Океанические, или морские, течения - это поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами. Хотя наиболее значительной причиной, образующей течения, является ветер, они могут сформироваться и из-за неодинаковой солёности отдельных частей океана или моря, разности уровней воды, неравномерного нагрева разных участков акваторий. В толще океана существуют вихри, созданные неровностями дна, их размер нередко достигает 100-300 км в диаметре, они захватывают слои воды в сотни метров толщиной.
Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно - прим.. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для тех же широт, называют тёплыми, ниже - холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, - нейтральными.
Муссонные течения изменяют своё направление от сезона к сезону, в зависимости от того, как дуют прибрежные ветры муссоны. Навстречу соседним, более мощным и протяжённым течениям в океане, движутся противотечения.
На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, - сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном - влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.
В Мировом океане постоянно существуют тысячи больших и малых течений, которые огибают континенты и сливаются в пять гигантских колец. Система течений Мирового океана называется циркуляцией и связана, прежде всего, с общей циркуляцией атмосферы. Океанические течения перераспределяют солнечное тепло, поглощённое массами воды. Тёплую воду, нагретую солнечными лучами на экваторе, они переносят в высокие широты, а холодная вода из приполярных областей благодаря течениям попадает на юг. Тёплые течения способствуют повышению температуры воздуха, а холодные, наоборот, понижению. Территории, омываемые тёплыми течениями, отличаются тёплым и влажным климатом, а те, около которых проходят холодные течения, - холодным и сухим.
Самое мощное течение Мирового океана - холодное течение Западных Ветров, называемое также Антарктическим циркумполярным (от лат. cirkum - вокруг - прим.. Причиной его образования являются сильные и устойчивые западные ветры, дующие с запада на восток на огромных пространствах Южного полушария от умеренных широт до побережья Антарктиды. Это течение охватывает зону шириной 2500 км, распространяется на глубину более 1 км и переносит каждую секунду до 200 млн тонн воды. На пути течения Западных Ветров не встречается крупных массивов суши, и оно соединяет в своём круговом потоке воды трёх океанов - Тихого, Атлантического и Индийского.
Гольфстрим - одно из крупнейших тёплых течений Северного полушария. Оно проходит через Мексиканский залив (англ. Gulf Stream - течение залива) и несёт тёплые тропические воды Атлантического океана к высоким широтам. Этот гигантский поток тёплых вод во многом определяет климат Европы, делая его мягким и тёплым. Каждую секунду Гольфстрим переносит 75 млн. тонн воды (для сравнения: Амазонка, самая полноводная река в мире, - 220 тыс. тонн воды). На глубине около 1 км под Гольфстримом наблюдается противотечение.
АПВЕЛЛИНГ
Во многих районах Мирового океана наблюдается «всплывание» глубинных вод к поверхности моря. Это явление, названное апвеллингом (от англ. up - наверх и well - хлынуть - прим.), возникает, например, если ветер отгоняет тёплые поверхностные воды, а на их место поднимаются более холодные. Температура воды в районах апвеллинга ниже, чем средняя на данной широте, что создаёт благоприятные условия для развития планктона, а следовательно, и других морских организмов - рыб и морских животных, которые им питаются. Районы апвеллинга - важнейшие промысловые участки Мирового океана. Они находятся у западных берегов материков: Перуанско-Чилийский - у Южной Америки, Калифорнийский - у Северной Америки, Бенгельский - у Юго-Западной Африки, Канарский - у Западной Африки.
Мореплаватели о наличии океанических течений узнали практически сразу, как только начали бороздить воды Мирового океана. Правда, общественность обратила на них внимание лишь тогда, когда благодаря движению океанических вод было сделано множество великих географических открытий, например, Христофор Колумб доплыл до Америки благодаря Северному Экваториальному течению. После этого океаническим течениям не только моряки, но и учёные начали уделять пристальное внимание и стремиться исследовать их как можно лучше и глубже.
Уже во второй половине XVIII ст. моряки довольно хорошо изучили Гольфстрим и успешно применяли полученные знания на практике: из Америки в Великобританию шли по течению, а в обратном направлении придерживались определенного расстояния. Это позволяло им на две недели опережать судна, капитаны которых не были знакомы с местностью.
Океаническими или морскими течениями называют крупномасштабные перемещения водных масс Мирового океана со скоростью от 1 до 9 км/ч. Движутся эти потоки не хаотично, а в определённом русле и направлении, что является главной причиной того, почему их иногда называют реками океанов: ширина самых крупных течений может составлять несколько сотен километров, а длина достигать не одну тысячу.
Установлено, что водные потоки движутся не прямо, а отклоняясь немного в сторону, подчиняются силе Кориолиса. В Северном полушарии почти всегда движутся по часовой стрелке, в Южном – наоборот . В то же время течения, находящиеся в тропических широтах (их называют экваториальными или пассатными), перемещаются в основном с востока на запад. Самые сильные течения были зафиксированы вдоль восточных берегов континентов.
Водные потоки циркулируют не сами по себе, а их приводит в движение достаточное количество факторов – ветер, вращение планеты вокруг своей оси, гравитационные поля Земли и Луны, рельеф дна, очертания материков и островов, разница температурных показателей воды, её плотности, глубины в различных местах океана и даже её физико-химический состав.
Из всех видов водных потоков наиболее выражены поверхностные течения Мирового океана, глубина которых нередко составляет несколько сотен метров. На их возникновение повлияли пассатные ветра, постоянно движущиеся в тропических широтах в западно-восточном направлении. Эти пассаты формируют возле экватора огромные потоки Северного и Южного Экваториальных течений. Меньшая часть этих потоков возвращается на восток, образовывая противотечение (когда движение воды происходит в противоположную от движения воздушных масс сторону). Большая часть, сталкиваясь с материками и островами, поворачивает в северную или южную сторону.
Теплые и холодные водные потоки
Необходимо учитывать, что понятия о «холодных» или «тёплых» течений являются условными определениями. Так, несмотря на то, что температурные показатели водных потоков Бенгельского течения, которое протекает вдоль мыса Доброй Надежды, составляют 20°С, оно считается холодным. А вот Нордкапское течение, которое является одним из ответвлений Гольфстрима, с температурными показателями от 4 до 6°С, является тёплым.
Происходит это потому, что холодное, тёплое и нейтральное течения получили свои названия исходя из сравнения температуры своей воды с температурными показателями окружающего их океана:
- Если температурные показатели водного потока совпадают с температурой окружающих его вод, такое течение называют нейтральным;
- Если температура течений ниже окружающей воды, их называют холодными. Обычно они текут из высоких широт в низкие (например, Лабрадорское течение), или из районов, где из-за большого стока рек океаническая вода имеет пониженную солёность поверхностных вод;
- Если температура течений теплее окружающей их воды, то их называют тёплыми. Они двигаются из тропических в приполярные широты, например, Гольфстрим.
Основные водные потоки
На данный момент учёные зафиксировали около пятнадцати основных океанических водных потоков в Тихом, четырнадцать – в Атлантическом, семь – в Индийском и четыре – в Северном Ледовитом океане.
Интересно, что все течения Северного Ледовитого океана движутся с одинаковой скоростью – 50 см/сек, три из них, а именно Западно-Гренландское, Западно-Шпицбергенское и Норвежское, являются тёплыми, и лишь Восточно-Гренландское относится к холодному течению.
А вот почти все океанические течения Индийского океана относятся к теплым или нейтральным, при этом Муссонное, Сомалийское, Западно-Австралийское и течение Игольного мыса (холодное) движутся со скоростью 70 см/сек., скорость остальных варьирует от 25 до 75 см/сек. Водные потоки этого океана интересны тем, что вместе с сезонными муссонными ветрами, которые два раза в год меняют своё направление, океанические реки также изменяют свой ход: зимой они в основном текут на запад, летом – на восток (явление, характерное только для Индийского океана).
Поскольку Атлантический океан протянулся с севера на юг, его течения также имеют меридиональное направление. Водные потоки, расположенные на севере, движутся по часовой стрелке, на юге – против неё.
Ярким примером течения Атлантического океана является Гольфстрим, который начинаясь в Карибском море, несёт тёплые воды на север, распадаясь по дороге на несколько боковых потоков. Когда воды Гольфстрима оказываются в Баренцевом море, они попадают в Северный Ледовитый океан, где охлаждаются и поворачивают на юг в виде холодного Гренландского течения, после чего на каком-то этапе отклоняются на запад и опять примыкают к Гольфстриму, образуя замкнутый круг.
Течения Тихого океана имеют в основном широтное направление и формируют два огромных круга: северный и южный. Поскольку Тихий океан чрезвычайно велик, не удивительно, что его водные потоки оказывают значительное влияние на большую часть нашей планеты.
Например, пассатные водные потоки перегоняют тёплые воды от западных тропических берегов к восточным, из-за чего в тропической зоне западная часть Тихого океана намного теплее противоположной стороны. А вот в умеренных широтах Тихого океана, наоборот, температура выше на востоке.
Глубинные течения
Довольно длительное время учёные считали, что глубинные океанские воды почти неподвижны. Но вскоре специальные подводные аппараты обнаружили на большой глубине как медленно, так и быстротекущие водные потоки.
Например, под Экваториальным течением Тихого океана на глубине около ста метров учёные определили подводный поток Кромвель, движущийся в восточном направлении со скоростью 112 км/сутки.
Подобное движение водных потоков, но уже в Атлантическом океане, нашли советские учёные: ширина течения Ломоносова составляет около 322 км, а максимальная скорость в 90 км/сутки была зафиксирована на глубине около ста метров. После этого был обнаружен ещё один подводный поток в Индийском океане, правда, скорость его оказалась намного ниже – около 45 км/сутки.
Открытие этих течений в океане послужило поводом к возникновению новых теорий и загадок, основной из которых является вопрос – почему они появились, как сформировались, а также вся ли площадь океана охвачена течениями или существует точка, где вода неподвижна.
Влияние океана на жизнь планеты
Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат планеты, погоду, морские организмы. Многие сравнивают океан с огромной тепловой машиной, которую приводит в движение солнечная энергия. Эта машина создаёт беспрестанный водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана, обеспечивая его растворённым в воде кислородом и влияя на жизнь морских обитателей.
Этот процесс можно проследить, например, рассматривая Перуанское течение, что находится в Тихом океане. Благодаря подъёму глубинных вод, которые поднимают наверх фосфор и азот, на океанической поверхности успешно развивается животный и растительный планктон, в результате чего организовывается пищевая цепь. Планктон поедает мелкая рыбка, та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц, морских млекопитающих, которые при таком пищевом изобилии поселяются здесь, делая регион одним из самых высокопродуктивных районов Мирового океана.
Случается и так, что холодное течение становится тёплым: средняя температура окружающей среды повышается на несколько градусов, из-за чего на землю проливаются теплые тропические ливни, которые, оказавшись в океане, губят рыбу, привыкшую к холодной температуре. Результат плачевный – в океане оказывается огромное количество дохлой мелкой рыбы, крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается, птицы покидают свои гнездовья. В результате местное население лишается рыбы, урожая, который побили ливни, и прибыли от продажи гуано (птичьего помёта) в качестве удобрения. На восстановление прежней экосистемы нередко может уйти несколько лет.
4. Океанские течения.
© Владимир Каланов,
"Знания-сила".
Постоянное и непрерывное движение водных масс является извечным динамическим состоянием океана. Если реки на Земле текут к морю по своим наклонным руслам под действием силы земного тяготения, то течения в океане вызываются различными причинами. Основными причинами морских течений являются: ветер (дрейфовые течения), неравномерность или изменения атмосферного давления (бароградиентные), притяжение водных масс Солнцем и Луной (приливно-отливные), разность плотностей воды (из-за разности солёности и температуры), разность уровней, создаваемая притоком речной воды с материков (стоковые).
Не всякое перемещение океанской воды можно называть течением. Морскими течениями в океанографии называют поступательное движение водных масс в океанах и морях .
Две физические силы вызывают течения – трение и сила тяжести. Возбуждаемые этими силами течения называются фрикционными и гравитационными .
Течение в Мировом океане вызывается обычно сразу несколькими причинами. Например, могучее течение Гольфстрим образуется слиянием плотностного, ветрового и стокового течений.
Первоначальное направление любого течения вскоре изменяется под воздействием вращения Земли, сил трения, конфигурации береговой линии и дна.
По степени устойчивости выделяют течения устойчивые (например, Северное и Южное пассатные течения), временные (поверхностные течения северной части Индийского океана, вызываемые муссонами) и периодические (приливно-отливные).
По положению в толще океанских вод течения могут быть поверхностными, подповерхностными, промежуточными, глубинными и придонными . При этом определение «поверхностное течение» иногда относится к достаточно мощному слою воды. Например, толщина межпассатных противотечений в экваториальных широтах океанов может составлять 300 м, а толщина Сомалийского течения в северо-западной части Индийского океана достигает 1000 метров. Отмечается, что глубинные течения чаще всего направлены в противоположную сторону по сравнению с движущимися над ними поверхностными водами.
Течения делятся также на тёплые и холодные. Тёплые течения перемещают водные массы из низких географических широт в более высокие, а холодные – в обратном направлении. Такое деление течений относительно: оно характеризует лишь поверхностную температуру движущихся вод в сравнении с окружающими водными массами. Например, в тёплом Нордкапском течении (Баренцево море) температура поверхностных слоёв составляет 2–5 °С зимой и 5–8 °С летом, а в холодном Перуанском течении (Тихий океан) – круглый год от 15 до 20 °С, в холодном Канарском (Атлантика) – от 12 до 26 °С.
Основной источник данных - буи ARGO.
Поля получены при помощи оптимального анализа.
Некоторые течения в океанах соединяются с другими течениями, образуя общебассейновый круговорот.
В целом постоянное перемещение водных масс в океанах представляет собой сложную систему холодных и тёплых течений и противотечений как поверхностных, так и глубинных.
Самым известным для жителей Америки и Европы является, конечно, морское течение Гольфстрим. В переводе с английского это название означает Течение из залива. Раньше считалось, что это течение начинается в Мексиканском заливе, откуда через Флоридский пролив устремляется в Атлантику. Потом выяснилось, что из этого залива Гольфстрим выносит лишь небольшую долю своего потока. Достигнув широты мыса Хаттерас на атлантическом побережье США, течение принимает в себя мощный приток воды из Саргассова моря. Вот здесь и начинается собственно Гольфстрим. Особенностью Гольфстрима является то, что при выходе в океан это течение отклоняется влево, тогда как под влиянием вращения Земли оно должно было бы отклониться вправо.
Параметры этого могучего течения весьма внушительны. Поверхностная скорость воды в Гольфстриме достигает 2,0–2,6 метра в секунду. Даже на глубине до 2 км скорость слоёв воды составляет 10–20 см/с. При выходе из Флоридского пролива течение выносит 25 млн.кубометров воды в секунду, что в 20 раз больше общего стока всех рек нашей планеты. Но после присоединения потока воды из Саргассова моря (Антильское течение) мощность Гольфстрима достигает уже 106 миллионов кубометров воды в секунду. Этот могучий поток движется на северо-восток до Большой Ньюфаундленской банки, а отсюда поворачивает на юг и вместе с отделившимся от него Течением Склона включается в северо-атлантический круговорот воды. Глубина течения Гольфстрим составляет 700–800 метров, а ширина достигает 110–120 км. Средняя температура поверхностных слоёв течения равна 25–26 °С, а на глубинах около 400 м – всего 10–12 °С. Поэтому представление о Гольфстриме как о тёплом течении создают именно поверхностные слои этого потока.
Отметим ещё одно течение в Атлантике – Северо-Атлантическое. Оно проходит через океан на восток, к Европе. Северо-Атлантическое течение по сравнению с Гольфстримом менее мощное. Расход воды здесь составляет от 20 до 40 млн.кубометров в секунду, а скорость от 0,5 до 1,8 км/ч, в зависимости от места. Однако влияние Северо-Атлантического течения на климат Европы очень заметное. Вместе с Гольфстримом и другими течениями (Норвежским, Нордкапским, Мурманским) Северо-Атлантическое течение смягчает климат Европы и температурный режим омывающих её морей. Такое воздействие на климат Европы только одно тёплое течение Гольфстрим оказывать не может: ведь существование этого течения заканчивается за тысячи километров от берегов Европы.
А теперь возвратимся в экваториальную зону. Здесь воздух нагревается значительно сильнее, чем в других районах земного шара. Нагретый воздух поднимается вверх, достигает верхних слоёв тропосферы и начинает растекаться по направлению к полюсам. Примерно в районе 28-30° северной и южной широт, охладившись воздух начинает опускаться. Притекающие из района экватора всё новые воздушные массы создают в субтропических широтах избыточное давление, в то время как над самим экватором вследствие оттока нагретых воздушных масс давление постоянно понижено. Из районов повышенного давления воздух устремляется в районы низкого давления, то есть к экватору. Вращение Земли вокруг своей оси отклоняет воздух от прямого меридионального направления на запад. Так возникают два мощных потока тёплого воздуха, называемые пассатами. В тропиках Северного полушария пассаты дуют с северо-востока, а в тропиках Южного полушария – с юго-востока.
Для простоты изложения мы не упоминаем о влиянии циклонов и антициклонов в умеренных широтах обоих полушарий. Важно подчеркнуть, что пассаты – это самые устойчивые ветры на Земле, они дуют постоянно и вызывают тёплые экваториальные течения, которые перемещают с востока на запад огромные массы океанской воды.
Экваториальные течения приносят пользу в мореплавании, помогая кораблям быстрее пересечь океан с востока на запад. В своё время Х.Колумб, ничего заранее не зная о ветрах пассатах и экваториальных течениях, ощутил их могучее действие во время своих морских путешествий.
Исходя из постоянства экваториальных течений, норвежский этнограф и археолог Тур Хейердал выдвинул теорию о первоначальном заселении островов Полинезии древними жителями Южной Америки. Чтобы доказать возможность плавания на примитивных судах, он построил плот, который, по его мнению, был похож на те плавсредства, которыми могли пользоваться древние жители Южной Америки, пересекая Тихий океан. На этом плоту, названном «Кон-тики», Хейердал вместе с пятью другими смельчаками в 1947 году совершил полное опасностей плавание от побережья Перу до архипелага Туамоту в Полинезии. За 101 день он проплыл расстояние около 8 тысяч километров по одной из ветвей южного экваториального течения. Смельчаки недооценили силу ветра и волн и едва не поплатились за это своими жизнями. Вблизи тёплое экваториальное течение, подгоняемое пассатами, совсем не ласковое, как можно было подумать.
Кратко остановимся на характеристике других течений в Тихом океане. Часть вод северного экваториального течения в районе Филиппинских островов поворачивает на север, образуя тёплое течение Куросио (по-японски «Тёмная вода»), которое мощным потоком направляется мимо Тайваня и южных японских островов на северо-восток. Ширина Куросио составляет около 170 км, а глубина проникновения достигает 700 м, но в целом по модности это течение уступает Гольфстриму. Около 36° с.ш. Куросио поворачивает в океан, переходя в тёплое Северо-Тихоокеанское течение. Его воды текут на восток, пересекают океан примерно по 40-й параллели и согревают побережье Северной Америки вплоть до Аляски.
На отворот Куросио от побережья заметно повлияло воздействие холодного Курильского течения, подходящего с севера. Это течение по-японски называется Оясио («Голубая вода»).
В Тихом океане наблюдается ещё одно замечательное течение – Эль Ниньо (по-испански «Младенец»). Название это дано потому, что течение Эль-Ниньо подходит к берегам Эквадора и Перу перед Рождеством, когда отмечается приход в мир младенца – Христа. Течение это возникает не каждый год, но когда оно всё же приближается к берегам упомянутых стран, то иначе как стихийное бедствие оно не воспринимается. Дело в том, что слишком тёплые воды Эль-Ниньо губительно действуют на планктон и мальков рыб. В результате уловы местных рыбаков снижаются в десятки раз.
Учёные считают, что это коварное течение может также вызывать ураганы, ливни и другие стихийные бедствия.
В Индийском океане воды движутся по не менее сложной системе тёплых течений, которые постоянное влияние оказывают муссоны – ветры, которые летом дуют с океана на континент, а зимой – в противоположном направлении.
В полосе сороковых широт Южного полушария в Мировом океане постоянно в направлении с запада на восток дуют ветры, что порождает холодные поверхностные течения. Самым крупным из этих течений, где почти постоянно бушуют волны, является течение Западных ветров, которое циркулирует в направлении с запада на восток. Полосу этих широт от 40° до 50° по обе стороны экватора моряки не случайно называют «Ревущими сороковыми».
Северный Ледовитый океан большей частью закован льдами, но от этого его воды совсем не стали неподвижными. Течения здесь непосредственно наблюдают учёные и специалисты дрейфующих полярных станций. За несколько месяцев дрейфа льдина, на которой находится полярная станция, иногда проходит многие сотни километров.
Наиболее крупным холодным течением в Арктике является Восточно-Гренландское течение, которое выносит воды Северного Ледовитого океана в Атлантику.
В районах соприкосновения тёплых и холодных течений наблюдается явление подъёма глубинных вод (апвеллинг) , при котором вертикальные потоки воды выносят к поверхности океана глубинные воды. Вместе с ними поднимаются биогенные вещества, которые содержатся в нижних горизонтах воды.
В открытом океане апвеллинг возникает в районах расхождения течений. В таких местах уровень океана понижается и происходит подток глубинных вод. Процесс этот развивается медленно – несколько миллиметров в минуту. Наиболее интенсивный подъём глубинных вод замечается в прибрежных районах (10 – 30 км от береговой линии). В Мировом океане существуют несколько постоянных районов апвеллинга, отражающихся на общей динамике океанов и влияющих на условия рыболовства, например: Канарский и Гвинейский апвеллинги в Атлантике, Перуанский и Калифорнийский в Тихом океане и апвеллинг моря Бофорта в Северном Ледовитом океане.
Глубинные течения и подъёмы глубинных вод отражаются на характере поверхностных течений. Даже такие могучие потоки, как Гольфстрим и Куросио, временами то усиливаются, то ослабевают. В них меняется температура воды и образуются отклонения от постоянного направления и огромные завихрения. Подобные изменения в морских течениях влияют на климат соответствующих регионов суши, а также на направление и дальность миграции некоторых видов рыб и других животных организмов.
Несмотря на кажущуюся хаотичность и разрозненность морских течений, фактически они представляют определённую систему. Течения обеспечивают их одинаковый солевой состав и объединяют все воды в единый Мировой океан.
© Владимир
Каланов,
"Знания-сила"
В лоциях дается иногда только краткая, иногда весьма подробная (с картами, схемами, таблицами) словесная характеристика волнения, дающая представление о величине и характере волнения по сезонам года и в отдельных районах моря.
Атласы физико-геграфических данных. Они состоят из набора различных карт, характеризующих волнение того или иного бассейна по месяцам и сезонам года. На этих картах «розами» по восьми румбам показаны повторяемость волнения и зыби по направлению и силе в отдельных квадратах океана. Длина лучей в масштабе определяет процент повторяемости направления волнения, а цифры в кружках – процент отсутствия волнения. В нижнем углу квадрата – число наблюдений в данном квадрате.
Справочники и таблицы по волнениям. В пособии имеются таблицы повторяемости ветров и волнения, таблица зависимости элементов волны от скорости ветра продолжительности и длины разгона ветра, а также даны значения наибольших высот, длин и периодов волн. С помощью этой таблицы для районов открытого моря по скорости ветра (в м/с) и длине разгона (в км.) можно определять их высоту, период и продолжительность роста.
Указанные пособия позволяют мореплавателю правильно оценить условия плавания и выбрать наиболее выгодные и безопасные навигационные пути с учетом ветра и волнения.
Карты волнения
На картах волнения приводятся положения синоптических объектов
(циклонов, антициклонов с указанием давления в центре; атмосферных фронтов), картина волновых полей в виде изолиний равных высот волн с оцифровкой их значений и указанием контурной стрелкой направления распространения, а также в отдельных точках станций характеристика ветровой и волновой обстановки.
12. Причины морских течений. Морскими течениями называется поступательное движение масс воды в море под воздействием природных сил. Основными характеристиками течений являются скорость, направление и продолжительность действия.
Основные силы (причины), вызывающие морские течения, делятся на внешние и внутренние. К внешним относятся ветер, атмосферное давление, приливообразующие силы Луны и Солнца, к внутренним - силы возникающие вследствие неравномерного распределения по горизонтали плотности водных масс. Сразу же после возникновения движения водных масс появляются вторичные силы: сила Кориолиса и сила трения, замедляющая всякое движение. На направление течения оказывают влияние конфигурация берегов и рельеф дна.
13. Классификация морских течений.
Морские течения классифицируются:
По факторам их вызывающим, т.е.
1. По происхождению: ветровые, градиентные, приливо-отливные.
2. По устойчивости: постоянные, непериодические, периодические.
3. По глубине расположения: поверхностные, глубинные, придонные.
4. По характеру движения: прямолинейные, криволинейные.
5. По физико-химическим свойствам: теплые, холодные, соленые, пресные.
По происхождению течения бывают:
1 Ветровые течения возникают под действием силы трения о водную поверхность. После начала действия ветра скорость течения растет, а направление, под воздействием ускорения Кориолиса, отклоняется на определенный угол (в северном полушарии вправо, в южном – влево).
2. Градиентные течения также являются и непериодическими и вызываются рядом природных сил. Они бывают:
3. сточные, связанные с нагоном и сгоном вод. Примером сточного течения служит Флоридское течение, которое является результатом нагона вод в Мексиканский залив ветровым Карибским течением. Избыточные воды залива устремляются в Атлантический океан, давая начало мощному течению Гольфстрим.
4. стоковые течения возникают в результате стока речных вод в море. Это Обь-Енисейское и Ленское течения, проникающие на сотни километров в Северный Ледовитый океан.
5. бароградиентные течения, возникающие за счет неравномерного изменения атмосферного давления над соседними районами океана и связанного с ним повышения или понижения уровня воды.
По устойчивости течения бывают:
1. Постоянными - векторной суммой ветрового и градиентного течений является дрейфовое течение. Примером дрейфовых течений являются пассатные течения в Атлантическом и Тихом океанах и муссонные в Индийском океане. Эти течения постоянны.
1.1. Мощные устойчивые течения со скоростями 2-5 уз. К таким течениям относятся Гольфстрим, Куросио, Бразильское и Карибское.
1.2. Постоянные течения со скоростями 1,2-2,9 уз. Это Северное и Южное пассатные течения и экваториальное противотечение.
1.3. Слабые постоянные течения со скоростями 0,5-0,8 уз. К ним относятся Лабрадорское, Северо-Атлантическое, Канарское, Камчатское и Калифорнийское течения.
1.4. Локальные течения со скоростями 0,3-0,5 уз. Такие течения для отдельных районов океанов, в которых отсутствуют четко выраженные течения.
2. Периодические течения – это такие течения, направление и скорость которых изменяются через равные промежутки времени и в определенной последовательности. Примером таких течений являются приливно- отливные течения.
3. Непериодические течения вызываются непериодическим воздействием внешних сил и в первую очередь рассмотренными выше воздействиями ветра и градиента давления.
По глубине течения бывают:
Поверхностные - течения наблюдаются в так называемом навигационном слое (0-15 м), т.е. слое, соответствующем осадке надводных судов.
Основной причиной возникновения поверхностных течений в открытом океане является ветер. Существует тесная связь между направлением и скоростью течений и преобладающими ветрами. Устойчивые и продолжительные ветры оказывают большее влияние на образование течений, чем ветры переменных направлений или местные.
Глубинные течения наблюдаются на глубине между поверхностным и придонным течениями.
Придонные течения имеют место в слое, прилегающем ко дну, где большое влияние на них оказывает трение о дно.
Скорость движения поверхностных течений наиболее высока в самом верхнем слое. Глубже она снижается. Глубинные воды движутся значительно медленнее, а скорость перемещения придонных вод 3 – 5 см/с. Скорости течений неодинаковы в разных районах океана.
По характеру движения течения бывают:
По характеру движения выделяют меандрирующие, прямолинейные, циклонические и антициклонические течения. Меандрирующими называют течения, которые движутся не прямолинейно, а образуют горизонтальные волнообразные изгибы – меандры. Вследствие неустойчивости потока меандры могут отделяться от течения и образовывать самостоятельно существующие вихри. Прямолинейные течения характеризуются перемещением воды по относительно прямым линиям. Круговые течения образуют замкнутые окружности. Если движение в них направлено против часовой стрелки, то это – циклонические течения, а если по часовой стрелке– то антициклонические (для северного полушария).
По характеру физико-химических свойств различают теплые, холодные, нейтральные, соленые и распресненные течения (подразделение течений по этим свойствам в известной степени условно). Для оценки указанной характеристики течения производится сопоставление его температуры (солености) с температурой (соленостью) окружающих его вод. Так, теплым (холодным) называется течение температура воды в котором выше (ниже) температуры окружающих вод.
Теплыми называются течения, у которых температура выше температуры окружающих вод, если она ниже течения называются холодными. Таким же образом определяются соленые и распресненные течения.
Теплые и холодные течения . Эти течения можно разделить на два класса. К первому классу относятся течения, температура воды которых соответствует температуре окружающих водных масс. Примерами таких течений являются теплые Северное и Южное пассатные течения и холодное течение Западных Ветров. Ко второму классу принадлежат течения, температура воды которых отличается от температуры окружающих водных масс. Примерами течений этого класса служат теплые течения Гольфстрим и Куросио, которые переносят теплые воды в более высокие широты, а также холодные Восточно-Гренландское и Лабрадорское течения, несущие холодные воды Арктического бассейна в более низкие широты.
Холодные течения, относящиеся ко второму классу, в зависимости от происхождения несомых ими холодных вод могут быть разделены: на течения, несущие холодные воды полярных районов в более низкие широты, такие как Восточно-Гренландское, Лабрадорское. Фолклендское и Курильское, и на течения более низких широт, такие как Перуанское и Канарское (низкая температура вод этих течений вызвана подъемом на поверхность холодных глубинных вод; но глубинные воды не такие холодные, как воды течений, идущих из более высоких широт в низкие).
Теплые течения, переносящие теплые водные массы в более высокие широты, действуют на западной стороне основных замкнутых циркуляции в обоих полушариях, тогда как на восточной их стороне действуют холодные течения.
На восточной стороне южной части Индийского океана не наблюдается подъем глубинных вод. Течения на западной стороне океанов по сравнению с окружающими водами на тех же широтах зимой относительно теплее, чем летом. Холодные течения, приходящие из более высоких широт, имеют особое значение для мореплавания, так как они переносят лед в более низкие широты и обусловливают в некоторых районах большую повторяемость туманов и плохой видимости.
В Мировом океане по характеру и скоростям можно выделить следующие группы течений. Основные характеристики морского течения: скорость и направление. Последнее определяется обратным способом по сравнению со способом направления ветра, т. е. в случае с течением указывается, куда течет вода, тогда как в случае с ветром указывается, откуда он дует. Вертикальные движения масс воды при исследовании морских течений обычно не учитываются, т. к. они не велики.
Не существует ни одного района в Мировом океане, где скорость течений не достигала бы 1 уз. Со скоростью 2–3 уз идут главным образом пассатные течения и теплые течения у восточных побережий материков. С такой скоростью идет Межпассатное противотечение, течения в северной части Индийского океана, в Восточно-Китайском и Южно-Китайском морях.
Который передвигается с определенной цикличностью и частотой. Отличается постоянством физико-химических свойств и конкретной географической расположенностью. Бывает холодным или теплым в зависимости от принадлежности к полушариям. Каждый такой поток характеризуется повышенной плотностью и давлением. Измеряется расход водных масс в свердрупах, в более широком смысле - в единицах объема.
Разновидности течений
В первую очередь циклично направленные потоки воды характеризуются по таким признакам, как устойчивость, скорость движения, глубина и ширина, химические свойства, воздействующие силы и т. д. Исходя из международной классификации, течения бывают трех категорий:
1. Градиентные. Возникают при воздействии на изобарические слои воды. Градиентное океаническое течение - это такой поток, который характеризуется горизонтальными перемещениями изопотенциальных поверхностей акватории. По первоначальным признакам они делятся на плотностные, барические, стоковые, компенсационные и сейшевые. В результате сточного течения образуются осадки и таяние льда.
2. Ветровые. Определяются наклоном уровня моря, силой воздушного потока и колебаниями плотности масс. Подвидом является дрейфовое Это поток воды, вызванный сугубо действием ветра. Колебаниям подвергается только поверхность бассейна.
3. Приливные. Проявляются наиболее сильно на мелководье, в устьях рек и у побережья.
Отдельным видом течения является инерционное. Оно обуславливается действием сразу нескольких сил. По изменчивости движения различают постоянные, периодические, муссонные и пассатные потоки. Последние два определяются направлением и скоростью посезонно.
Причины океанических течений
В настоящий момент циркуляция вод в мировой акватории только начинает подробно изучаться. По большому счету, конкретная информация известна только о поверхностных и малоглубинных течениях. Главная загвоздка заключается в том, что океанографическая система не имеет четких границ и находится в постоянном движении. Она представляет собой сложнейшую сеть потоков, обусловленную различными физическими и химическими факторами.
Тем не менее на сегодняшний день известны следующие причины океанических течений:
1. Космическое воздействие. Это самый интересный и одновременно сложный для изучения процесс. В данном случае течение обуславливается вращением Земли, воздействием на атмосферу и гидрологическую систему планеты космических тел и т. д. Яркий пример - приливы.
2. Воздействие ветра. Циркуляция вод зависит от силы и направления воздушных масс. В редких случаях можно говорить о глубинных течениях.
3. Разность плотностей. Потоки образуются благодаря неравномерному распределению солености и температуры водных масс.
Атмосферное воздействие
В мировой акватории такого рода влияние обуславливается давлением неоднородных масс. Вкупе с космическими аномалиями потоки воды в океанах и более маленьких бассейнах изменяют не только свое направление, но и мощность. Особенно это заметно в морях и проливах. Ярким примером может служить Гольфстрим. В начале своего пути он характеризуется повышенной скоростью.
Во Гольфстрим разгоняется одновременно и противными, и попутными ветрами. Такое явление образует цикличное давление на слои бассейна, разгоняя поток. Отсюда в определенный период времени происходит значительный отток и приток большого количества воды. Чем слабее давление атмосферы, тем выше прилив.
Когда уровень воды понижается, уклон Флоридского пролива становится меньше. Из-за этого значительно уменьшается скорость течения. Таким образом, можно сделать вывод, что повышенное давление снижает силу потока.
Воздействие ветра
Связь между потоками воздуха и воды настолько крепка и одновременно проста, что ее тяжело не заметить даже невооруженным взглядом. Издавна мореплаватели умели рассчитывать подходящее океаническое течение. Это стало возможным благодаря работам ученого В. Франклина о Гольфстриме, датируемым 18 веком. Спустя несколько десятилетий А. Гумбольдт указал именно ветер в списке главных воздействующих на водные массы посторонних сил.
С математической точки зрения теорию обосновал физик Цепприц в 1878 году. Он доказал, что в Мировом океане происходит постоянная передача поверхностного слоя воды на более глубинные уровни. При этом главной воздействующей на движение силой становится ветер. Скорость течения в этом случае убывает пропорционально глубине. Определяющим условием постоянной циркуляции вод является бесконечно долгое время действия ветра. Исключением считаются лишь пассатные потоки воздуха, которые обуславливают движение водных масс в экваториальной полосе Мирового океана посезонно.
Разность плотностей
Воздействие данного фактора на водную циркуляцию является важнейшей причиной течения в Мировом океане. Масштабные исследования теории приводились международной экспедицией Challenger. Впоследствии работы ученых были подтверждены скандинавскими физиками.
Неоднородность плотностей водных масс является результатом действия сразу нескольких факторов. Они всегда существовали в природе, представляя собой непрерывную гидрологическую систему планеты. Любое отклонение температуры воды влечет за собой изменение ее плотности. При этом всегда наблюдается обратно пропорциональная зависимость. Чем выше температура, тем ниже плотность.
Также на разность физических показателей влияет агрегатное состояние воды. Замерзание или испарение увеличивает плотность, выпадение осадков - ее уменьшает. Воздействует на силу течения и соленость водных масс. Она зависит от таяния льдов, осадков и уровня испарения. По показателям плотности Мировой океан достаточно неравномерен. Это касается и поверхностных, и глубинных слоев акватории.
Течения Тихого океана
Общая схема потоков определяется циркуляцией атмосферы. Так, восточный пассатный ветер способствует формированию Северного течения. Оно пересекает акваторию от Филиппинских островов до побережья Центральной Америки. Имеет два рукава, которые питают индонезийский бассейн и Экваториальное океаническое течение Тихого океана.
В самыми крупными потоками акватории являются Куросио, Аляскинское и Калифорнийское течения. Первые два - теплые. Третий поток являет собой холодное океаническое течение Тихого океана. Бассейн Южного полушария формируют Австралийское и Пассатное течения. Чуть восточнее центра акватории наблюдается Экваториальное противотечение. У берегов Южной Америки имеет место ответвление холодного Перуанского потока.
В летнее время в районе экватора действует океаническое течение Эль-Ниньо. Оно оттесняет холодные массы воды Перуанского потока, формируя благоприятный климат.
Индийский океан и его течения
Для северной части бассейна характерна сезонная смена теплых и холодных потоков. Такая постоянная динамика вызвана действием муссонной циркуляции.
В зимний период главенствует Юго-Западное течение, которое берет начало в Бенгальском заливе. Немногим южнее находится Западное. Это океаническое течение Индийского океана пересекает акваторию от побережья Африки до Никобарских островов.
Летом восточный муссон способствует значительному изменению поверхностных вод. Экваториальное противотечение смещается на глубину и заметно теряет свою силу. В результате его место занимают мощные теплые Сомалийское и Мадагаскарское течения.
Циркуляция Ледовитого океана
Главной причиной развития подводного течения в этой части Мирового океана является мощный приток водных масс из акватории Атлантики. Дело в том, что многовековой покров льда не дает атмосфере и космическим телам воздействовать на внутреннюю циркуляцию.
Важнейшим течением акватории Ледовитого океана считается Северо-Атлантическое. Оно пригоняет огромные объемы теплых масс, не давая температуре воды опуститься до критических показателей.
За направление дрейфа льда отвечает Трансарктическое течение. Из прочих наиболее крупных потоков можно выделить Ямальское, Шпицбергенское, Норткапское и Норвежское течения, а также ответвление Гольфстрима.
Течения Атлантического бассейна
Соленость акватории океана крайне велика. Зональность водной циркуляции является наислабейшей среди прочих бассейнов.
Здесь главное океаническое течение - Гольфстрим. Благодаря ему средние температурные показатели воды держатся на отметке +17 градусов. Это теплое океаническое согревает оба полушария.
Также наиболее важными потоками бассейна являются Канарское, Бразильское, Бенгельское и Пассатное течения.
Loading...