Апbeллинг

Сулой

Вот и Андаманское море, вход в Малаккский пролив. Мангры на берегу Суматры, их бледные стволы. Розовые бунгало в бухте Вэ, и белые восклицательные знаки створных знаков. Пенные полосы сулоя штилевой воды, прибойный шум сулойных волн и та штурманская тревога, которая всегда появляется, когда пересекаешь полосу возмущенной воды, стремление еще и еще определиться — не на рифах ли шумит вода? В. Конецкий. Среди мифов и рифов

«Известно, что во время прилива воды, сжатые островами Фарерскими и Лофотенскими, несутся с непреодо-лимой силой. Они образуют водоворот, из которого не выходил целым ни один корабль. Отовсюду, со всех точек горизонта, сюда набегают чудовищные валы, центростремительная сила которых распространяется на пятнадцать километров. В этом водовороте погибают не только корабли, но и киты и даже белые медведи арктических стран.

И вот сюда-то невольно, а может быть, и нарочно, привел капитан Немо свой «Наутилус»...

Так Жюль Берн в своей книге «20 000 лье под водой» красочно изобразил легендарное бурное море в проливе Москенстреумен (Лофотенские острова). А вот как показано поведение корабля и маленькой шлюпки, в которой по воле автора оказался главный герой романа:

«Корабль двигался по спирали, радиус которой постепенно уменьшался. Вместе с ним с ужасающей быстротой вращалась и наша шлюпка, прикрепленная еще к борту... Какой адский шум вокруг этой хрупкой шлюпочки! Какой рев, без конца повторяемый эхом на расстоянии десятков миль! Какой грохот волн, разбивающихся об острия подводных скал, там, в глубине, где самые мощные стволы деревьев превращаются в жалкие щепы!»

Живописно, но... неверно. В книге известного советского океанографа Вс. Березкина «Динамика моря» при-ведена репродукция со старинной гравюры.1 На ней неизвестный художник средневековья гораздо точнее, чем Жюль Берн, передал главные особенности образования интересного природного феномена — сулоя. На картине изображены огромные волны в проливе, которые делят море на 2 зоны. Обе эти зоны спокойные, но граница между ними — в самой узкой части пролива — сильно взволнована. Это и есть сулой.

Сулой, или, как иногда называют это своеобразное явление, суводь, означает (согласно толкованию В. Даля) водоворот, встречное течение, толчею. Название «сулой» получило большее распространение в практике мореплавания. Места, где может наблюдаться такое явление, обозначают на навигационных картах специальным значком. В речной лоции более прижился термин «суводь».

Внутренние волны и «мертвая вода»

Мы направились к краю льда, чтобы пристать, но «Фрам» оказался на «мертвой воде» и почти не двигался с места, хотя машина работала на полную мощность. «Фрам» шел все медленнее по направлению к краю льда. Потребовалось более 4 часов, чтобы пройти несколько морских миль, которые мы могли бы пройти на веслах в полчаса или менее.

Ф. Нансен. Среди льдов и во мраке полярной ночи

В течение многих лет «мертвая вода» приводила в затруднение опытных капитанов, а суеверных моряков попросту пугала. Судно, идущее малым ходом, внезапно останавливается, как если бы чья-то рука схватила его снизу. Заслуживает внимания лингвистическая тонкость: «находиться в мертвой воде» на языке норвежских моряков значит то же, что «не двигаться вперед».

Суда, обладающие малым ходом, попав в «мертвую воду», внезапно теряют ход, а суда, застопорившие ма-шины, теряют ход не постепенно, а сразу. И, наоборот, при выходе из «мертвой воды» суда быстро набирают ход. Парусные и буксируемые суда на «мертвой воде» сбиваются с курса и перестают слушаться руля.

Поверхность моря при следовании судна по «мертвой воде» в штиль приобретает необычный вид. За кормой сильно увеличиваются поперечные волны, впереди судна появляется огромная волна, которую судно вынуждено толкать. На «мертвой воде» возникают почти такие же волновые движения, как и при следовании судна по мелководью.

Исследования этого явления, начатые по инициативе Ф. Нансена, показали, что возникновение «мертвой воды» тесно связано с образованием слоя скачка плотности воды и внутренних волн.

Как следует из рис. 14, температура и соленость воды с глубиной изменяются, причем это изменение далеко не плавное. Обычно из-за сильного прогрева верхних слоев воды их температура гораздо выше температуры подстилающих. И если еще соленость воды на поверхности (в силу притока речных вод или дождей) ниже, чем в глубине, то плотность воды верхнего слоя сильно отличается от плотности глубинных вод.

Размеры и скорость перемещения внутренних волн во многом определяются их природой, происхождением и развитием. Как и любое волновое движение, внутренние волны представляют собой колебания частиц около положения равновесия на различных глубинах в воде с изменяющейся плотностью. Под действием какой-либо внешней силы в океане нарушается природное равновесие слоев. В результате частицы воды погрузятся на глубину, зависящую от градиента плотности и приложенного усилия.

Достигнув глубины, где плотность окружающей воды и частиц различна, они не остановятся, а по инерции будут погружаться в более плотные слои. Погружение будет продолжаться до тех пор, пока силы инерции не уравновесятся силами плавучести. Затем частицы начнут подниматься. Поскольку частицам будет сообщено некоторое ускорение, они по инерции пройдут положение равновесия, в котором находились до погружения.

Войдя в слои с меньшей плотностью, частицы воды остановятся, а затем начнут снова погружаться. Колебания будут продолжаться до тех пор, пока действует вызвавшая их внешняя сила. После прекращения дей-ствия силы амплитуда колебаний станет уменьшаться и колебания будут затухать.

Ровный береговой ветер вот уже больше суток нес зной пропаленных солнцем Каракумских пустынь... Судно легло в дрейф. Штормтрап еще не вывалился за борт, а наиболее нетерпеливые прямо с палубы прыгнули в воду. Не прошло и секунды, как они с громкими воплями выскочили обратно... Оказалось, что вода резко похолодала — 10 — 11°. И это при температуре воздуха 28°, в районе, где средняя температура воды в это время достигает 20°.

Так наглядно участники экспедиции столкнулись с проявлением последствий апвеллинга в Каспийском море.

Человек и стихия, 1979 год

Апвеллингом в океанологии называется явление подъема глубинных морских вод на поверхность. В силу самых различных причин поверхностная вода уходит, и ее место занимает обычно более холодная глубинная вода. В море апвеллинг вызывает бурный всплеск жизни, а на побережьях управляет погодой.

В зоне апвеллинга к поверхности моря с глубины 150 – 300 метров поступают воды, богатые соединениями азота и фосфора, без которых не могут расти мельчайшие водоросли – фитопланктон. Последний живет у поверхности: ему нужен солнечный свет. А химических соединений в верхних слоях океана содержится немного. Бурное развитие фитопланктона в обычных условиях не может продолжаться постоянно, так как запасы питательных солей быстро иссякают.

Но в районах апвеллинга в поверхностные слои снизу, из глубинных слоев, непрерывно подаются необходимые для развития фитопланктона соли. Они образуются в результате отмирания и опускания вниз многочисленных морских организмов — от рыб и животных до водорослей. В условиях низких температур, повышенной солености и громадного давления органические вещества претерпевают химические и биологические трансформации, в результате чего в глубинных слоях воды образуется большое количество растворенных азотных и фосфорных

От английского «upwelling», что означает «движение вверх» солей. Соли путешествуют в глубинах океана на сотни и тысячи миль, не принимая никакого участия в развитии биологической жизни.

Но в некоторых районах в результате воздействия многих физических факторов богатые биогенными солями воды попадают к поверхности. И под действием мощного спускового механизма — солнечного света-в обильно удобренных морских водах начинает бурно развиваться жизнь: в первую очередь начальное звено морской жизни — мельчайшие растительные клетки фитопланктона.

Над районами апвеллинга часто возникают туманы, резко ухудшающие видимость. При этом возрастает опасность столкновения судов. Дело в том, что обширные зоны апвеллинга в большинстве своем являются районами интенсивного промысла рыбы, и здесь всегда много рыболовных судов.

Апвеллинг оказывает крупномасштабное воздействие на погоду и определяет климат, а следовательно, и экономическую жизнь прибрежных государств, таких, как Чили, Перу. В обычных условиях, когда подстилающая поверхность прогрета, с увеличением высоты температура воздуха падает, и так всегда,... если поблизости нет апвеллинга. В районе апвеллинга, где вода значительно холоднее воздуха, температура воздуха быстро возрастает с высотой и только через несколько сотен метров начинается ее нормальное падение.

Ученые еще в начале прошлого века обратили внимание на феномен уменьшения температуры воды в некоторых районах вблизи западных берегов Африки и Америки. Известный германский океанограф Александр фон Гумбольдт объяснял эффект понижения температуры вблизи берегов Перу влиянием антарктических течений. Однако ветвь холодного перуанского течения, идущего к северу вдоль берегов Южной Америки, уже за тысячу километров до исследуемого района имеет температуру выше, чем в этой зоне.

В 1844 году английский ученый У. Тессан доказал, что прибрежные отрицательные аномалии температуры создаются вследствие подъема глубинных вод. Однако термин «апвеллинг» появился и прочно вошел в лексикон океанологов только в середине двадцатого столетия. Каково же происхождение этого природного явления? В океанологии различают 2 типа апвеллинга: прибрежный и в открытом океане.

В Мировом океане есть много районов, где существуют сезонные ветры. Именно вследствие муссонных ветров наблюдается в начале лета интенсивный подъем вод у берегов полуострова Калифорния. В периоды наибольшей интенсивности явления скорость апвеллинга вблизи калифорнийского берега достигает 2,2 метра в день, или 80 метров в месяц, при среднем подъеме вод, составляющем примерно 20 метров в месяц.

Прибрежный тип апвеллинга, вызываемый сезонными муссонами, наблюдается у берегов Юго-Восточной Азии (Бенгальский залив). В этом районе ветры, имеющие летом юго-западное направление, зимой изменяются на северо-восточные. Постоянство муссона, особенно юго-западного, и ориентация побережья вызывают апвеллинг на большом протяжении вдоль восточных берегов полуострова Индостан и западных берегов полуострова Индокитай.

В Мировом океане есть много районов, где дуют постоянные ветры. Так, пассаты в приэкваториальных широтах вызывают сток поверхностей воды от западных берегов материков. Именно по этой причине существуют зоны мощного апвеллинга у берегов Перу, Австралии, Северо-Западной Африки, около островов Галапагос. Сильный и устойчивый апвеллинг наблюдается вблизи берегов Юго-Западной Африки: около мыса Кап-Блан, в районе порта Уолфиш-Бей, между устьем реки Оранжевой и бухтой Сент-Хелина, к юго-западу от Кейптауна. Такое же явление происходит и в районе Фил-липпинских островов, и у Алеутской гряды, и в Охотском море у острова Ионы, у Шантарских островов, и около острова Хоккайдо (рис. 18). Апвеллинг существует здесь постоянно, однако интенсивность его меняется: скорость подъема вод возрастает зимой и летом и уменьшается в переходные сезоны.

Но для океанологии изучение зон важно, потому что они цредставляют собой истоки формирования водных масс. Известно, что воды океана неоднородны по вертикали и по горизонтали. В одной и той же точке можно наблюдать теплые слабосоленые воды, теплые осолонен-ные, холодные осолоненные и т. п. Установлено, что водные массы различаются по температуре, солености, содержанию кислорода. Они существуют длительное время (до нескольких тысяч лет), и этими отличиями обязаны своему происхождению. Тот район, где формируются водные массы, накладывает отпечаток на их свойства.

При встрече водных масс разной плотности воды с большей плотностью опускаются и путешествуют на глу-бинах десятки и сотни лет, сохраняя свои свойства. При встрече течений образуются зоны конвергенции — схождения и опускания вод, в результате чего образуется совершенно новая водная масса. Так, в районе антарктической конвергенции в море Уэдделла образуется антарктическая водная масса, которая прослежи-вается в придонных слоях вплоть до самых северных районов Атлантики и Тихого океана.

Сложная картина вертикального перемещения вод пока еще слабо изучена, поэтому исследования многих ученых-мореведов направлены на решение этой важной научной и практической задачи.

Дата добавления: 2014-10-22