Течения

Горизонтальное поступательное перемещение вод в океанах и морях обобщенно называют морскими течениями. Они создаются под воздействием различных природных факторов. Морские течения на поверхности океанов и морей вызываются, главным образом, ветром (ветровые течения). Его касательное напряжение создает трение, а движущийся воздух оказывает давление на водную поверхность. В результате этого верхний слой воды толщиной около 1,5км начинает перемещаться в пространстве. Если ветер, вызвавший течение, устойчиво действует длительное время примерно в одном направлении, то образуется постоянное течение. Оно может распространяться на 1000км. Если ветер, образующий течение, действует кратковременно, то создается эпизодическое случайное течение, существующее лишь сравнительно небольшое время. Главную роль в Мировом океане играют постоянные течения. Именно они осуществляют обмен водами между различными частями океана, именно они переносят тепло и соли, т.е. обеспечивают единство Мирового океана.

Перемещение вод в пространстве создает температурные различия течений. Соответственно они подразделяются на: теплые течения - их вода теплее окружающих вод; холодные - их вода холоднее окружающих вод; нейтральные - их вода близка по температуре к окружающим водам.

Основные характеристики морского течения: скорость (Км/с) и направление. Последнее определяется обратным способом по сравнению со способом определения направления ветра, т.е. в случае с течением указывается, куда течет вода (северо-восточное течение идет на северо-восток, южное - на юг и т.п.), тогда как в случае с ветром указывается, откуда он дует (северный ветер дует с севера, западный с запада и т.д.).

По направлению движения вод течения бывают прямолинейные, когда воды перемещаются по относительно прямым линиям, и круговые, образующие замкнутые окружности. Если движение в них направлено против часовой стрелки, то это - циклонические течения, а если по часовой стрелке - то антициклонические, иногда их называют антициклональными.

Течения вызываются комплексом причин и в зависимости от них течения бывают плотностными, дрейфовыми и стоковыми.

Плотностные возникают из-за разности плотностей воды в разных морях или частях океана Например: между Черным и Средиземными морями существует обмен вод, вызванный разностью плотностей, обусловленной разной соленостью. Сильно соленая вода Средиземного моря через проливы и Мраморное море в придонных слоях движется в Черное море, а поверхностная черноморская вода, сильно опресненная реками, стекает в Средиземное. Это создает устойчивую стратификацию вод: под 200м слоем верхней малосоленой и легкой воды залегает толща тяжелых высокосоленых вод, которая в силу своего веса не могут получить доступ к атмосфере. Отсутствие аэрации обуславливает скопление Н₂S. В Арктике и Антарктике холодные и плотные воды создают высокое давление в природных слоях. В экваториальных акваториях из-за высокой температуры поверхностных вод внизу давление меньше, чем в полярных. Поэтому, придонные воды текут от полюсов к экватору, а поверхностные – от экватора к полюсам.

Дрейфовые течения создаются ветрами и вызываются трением воздуха о поверхность воды. Энергия движения поверхностных вод передается на некоторую глубину.

Стоковые течения начинаются в тех акваториях, в которых дрейфовые течения нагоняют воды и этим поднимают уровень. Результатом выравнивания уровней и являются течения этого типа.

Закономерности течений (правила Экмана):

1) Поверхностное течение отклоняется от направления ветра на угол до 45 градусов вправо в Северном полушарии и влево в Южном.

2) Каждый низлежащий слой продолжает отклоняться вправо (влево) от направления движения вышележащего слоя. Скорость течения при этом уменьшается. На некоторой глубине течение принимает противоположное направление, что практически означает его прекращение. Таким образом, даже самые постоянные ветры могу привести в движение только верхний слой воды. Наблюдения показали, что течения оканчиваются на глубине 300м.

3) Если два течения текут параллельно, то между ними возникает противотечение компенсационного характера.

4) Встретив на своем пути сушу, течение делится на две части и меняет направление.

5) Попадая в область увеличивающихся глубин, течение в Северном полушарии отклоняется влево.

6) Вращение Земли отклоняет течения в Северном полушарии вправо, в Южном влево от первичного направления.

Морские течения охватывают всю толщу вод от поверхности до дна Мирового океана. По глубине своего протекания они подразделяются соответственно на поверхностные, глубинные и придонные. Поверхностные течения обычно перемещаются в одном направлении. Скорость движения наиболее высока в самом верхнем (0-50м) слое. Глубже она снижается. Глубинные воды движутся значительно медленнее, а скорость перемещения придонных вод 3-5см/с. Скорости течений неодинаковы в разных районах океана.

Горизонтальное движение вод океана приближенно характеризуется симметрией относительно экватора, хотя в каждом полушарии имеются свои особенности.

В тропической зоне Мирового океана, где господствуют пассаты северо-восточного направления в Северном полушарии и юго-восточного - в Южном, по обе стороны экватора возникают мощные пассатные течения. Под воздействием силы Кориолиса они приобретают широтное направление и пересекают с востока на запад Атлантический, Индийский (кроме его северной тропической части) и Тихий океаны. В Северном полушарии - это Северное пассатное течение, его средняя скорость 80см/с, а в Южном - Южное пассатное течение, его средняя скорость 95см/с. Пассатные течения переносят большие массы воды, что создает ее нагон и соответственно повышает уровень у восточных берегов материков. Вследствие этого происходит отток воды у побережий, а между Северным и Южным течениями образуется Межпассатное (экваториальное) противотечение, скорости которого в разных районах составляют от 50 до 130см/с. Оно находится на 2-8° с.ш., что связано с асимметричностью расположения материков и океанов.

В Южном полушарии примерно около 50 ° ю.ш. постоянные и сильные западные ветры вызывают мощное Антарктическое циркумполярное течение (течение Западных ветров). Оно идет с запада на восток со средней скоростью 25-75см/с, окаймляя южные части Атлантического, Индийского и Тихого океанов, т.е. охватывает все океанские пространства этой части земного шара.

Таким образом, Северное и Южное пассатные течения, Межпассатное (экваториальное) противотечение и Антарктическое циркумполярное течение - основные течения Мирового океана в целом.

В Мировом океане хорошо выражены вихревые движения вод, различные по происхождению, размерам и т.п. Так, основная струя Гольфстрима движется не прямолинейно, а образует горизонтальные волнообразные изгибы - меандры. Длина волны между гребнями 35-370км. Вследствие неустойчивости потока меандры иногда отделяются от Гольфстрима севернее мыса Гаттерас и образуются самостоятельно существующие вихри. Их диаметр 100-300км, толщина от тысячи до нескольких тысяч метров, продолжительность существования от нескольких месяцев до нескольких лет, скорость движения воды может достигать 300см/с. Слева от струи Гольфстрима образуются теплые антициклонические вихри, а справа от нее - холодные циклонические. И те и другие дрейфуют со средней скоростью около 7км/сут в сторону, противоположную направлению самого течения.

В северной Атлантике обнаружены вихри, созданные рельефом дна и ветрами. Они бывают циклонические и антициклонические, имеют диаметр порядка 100км, захватывают слой воды толщиной порядка сотен метров и перемешаются со скоростями примерно несколько километров в сутки. Распространены в открытых районах океана.

Дата добавления: 2014-11-16