוריקה, קליפורניה הוא 14 מעלות צלזיוס. ככזה, טמפרטורות הגלישה באוקיינוס הן רק לעיתים רחוקות מעל 21 מעלות צלזיוס במהלך הקיץ לאורך החוף הדרומי של קליפורניה, בעוד שהם לרוב מעל 27 מעלות בחוף המזרחי מצפון קרוליינה ודרומה לה.[3]
המים הקרים פוריים ביותר בשל עליית מי העומק, אשר מעלה אל פני השטח משקעים עשירים בחומרי מזון, התומכים באוכלוסיות גדולות של לווייתנים, עופות ים ודיג. רוחות בכיוון ובעוצמה המתאימים כדי לגרום לעלייה נפוצות יותר בנוכחות זרמי גבול מזרחיים, כמו זרם קליפורניה.[3] ייצור הפיטופלנקטון גדל באופן דרמטי באזורים אלה, מכיוון שהמים העשירים בחומרי מזון השוכנים מתחת לשכבת המים העליונה קרובים יחסית לפני השטח ולכן הם עולים בקלות.[3] מדענים במכון סקריפס לאוקייונגרפיה טענו ב-2011 כי טמפרטורת השטח הממוצעת של המים במזח סקריפס עלתה בכמעט 3 מעלות מאז 1950.[4]
מדידות עם מכשירים רלוונטיות לזרם זה נעשו מאז 1946. לפני תאריך זה, יש להסיק את תנועת ומצבם התזונתי של המים באמצעות נתונים ממקורות היסטוריים. דוגמה אחת לכך היא יחסי איזוטופים חנקן באצות מאקרו.[5]
תכונות ביולוגיות
ייצור ראשוני הוא נושא המעניין בקרב אלה שחוקרים את זרם קליפורניה. במחקר אחד (Hayward and Venrick, 1982) נמצאה שונות רבה הן בביומסה והן בתפוקה של פיטופלנקטון בזרם קליפורניה. ההבדלים שנצפו במחקר בשיעורי קיבוע פחמן מציגים את האופי ההטרוגני של זרם קליפורניה, עם השילוב של של מים מושקעים (ראה סחף) ומים עולים. מספר מחקרים חקרו את זרימת הפחמן מהייצור הראשוני למלאי הדגים הפלגיים התלויים בזרם קליפורניה. מחקר נוסף (Lasker, 1988) תיאר "סילונים ופרצים" רבי עוצמה מול צפון ומרכז קליפורניה. ה'סילונים והפרצים' הללו מעבירים כמויות גדולות של מים קרים ועשירים בחומרים מזינים מהחוף. מים אלה נישאים לאחר מכן על ידי זרם קליפורניה דרומה ומוסיפים ייצור ראשוני משמעותי לאוכלוסיית הסרדינים.[3]
זרמים קשורים
זרם נגדי צר וחלש יותר, זרם דוידסון, מעביר מדי פעם מים חמים יותר צפונה במהלך חודשי החורף. במהלך אירועי אל ניניו, זרם קליפורניה שובש, מה שהוביל לירידה בכמות בפיטופלנקטון, וכתוצאה מכך השפעות מדורגות במעלה שרשרת המזון, כגון ירידה בדיג, כשלים בהתרבות עופות ים ותמותת יונקים ימיים (Schwing et al., 2003). בשנת 2005, כשל באירועי העלייה הניתנים לחיזוי, ללא קשר לאל נינו, גרם להתמוטטות כמות הקריל בזרם, מה שהוביל להשפעות דומות (Schwing et al., 2003).
בתוך מפרץ דרום קליפורניה, ישנו תת-אזור של זרם קליפורניה שהוא בעל תכונות פיזיקליות ייחודיות. עליית מי העומק היא חלשה למדי במפרץ קליפורניה, ומחקר אחד (Smith and Eppley, 1982) ציין שהממוצע הנבדק לאורך 16 שנים לייצור בסיסי הוא 0.402 גרם פחמן/(מטר ריבוע ליום), או כ-150 גרם פחמן/(מטר בריבוע לשנה). יתר על כן, אותו מחקר מצא כי שיעורי ירידת הטמפרטורה היומית הגבוהים ביותר היו בקורלציה עם הכמות המקסימלית של עליית מי תהום. מחקר אחר ([3] Digiacomo and Holt, 2001) השתמש בתמונות לוויין כדי לחקור את המערבולות במפרץ דרום קליפורניה, ומצא שכל המערבולות היו בקוטר של פחות מ-50 ק"מ ו-70% מכל המערבולות היו בקוטר של פחות מ-10 ק"מ.[3] נראה שהמערבולות נגרמות בעיקר מטופוגרפיה (במיוחד מקיומם וצורתם של איים), רוח וחוסר יציבות בזרם. מערבולות אלו נמצאות בעיקר בין זרם קליפורניה (הזורם לכיוון קו המשווה) לבין קו החוף.[3] רוב המערבולות הללו היו ציקלוניות והיו להן את היכולת לגרום לעלייה של מים עשירים בחומרים מזינים. הוכח כי מאפיינים טופוגרפיים בקנה מידה קטן, כגון לשון יבשה, גורמים להשפעות משמעותיות על דינמיקת האוכלוסייה של חסרי חוליות בינתיים, שינוי כזה בדפוסי ההתיישבות של סרטנים וקיפודי ים.[3]
