Какие бывают океанические течения. Мировой океан: изучаем океанические течения
Течения могут быть разделяемы на группы по различным внешним признакам, например, могут быть течения постоянного и периодического характера. Первые из года в год идут в среднем: по тому же самому направлению, сохраняют в тех же местах свою среднюю скорость и массу; вторые изменяют только что указанные свойства периодически (муссонные течения). Случайные обстоятельства также могут вызывать иногда довольно заметные, но кратковременные, или случайные, течения.
Океанические течения всегда представляют перенос частиц воды из одного места океана в другое, и так как вода отличается очень большой теплоемкостью, то при таком переносе частиц последние очень медленно теряют свое тепло и, кроме того, сохраняют свою соленость. Таким образом, вода течений всегда обладает иными физическими свойствами, нежели та, среди которой идет течение; при этом, если температура воды течения выше таковой же в окружающей воде, то течение называют теплым независимо от числа градусов его температуры. Если же температура воды течения ниже окружающей, то течение будет холодное.
Течение всегда захватывает некоторый слой воды в глубину, но бывают течения совершенно незаметные на поверхности, а существующие только на глубине. Первые называются поверхностными, а вторые — подводными, или глубинными.
Наконец, могут быть течения, идущие близко у дна, тогда их называют придонными.
По своему происхождению течения бывают: дрейфовыми, сточными и компенсационными (восполняющими).
Под именем дрейфовых течений понимаются такие движения поверхностных вод, которые возникли исключительно вследствие трения (тангенциального — объяснение см. теорию Экмана) ветра о водную поверхность. Чисто дрейфовых течений, вероятно, и не существует в океанах, потому что всегда имеются налицо еще и другие причины, возбуждающие движение воды; однако в случаях, когда влияние ветра, как причины возникновения течения, является главнейшим, то такое течение-называют дрейфовым. Далее в описании течений во многих местах сделаны указания на подобные случаи.
Течение называется сточным, когда оно есть последствие накопления воды, вызывающего в свою очередь изменение гидростатического давления в различных местах на тех же самых уровенных поверхностях разных глубин. Накопление воды может произойти от разных причин: и от влияния ветров, и от избытка притока пресных речных вод, или обильного выпадения атмосферных осадков, или таяния льдов. Наконец, на изменение гидростатического давления может влиять и неравномерное распределение (плотности, и, следовательно, точно так же быть причиною возникновения сточного течения.
Под компенсационным течением понимается такое движение воды, которое восполняет убыль воды (т. е. уменьшение гидростатического давления), происшедшую по какой-либо причине в некоторой области океана вследствие оттока воды.
Вертикальные движения, постоянно (происходящие в океане, носят названия или конвекционных движений, или просто поднятий и опусканий воды.
Для исследования течений применяются очень разнообразные способы, они могут быть непосредственными и посредственными. К непосредственным относятся: сличение обсервованного и счислимого мест корабля, определение течений при помощи вертушек, поплавков, бутылок, плавающих остатков судов, потерпевших аварию, плавающих естественных предметов (плавник, водоросли, льды).
К числу посредственных, или косвенных, способов наблюдений течений относятся: одновременные, наблюдения температуры и солености, наблюдения над распространением пелагического планктона или вообще над распространением морских животных, так как их существование находится в зависимости от физических свойств морской воды.
Большая часть из указанных предметов может быть применена и к изучению подводных течений.
Основной способ исследования поверхностных течений состоит: в сравнении мест корабля, полученных обсервацией, т. е. астрономическими наблюдениями по широте и долготе, с его положениями, последовательной прокладкой курсов корабля на карте и отложением на курсах переплытых расстояний. Навигационные данные: направление курса и скорость корабля находятся под влиянием передвижения того поверхностного слоя воды, среди которого корабль прокладывает себе путь, а потому в них входит по величине и по направлению поверхностное течение. Астрономические же определения места корабля независимы от влияния течения, потому обсервованное место корабля при существовании течения никогда не совпадает со счислимым его местом.
Если бы астрономический и навигационный способы определения места корабля не заключали в себе никаких ошибок, то, соединив на карте оба места корабля, получили бы среднее направление течения за промежуток времени от того места корабля, откуда начали производить прокладку курса, до момента производства астрономических наблюдений. Измерив линию, соединяющую счислимое и обсервованное места корабля, и разделив ее на число часов в вышеуказанном промежутке времени, получим среднюю часовую скорость течения. Обыкновенно «а судах торгового флота астрономические наблюдения производятся раз в сутки, причем (предшествовавшее обсервованное место служит исходным для счисления следующих суток; тогда полученное течение по направлению и по скорости будет средним за предшествовавшие 24 часа.
В действительности оба указанных способа определения места корабля имеют свои ошибки, которые полностью и входят в величину определяемого течения. Ошибка астрономического места корабля в настоящее время оценивается в 3" меридиана, или 3 морские мили (5,6 км); ошибка же в счислимом месте всегда больше. Таким образом, если полученное за сутки течение представляет всего около 5—6 морских миль (9—11 км), то эта величина не может быть приписана течению, потому что она находится в пределах ошибок определений мест корабля, и такие случаи при обработке наблюдений над течениями считаются за случаи, когда течения не было вовсе.
Карты океанических течений основаны на десятках тысяч наблюдений такого рода, и для большей части квадратов" имеются сотни случаев судовых наблюдений течений, а потому случайные причины неточностей определений течений, а также и случайные направления и скорости течений остаются без влияния на средние выводы.
Во всяком случае, картографическая обработка течений на основании судовых наблюдений их гораздо труднее и сложнее, нежели такая же обработка других элементов: температуры, солености и т. п.
Главнейшие причины ошибок в определениях мест корабля в открытом океане состоят в следующем.
В астрономическом способе главные источники ошибок заключаются в часто бывающей неясности естественного (видимого) горизонта, над которым берется высота светила, и неточном знании земной рефракции, которая при неясном горизонте не может быть найдена из наблюдений, и наконец в недостаточном исследовании секстанта. Затем""хронометры, несмотря на все их усовершенствования, вследствие накопления ошибки в суточном ходе, на изменение которого влияет и качка на волнении и сотрясения от ударов волн и на паровых судах сотрясения от машины, всегда дают время от исходного меридиана не точно, что входит целиком в ошибку долготы.
В навигационном способе главнейшие ошибки происходят от следующих причин: корабль никогда не идет точно по предполагаемому курсу, потому что рулевой всегда немного виляет; корабль по разным причинам (волнение, ветер, неравномерность в ходе) сходит с линии курса, а рулевой старается приводить его на курс. В компасе корабля хотя и исключено влияние судового железа — девиации, но тем не менее некоторая величина девиации компаса всегда остается, следовательно, курс, по которому идут, в действительности иной, чем предполагаемый. Переплытое расстояние в настоящее время определяется гораздо лучше, нежели раньше, благодаря разным механическим лагам, дающим прямо переплытое расстояние, а не скорость корабля для разных моментов. Но все-таки и при таком способе в определении переплытого расстояния есть ошибки.
Так как в море широты определяются точнее долгот, то вследствие этого все вообще судовые определения течений преувеличивают величину той составляющей течений, которая направлена к востоку или к западу.
Все эти источники ошибок в определениях мест корабля в море на судах военных флотов оказывают наименьшее влияние на точность мест корабля; на судах больших пароходных компаний, содержащих почтовые рейсы, ошибки уже несколько больше, а на обыкновенных грузовых судах эти ошибки достигают наибольшего размера. Между тем по числу наблюдений последний род судов во много раз превосходит первые два.
Все сказанное выше относилось к наиболее часто бывающему случаю определения течения в открытом океане; в виду же берегов тот же самый способ сличения обсервованного и счислимого мест корабля, сохраняя свое значение, становится несравненно точнее, потому что вместо астрономического способа определения обсервованного места пользуются приемом определения его по наблюдениям береговых предметов, положение коих имеется на карте. Тогда обсервованное место корабля не зависит от ошибок хронометра и секстанта, неточности рефракции и т. п. причин. Но этот прием пригоден только для определения прибрежных течений.
Водные массы, которые непрерывно движутся по океанам, называются течениями. Они настолько сильны, что с ними не сравнится ни одна континентальная река.
Какие существуют виды течений?
Еще несколько лет назад были известны только течения, движущиеся по поверхности морей. Их называют поверхностными. Протекают они на глубине до 300 метров. Теперь мы знаем, что в более глубоких участках возникают глубинные течения.
Как возникают поверхностные течения?
Поверхностные течения вызываются постоянно дующими ветрами – пассатами – и достигают скорости от 30 до 60 километров в день. К ним относятся экваториальные течения (направленные на запад), у восточного побережья континентов (направленные в сторону полюсов) и другие.
Что такое пассаты?
Пассаты – это устойчивые на протяжении года воздушные течения (ветры) в тропических широтах океанов. В Северном полушарии эти ветры направлены с северо-востока, в Южном – с юго-востока. Вследствие вращения Земли они всегда отклоняются на запад. Ветры, которые дуют в Северном полушарии, называют северо-восточными пассатами, а в Южном полушарии – юго-восточными. Парусные суда используют эти ветры, чтобы быстрее прибыть к месту назначения.
Что такое экваториальные течения?
Пассатные ветры веют постоянно и так сильно, что разделяют океанические воды по обе стороны экватора на два мощных западных течения, которые называются экваториальными. На пути у них оказываются восточные побережья частей света, поэтому эти течения изменяют направление на север и юг. Потом они попадают в другие системы ветров и распадаются на маленькие течения.
Как возникают глубинные течения?
Глубинные течения, в отличие от поверхностных, вызываются не ветрами, а иными силами. Они зависят от плотности воды: холодная и солёная вода плотнее, чем тёплая, и менее солёная, и поэтому опускается ниже к морскому дну. Глубинные течения возникают вследствие того, что охлаждённая солёная вода в северных широтах опускается и продолжает двигаться над морским дном. С юга начинает свое движение новое, теплое поверхностное течение. Холодное глубинное течение несёт воду по направлению к экватору, где снова прогревается и поднимается наверх. Таким образом, образуется круговорот. Глубинные течения движутся медленно, поэтому иногда проходят годы, пока они не поднимутся на поверхность.
Что стоит знать об экваторе?
Экватором называют воображаемую линию, которая проходит через центр Земли перпендикулярно к оси её вращения, то есть, одинаково удалена от обоих полюсов и делит нашу планету на два полушария – Северное и Южное. Длина этой линии составляет около 40 075 километров. Экватор расположен на нулевом градусе географической широты.
Почему содержание соли в морской воде меняется?
Содержание соли в морской воде увеличивается, когда вода испаряется или замерзает. В северной части Атлантического океана много льда, поэтому вода там более солёная и холодная, чем на экваторе, особенно зимой. Однако солёность тёплой воды возрастает при испарении, так как в ней остается соль. Содержание соли уменьшается, когда, например, в северной части Атлантики тают льды и пресные воды текут в море.
На что влияют глубинные течения?
Глубинные течения несут холодную воду из полярных регионов в тёплые тропические страны, где водные массы перемешиваются. Подъём холодной воды влияет на прибрежный климат: дожди выпадают прямо на холодную воду. На тёплый материк воздух приходит практически сухим, поэтому дожди прекращаются и на прибрежных берегах появляются пустыни. Именно так возникла пустыня Намиб на южноафриканском побережье.
Какая разница между холодными и тёплыми течениями?
В зависимости от температуры морские течения делятся на тёплые и холодные. Первые возникают поблизости экватора. Они несут тёплые воды через холодные, расположенные недалеко от полюсов, и нагревают воздух. Встречные морские течения, текущие из полярных областей по направлению к экватору, переправляют холодные воды через окружающие тёплые, и в результате воздух охлаждается. Морские течения похожи на огромный кондиционер, который распределяет холодный и тёплый воздух вокруг земного шара.
Что такое боры?
Борами называют приливные волны, которые можно наблюдать в тех местах, где реки впадают в моря – то есть, в устьях. Они возникают, когда в мелком и широком воронкообразном устье скапливается столько бегущих к берегу волн, что все они внезапно вливаются в реку. В Амазонке, одной из южноамериканских рек, прибой разбушевался настолько, что пятиметровая стена воды продвинулась вглубь материка более чем на сто километров. Боры появляются также в Сене (Франция), дельте Ганга (Индия) и на побережье Китая.
Александр фон Гумбольдт (1769-1859)
Немецкий натуралист и ученый Александр фон Гумбольдт много путешествовал по Латинской Америке. В 1812 году он обнаружил, что холодное глубинное течение перемещается из полярных регионов к экватору и охлаждает там воздух. В его честь течение, которое несёт воды вдоль побережья Чили и Перу, было названо течением Гумбольдта.
Где на планете самые большие тёплые морские течения?
К самым большим тёплым морским течениям относятся Гольфстрим (Атлантический океан), Бразильское (Атлантический океан), Куросио (Тихий океан), Карибское (Атлантический океан), Северное и Южное экваториальные течения (Атлантический, Тихий и Индийский океаны), а также Антильское (Атлантический океан).
Где находятся самые большие холодные морские течения?
Самые большие холодные морские течения – Гумбольдта (Тихий океан), Канарское (Атлантический океан), Оясио, или Курильское (Тихий океан), Восточно-Гренландское (Атлантический океан), Лабрадорское (Атлантический океан) и Калифорнийское (Тихий океан).
Как морские течения влияют на климат?
Тёплые морские течения, прежде всего, влияют на окружающие их воздушные массы и, в зависимости от географического положения континента, прогревают воздух. Так, благодаря Гольфстриму в Атлантическом океане температура в Европе на 5 градусов выше, чем могла бы быть. Холодные течения, которые направляются от полярных областей к экватору, наоборот, приводят к понижению температуры воздуха.
На что влияют изменения в морском течении?
На морские течения могут влиять такие внезапные явления, как, например, извержения вулканов или изменения, связанные с Эль-Ниньо. Эль-Ниньо – это тёплое водное течение, которое способно вытеснять холодное течение вблизи побережья Перу и Эквадора в Тихом океане. Хотя влияние Эль-Ниньо ограничено определенными областями, его последствия сказываются на климате отдаленных регионов. Оно вызывает сильные ливни на побережьях Южной Америки и восточной Африки, в результате чего происходят разрушительные наводнения, штормы и оползни. Во влажных тропических лесах в окрестностях Амазонки, наоборот, воцаряется сухой климат, который доходит до Австралии, Индонезии и Южной Африки, способствуя возникновению засух и распространению лесных пожаров. Вблизи перуанского побережья Эль-Ниньо приводит к массовому вымиранию рыбы и кораллов, поскольку планктон, который обитает преимущественно в холодной воде, страдает при её нагревании.
Как далеко морские течения могут уносить в море предметы?
Морские течения могут уносить упавшие в воду предметы на огромные расстояния. Так, например, в море можно обнаружить винные бутылки, которые 30 лет назад были выброшены с кораблей в океане между Южной Америкой и Антарктидой и унесены на тысячи километров. Течения переправили их через Тихий и Индийский океаны!
Что стоит знать о течении Гольфстрим?
Течение Гольфстрим – одно из самых мощных и известных морских течений, которое возникает в Мексиканском заливе и несет теплые воды к архипелагу Шпицберген. Благодаря тёплым водам Гольфстрима, в Северной Европе преобладает мягкий климат, хотя здесь должно быть намного холоднее, поскольку эта местность расположена так же далеко на севере, как и Аляска, где царит леденящий холод.
Что такое морские течения – видео
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.
Они играют большую роль в формировании климата на планете Земля, а также во многом отвечают за разнообразие растительного и животного мира. Сегодня мы познакомимся с видами течений, причиной их возникновения, рассмотрим примеры.
Ни для кого не секрет, что наша планета омывается четырьмя океанами: Тихим, Атлантическим, Индийским и Северным Ледовитым. Естественно, вода в них не может быть стоячей, так как это давно бы привело к экологической катастрофе. Благодаря тому, что она постоянно циркулирует, мы и можем полноценно жить на Земле. Ниже находится карта океанических течений, она отчетливо показывает все передвижения водных потоков.
Что такое течение в океане?
Течение Мирового океана - это не что иное, как непрерывное или периодическое перемещение больших масс воды. Забегая наперед, сразу скажем, что их множество. Отличаются они по температуре, направленности, глубинному прохождению и прочим критериям. Океанические течения зачастую сравнивают с реками. Но движение речных потоков происходит только вниз под действием сил гравитации. А вот циркуляция вод в океане возникает из-за многих разных причин. Например, ветер, неравномерность плотности водяных масс, разность температур, влияние Луны и Солнца, изменения давления в атмосфере.
Причины возникновения
Свой рассказ хочется начать с причин, которые порождают естественную циркуляцию вод. Точной информации даже в настоящее время практически нет. Это объясняется достаточно просто: система океанов не имеет четких границ и находится в постоянном движении. Сейчас более углубленно изучены течения, которые находятся ближе к поверхности. На сегодняшний день точно известно одно, что факторы, влияющие на циркуляцию воды, могут быть как химические, так и физические.
Итак, рассмотрим основные причины возникновения океанических течений. Первое, что хочется выделить, - это воздействие воздушных масс, то есть ветра. Именно благодаря ему поверхностные и малоглубинные течения функционируют. Конечно же, к циркуляции воды на большой глубине ветер отношения не имеет. Второй фактор также немаловажный, это воздействие космического пространства. В этом случае течения возникают благодаря вращению планеты. И наконец, третий основной фактор, который объясняет причины возникновения океанических течений, - разная плотность воды. Все потоки Мирового океана отличаются температурным режимом, соленостью и прочими показателями.
Фактор направленности
В зависимости от направленности потоки циркуляции вод океана делятся на зональные и меридиональные. Первые двигаются на запад или на восток. Меридиональные течения идут на юг и на север.
Существуют также и другие виды, причиной которых становятся Такие океанические течения называют приливными. Они имеют наибольшую силу на мелководье в прибрежной зоне, в устьях рек.
Течения, которые не меняют силы и направления, называют устойчивыми, или устоявшимися. К ним относятся такие как Северное пассатное и Южное пассатное. Если движение водного потока меняется время от времени, то его называют неустойчивым, или неустоявшимся. Эту группу представляют поверхностные течения.
Поверхностные течения
Самыми заметными из всех являются поверхностные течения, которые образуются благодаря влиянию ветра. Под действием пассатов, постоянно дующих в тропиках, в районе экватора формируются огромные потоки воды. Именно они образуют Северное и Южное экваториальные (пассатные) течения. Небольшая часть этих разворачивается вспять и образует противотечение. Основные потоки отклоняются на север или на юг при столкновении с материками.
Теплые и холодные течения
Виды океанических течений играют важнейшую роль в распределении на Земле климатических зон. Теплыми принято называть потоки акватории, которые несут воды с температурой выше нуля. Их движение характеризуется направлением от экватора к высоким географическим широтам. Это течение Аляскинское, Гольфстрим, Куросио, Эль-Ниньо и др.
Холодные потоки переносят воду в противоположном направлении в сравнении с теплыми. Там, где на их пути встречается течение с плюсовой температурой, возникает восходящее движение воды. Наиболее крупными считаются Калифорнийское, Перуанское и др.
Разделение течений на теплые и холодные носит условный характер. Эти определения отражают отношение температуры воды в поверхностных слоях к температуре окружающей среды. Например, если поток холоднее, чем остальная водная масса, то такое течение можно назвать холодным. Если же наоборот, то это считается
Океанические течения во многом определяют на нашей планете. Постоянно перемешивая воду в Мировом океане, они создают условия, благоприятные для жизнедеятельности его обитателей. А от этого напрямую зависят наши с вами жизни.
Морскими (океаническими) или просто течениями называют поступательные движения водных масс в океанах и морях на расстояния, измеряемые сотнями и тысячами километров, обусловленные различными силами (гравитационными, трения, приливообразующими).
В океанологической научной литературе существует несколько классификаций морских течений. По одной из них течения могут быть классифицированы по следующим признакам (рис. 1.1.):
1. по силам, их вызывающим, т. е. по происхождению (генетическая классификация);
2. по устойчивости (изменчивости);
3. по глубине расположения;
4. по характеру движения;
5. по физико-химическим свойствам.
Основной является генетическая классификация, в которой выделяют три группы течений.
1. В первой группе генетической классификации - градиентные течения, обусловленные горизонтальными градиентами гидростатическо-го давления. Различают следующие градиентные течения:
· плотностные, обусловленные горизонтальным градиентом плотности (неравномерным распределением температуры и солености воды, а, следовательно, и плотности по горизонтали);
· компенсационные, обусловленные наклоном уровня моря, возникшим под действием ветра;
· бароградиентные, обусловленные неравномерностью атмосферного давления над уровнем моря;
· стоковые, образующиеся вследствие избытка вод в каком-либо районе моря, в результате притока речных вод, обильного выпадения осадков или таяния льдов;
· сейшевые, возникающие при сейшевых колебаниях моря (колебаниях воды всего бассейна в целом).
Течения, существующие при равновесии горизонтального градиента гидростатического давления и силы Кориолиса, называются геострофическими.
Ко второй группе градиентной классификации относятся течения, обусловленные действием ветра. Их подразделяют на:
· дрейфовые создаются длительными, или господствующими, ветрами. К их числу относятся пассатные течения всех океанов и циркумполярное течение в южном полушарии (течение Западных Ветров);
· ветровые, обусловленные не только действием направления ветра, а также наклоном уровенной поверхности и перераспределением плотности воды, вызванных ветром.
К третьей группе градиентов классификации относятся приливные течения, вызванные приливными явлениями. Эти течения наиболее заметны у берегов, на мелководьях, в устьях рек. Они являются наиболее сильными.
Как правило, в океанах и морях наблюдаются суммарные течения, обусловленные совокупным действием нескольких сил. Течения, существующие после прекращения действия сил, вызвавших движение воды, называются инерционными. Под действием сил трения инерционные течения постепенно затухают.
2. По характеру устойчивости, изменчивости выделяют течения периодические и непериодические (устойчивые и неустойчивые). Течения, изменения которых происходят с определенным периодом, называются периодическими. К ним относятся приливные течения, изменяющиеся в основном с периодом, равным приблизительно половине суток (полусуточные приливные течения) или суткам (суточные приливные течения).
Рис. 1.1. Классификация течений Мирового океана
Течения, изменения которых не носят четкого периодического характера, принято называть непериодическими. Своим происхождением они обязаны случайным, неожиданным причинам, (например прохождение циклона над морем вызывает непериодические ветровые и бароградиентные течения).
Постоянных течений в строгом смысле слова в океанах и морях нет. Относительно мало меняющиеся течения по направлению и скорости за сезон - это муссонные, за год - пассатные. Течение, которое не изменяется во времени, называют установившимся, которое изменяется во времени - неустановившимися.
3. По глубине расположения выделяют поверхностные, глубинные и придонные течения. Поверхностные течения наблюдаются в так называемом навигационном слое (от поверхности до 10 - 15 м), придонные - у дна, а глубинные - между поверхностным и придонным течениями. 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.
4. 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).
5. 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. Например, глубинное течение атлантического происхождения в Северном Ледовитом океане имеет температуру около 2 °C, но относится к теплым течениям, а Перуанское течение у западных берегов Южной Америки, имеющее температуру воды около 22 °C, относится к холодным течениям.
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.
В мировом океане существует единая, взаимосвязанная система основных устойчивых течений (рис. 1.2.), обусловливающая перенос и взаимодействие вод. Эту систему называют океанической циркуляцией.
Основной силой, приводящей в движение поверхностные воды океана, является ветер. Поэтому поверхностные течения следует рассматривать с преобладающими ветрами.
В пределах южной периферии океанических антициклонов северного полушария и северной периферии антициклонов южного полушария (центры антициклонов располагаются на 30 - 35° северной и южной широты) действует система пассатных ветров, под влиянием которых образуются устойчивые мощные поверхностные течения, направленные на запад (Северные и Южные пассатные течения). Встречая на своем пути восточные берега материков, эти течения создают повышение уровня и поворачивают в высокие широты (Гвианское, Бразильское и др.). В умеренных широтах (около 40°) преобладают западные ветры, что усиливает течения идущие на восток (Северо-Атлантическое, Северо-Тихоокеанское и др.). В восточных частях океанов между 40 и 20° северной и южной широты течения направлены к экватору (Канарское, Калифорнийское, Бенгельское, Перуанское и др.).
Таким образом, к северу и к югу от экватора в океанах образуются устойчивые системы циркуляции вод, представляющие собой гигантские антициклонические круговороты. Так, в атлантическом океане северный антициклонический круговорот простирается с юга на север от 5 до 50° северной широты и от востока на запад от 8 до 80° западной долготы. Центр этого круговорота сдвинут относительно центра азорского антициклона к западу, что объясняют увеличением силы Кориолиса с широтой. Это приводит к интенсификации течений в западных частях океанов, создающей условия для формирования таких мощных течений, как Гольфстрим в Атлантическом и Куросио в Тихом океане.
Своеобразным разделом между Северным и Южным пассатными течениями является Межпассатное противотечение, несущее свои воды на восток.
В северной части Индийского океана глубоко выдающийся на юг полуостров Индостан и обширный Азиатский материк создают благоприятные условия для развития муссонной циркуляции. В ноябре - марте здесь наблюдается северо-восточный муссон, а в мае - сентябре - юго-западный. В связи с этим течения севернее 8° южной широты имеют сезонный ход, следуя сезонному ходу атмосферной циркуляции. Зимой на экваторе и к северу от него наблюдается западное муссонное течение, т. е. в этот сезон направление поверхностных течений в северной части Индийского океана соответствует направлению течений в других океанах. В это же время в зоне, разделяющей муссонные и пассатные ветры (3 - 8° южной широты), развивается поверхностное экваториальное противотечение. Летом западное муссонное течение сменяется восточным, а экваториальное противотечение - слабыми и неустойчивыми течениями.
Рис. 1.2.
В умеренных широтах (45 - 65°) в северной части Атлантического и Тихого океанов имеет место циркуляция против часовой стрелки. Однако вследствие неустойчивости атмосферной циркуляции в этих широтах течения также характеризуются малой устойчивостью. В полосе 40 - 50° южной широты находится направленное на восток Атлантическое циркумполярное течение, называемое также течением Западных Ветров.
У побережья Антарктиды течения имеют преимущественно западное направление и образуют узкую полосу прибрежной циркуляции вдоль берегов материка.
Северо-Атлантическое течение проникает в бассейн Северного Ледовитого океана в виде ветвей Норвежского, Нордкапского и Шпицбергенского течений. В Северном Ледовитом океане поверхностные течения направлены от берегов Азии через полюс к восточным берегам Гренландии. Такой характер течений вызван преобладанием восточных ветров и компенсацией притока в глубинных слоях атлантических вод.
В океане выделяются зоны дивергенции и конвергенции, характеризующиеся расхождением и схождением поверхностных струй течений. В первом случае имеет место подъем вод, во втором - их опускание. Из указанных зон более четко выделяются зоны конвергенции (например, антарктическая конвергенция на 50 - 60° южной широты).
Рассмотрим особенности циркуляции вод отдельных океанов и характеристики основных течений Мирового океана (табл.).
В северной и южной частях Атлантического океана в поверхностном слое существуют замкнутые круговороты течений с центрами вблизи 30° северной и южной широты. (О круговороте в северной части океана будет говориться в следующей главе).
Основные течения Мирового океана
|
Название |
Температурнаяградация |
Устойчивость |
Средняя скорость,см/с |
|
Северное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Минданао |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Весьма устойчивое |
|||
|
Северо-Тихоокеанское |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Устойчивое |
|||
|
Алеутское |
Нейтральное |
Неустойчивое |
|
|
Курило-Камчатское |
Холодное |
Устойчивое |
|
|
Калифорнийское |
Холодное |
Неустойчивое |
|
|
Межпассатноепротивотечение |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Южное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Восточно-Австралийское |
Устойчивое |
||
|
Южно-Тихоокеанское |
Нейтральное |
Неустойчивое |
|
|
Перуанское |
Холодное |
Слабо устойчивое |
|
|
Эль-Ниньо |
Слабо устойчивое |
||
|
Антарктическое циркумполярное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Индийский |
|||
|
Южное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Игольного мыса |
Весьма устойчивое |
||
|
Западно-Австралийское |
Холодное |
Неустойчивое |
|
|
Антарктическое циркумполярное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Северный |
Ледовитый |
||
|
Норвежское |
Устойчивое |
||
|
Западно-Шпицбергенское |
Устойчивое |
||
|
Восточно-Гренландское |
Холодное |
Устойчивое |
|
|
Западно-Гренландское |
Устойчивое |
||
|
Атлантический |
|||
|
Северное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Гольфстрим |
Весьма устойчивое |
||
|
Северо-Атлантическое |
Весьма устойчивое |
||
|
Канарское |
Холодное |
Устойчивое |
|
|
Ирмингера |
Устойчивое |
||
|
Лабрадорское |
Холодное |
Устойчивое |
|
|
Межпассатное противотечение |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Южное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
|
Бразильское |
Устойчивое |
||
|
Бенгельское |
Холодное |
Устойчивое |
|
|
Фолклендское |
Холодное |
Устойчивое |
|
|
Антарктическое циркумполярное |
Нейтральное |
Устойчивое |
В южной части океана теплое Бразильское течение осуществляет перенос воды (скоростью до 0,5 м/с) далеко на юг, а ответвившееся от мощного течения Западных Ветров Бенгельское течение замыкает основной круговорот в южной части Атлантического океана и приносит к берегам Африки холодные воды.
Холодные воды Фолклендского течения проникают в Атлантику, огибая мыс Горн и вливаясь между берегом и Бразильским течением.
Особенностью в циркуляции вод поверхностного слоя Атлантического океана является наличие подповерхностного экваториального противотечения Ломоносова, которое движется вдоль экватора с запада на восток под сравнительно тонким слоем Южного пассатного течения (глубина от 50 до 300 м) со скоростью до 1 - 1,5 м/с. Течение устойчиво по направлению и существует во все сезоны года.
Географическое положение, климатические особенности, системы циркуляции вод и хороший водообмен с антарктическими водами обусловливает гидрологические условия Индийского океана.
В северной части Индийского океана, в отличие от других океанов, муссонная циркуляция атмосферы вызывает сезонную смену поверхностных течений севернее 8° южной широты. В зимний период наблюдается Западное Муссонное течение со скоростью 1 - 1,5 м/с. В этом сезоне развивается (в зоне раздела Муссонного и Южного пассатного течений) Экваториальное противотечение исчезает.
По сравнению с другими океанами в Индийском океане зона господствующих юго-восточных ветров, под воздействием которых возникает Южное пассатное течение, смещена к югу, поэтому это течение двигается с востока на запад (скорость 0,5 - 0,8 м/с) между 10 и 20° южной широты. У берегов Мадагаскара Южное пассатное течение разделяется. Одна из его ветвей идет на север вдоль берегов Африки до экватора, где она поворачивает к востоку и в зимний период дает начало Экваториальному противотечению. Летом северная ветвь Южного пассатного течения, двигаясь вдоль берегов Африки, дает начало Сомалийскому течению. Другая ветвь Южного пассатного течения у берегов Африки поворачивает на юг и под названием Мозамбикского течения двигается вдоль берегов Африки к юго-западу, где его ответвление дает начало течению Игольного мыса. Большая часть Мозамбикского течения поворачивает на восток и присоединяется к течению Западных Ветров, от которого у берегов Австралии ответвляется Западно-Австралийское течение, замыкающее круговорот южной части Индийского океана.
Незначительный приток арктических и поступление антарктических холодных вод, географическое положение и система течений обусловливают особенности гидрологического режима Тихого океана.
Характерной особенностью общей схемы поверхностных течений Тихого океана является наличие в северной и южной его частях больших круговоротов воды.
В пассатных зонах под воздействием постоянных ветров возникают Южное и Северное пассатное течения, идущие с востока на запад. Между ними с запада на восток перемещается Экваториальное (Межпассатное) противотечения со скоростями 0,5 - 1 м/с.
Северное пассатное течение у Филиппинских островов разделяется на несколько ветвей. Одна из них поворачивает на юг, затем на восток и дает начало Экваториальному (Межпассатному) противотечению. Главная ветвь следует к северу вдоль острова Тайвань (Тайванское течение), далее поворачивает на северо-восток и под названием Куросио проходит вдоль восточных берегов Японии (скорость до 1 - 1,5 м/с) до мыса Нодзима (остров Хонсю). Далее оно отклоняется к востоку и пересекает океан как Северо-Тихоокеанское течение. Характерной особенностью течения Куросио, как и Гольфстрима, является меандриравание и смещение его оси то к югу, то к северу. У берегов Северной Америки Северо-Тихоокеанское течение раздваивается на Калифорнийское, направленное к югу и замыкающее основной циклонический круговорот северной части Тихого океана, и Аляскинское течения, идущее на север.
Холодное Камчатское течение зарождается в Беринговом море и течет вдоль берегов Камчатки, Курильских островов (Курильское течение), берегов Японии, отжимая к востоку течение Куросио.
Южное пассатное течение продвигается на запад (скорость 0,5 - 0,8 м/с) с многочисленными ответвлениями. У берегов Новой Гвинеи часть потока поворачивает на север, а затем на восток и вместе с южной ветвью Северного пассатного течения дает начало Экваториальному (Межпассатному) противотечению. Большая часть Южного пассатного течения отклоняется, образуя Восточно-Австралийское течение, которое вливается затем в мощное течение Западных Ветров, от которого у берегов Южной Америки ответвляется холодное Перуанское течение, замыкающее круговорот в Южной половине Тихого океана.
В летний период южного полушария навстречу Перуанскому течению от Экваториального противотечения продвигается на юг до 1 - 2° южной широты теплое течение Эль-Ниньо, проникающее в отдельные годы до 14 - 15° южной широты. Такое вторжение теплых вод Эль-Ниньо в южные районы берегов Перу приводит к катастрофическим последствиям вследствие повышения температуры воды и воздуха (сильные ливни, гибель рыбы, эпидемии).
Характерной особенностью в распределении течений поверхностного слоя океана является наличие Экваториального подповерхностного противотечения - течения Кромвелла. Оно пересекает океан вдоль экватора с запада на восток на глубине от 30 до 300м со скоростью до 1,5 м/с. Течение охватывает полосу шириной от 2° северной широты до 2° южной широты.
Наиболее характерной особенностью Северного Ледовитого океана является то, что в течение круглого года его поверхность покрыта плавучими льдами. Низкая температура и соленость вод благоприятствуют образованию льда. Прибрежные воды только летом, в течение двух - четырех месяцев, свободны ото льда. В центральной части Арктики в основном наблюдаются тяжелые многолетние льды (паковый лед) толщиной более 2 - 3 м, покрытые многочисленными торосами. Кроме многолетних встречаются однолетние и двухлетние льды. Вдоль арктических берегов зимой образуется довольно широкая (десятки и сотни метров) полоса припая. Отсутствуют льды только в районе теплых Норвежского, Нордкапского и Шпицбергенского течений.
Под влиянием ветров и течений лед в Северном Ледовитом океане находится в постоянном движении.
На поверхности Северного Ледовитого океана наблюдаются хорошо выраженные области циклонического и антициклонического круговорота вод.
Под влиянием полярного барического максимума в притихоокеанской части Арктического бассейна и ложбины исландского минимума возникает генеральное Трансарктическое течение. Оно осуществляет общее перемещение вод с востока на запад по всей полярной акватории. Трансарктическое течение берет свое начало от Берингова пролива и идет к проливу Фрама (между Гренландией и Шпицбергеном). Продолжением его служит Восточно-Гренландское течение. Между Аляской и Канадой наблюдается обширный антициклонический круговорот вод. Холодное Баффиново течение формируется главным образом за счет выноса арктических вод через проливы Канадского Арктического архипелага. Продолжением его служит Лабрадорское течение.
Средняя скорость перемещения вод около 15 - 20 см/с.
Циклонический, весьма интенсивный круговорот возникает в Норвежском и Гренландском морях в приатлантической части Северного Ледовитого океана.