Как показывают наблюдения, слои Мирового океана перемещаются в виде огромных потоков шириной в десятки и сотни километров и длиной в тысячи километров. Эти потоки называются течениями. Они движутся со скоростью порядка 1-3 км/час, иногда до 9 км/час.
Течения вызываются действием ветра на водную поверхность действием силы тяжести и приливообразующей силы. Течение испытывает влияние внутреннего трения воды и силы Кориолиса. Первое замедляет течение и вызывает завихрения на границе слоев с разной плотностью, второе изменяет его направление.
Классификация течений. По происхождению течения делятся на фрикционные, гравитационно-градиентные и приливо-отливные. Во фрикционных течениях выделяются дрейфовые, вызванные постоянными или господствующими ветрами; они имеют наибольшее значение в циркуляции вод Мирового океана.
Гравитационно-градиентные течения подразделяются на стоковые (сточные) и плотностные. Стоковые возникают в случае устойчивого поднятия уровня воды, вызванного ее притоком (например приток волжской воды в Каспийское море) и обилием осадков, или в случае опускания уровня, обусловленного оттоком воды и потерей ее на испарение (например, в Красном море). Плотностные течения — результат неодинаковой плотности воды на одной и той же глубине. Они возникают, например, в проливах, соединяющих моря с разной соленостью (например между Средиземным морем и Атлантическим океаном).
Приливо-отливные течения создаются горизонтальной составляющей приливообразующей силы.
В зависимости от расположения в толще воды выделяются течения поверхностные, глубинные и придонные.
По продолжительности существования можно выделить течения постоянные, периодические и временные. Постоянные течения из года в год сохраняют направление и скорость течения. Их могут вызвать постоянные ветры, например пассаты. Направление и скорость периодических течений изменяются в соответствии с изменением вызвавших их причин, например муссонов, приливов. Временные течения вызываются случайными причинами.
Течения могут быть теплыми, холодными и нейтральными. Первые теплее, чем вода в том районе океана, по которому они проходят; вторые холоднее окружающей их воды. Как правило, течения, направляющиеся от экватора, теплые, а течения, идущие к экватору, холодные. Холодные течения обычно менее соленые, чем теплые. Это объясняется тем, что они текут из областей с большим количеством осадков и меньшим испарением или из областей, где вода распреснена таянием льдов.
Закономерности распространения поверхностных течений. Картина поверхностных течений Мирового океана была установлена в основных чертах к XX веку. Определение направления и скорости течения производилось главным образом из наблюдений за движением естественных и искусственных поплавков (плавника, бутылок, дрейфа кораблей и льдин и др.) и по разности в определении места корабля способом счисления пути и способом наблюдения за небесными светилами. Современная задача океанологии состоит в детальном изучении течений во всей толще океанической воды. Это производится различными инструментальными способами, в частности радиолокационными. Сущность последнего состоит в том, что спускают в воду отражатель радиоволн, и, фиксируя на радиолокаторе его передвижение, определяют
направление и скорость течения.
Изучение дрейфовых течений позволило вывести следующие закономерности их:
1) скорость дрейфового течения увеличивается с усилением вызвавшего его ветра и уменьшается с увеличением широты по формуле
где А — ветровой коэффициент, равный 0,013, W — скорость ветра, φ — широта места;
2) направление течения не совпадает с направлением ветра: оно подчиняется силе Кориолиса. При условии достаточной глубины и удаленности от берега величина отклонения теоретически равна 45°, но практически она несколько меньше.
3) на направление течения сильно влияет конфигурация берегов. Течение, направляющееся к берегу под углом, раздваивается, причем большая его ветвь идет в сторону тупого угла. Там, где к берегу подходят два течения, между ними за счет соединения их ветвей возникает сточно-компенсационное противотечение.
Распределение поверхностных течений Мирового океана можно представить в виде следующей принципиальной схемы (рис. 42).
По обеим сторонам экватора пассатные ветры вызывают северное и южное пассатные течения, отклоняющиеся от направления ветра под влиянием силы Кориолиса и двигающиеся с востока на запад. Встречая на своем пути восточный берег материка, пассатные течения раздваиваются. Ветви их, направляющиеся к экватору, встречаясь, образуют сточно-компенсационные противотечения, следующие на восток между пассатными течениями. Ветвь северного пассатного течения, отклонившаяся к северу, двигается вдоль восточных берегов материка, постепенно отходя от него под влиянием силы Кориолиса. К северу от 30° с. ш. это течение попадает под действие господствующих здесь западных ветров и двигается с запада на восток. У западных берегов материка (около 50° с. ш.) это течение делится на две ветви, расходящиеся в противоположные стороны. Одна ветвь идет к экватору, компенсируя убыль воды, вызванную северным пассатным течением, и присоединяется к нему, замыкая субтропическое кольцо течений. Вторая ветвь следует на север вдоль берегов материка. Одна часть ее проникает в Северный Ледовитый океан, другая присоединяется к течению из Северного Ледовитого океана, завершая еще одно кольцо течений. В южном полушарии так же, как и в северном, возникает субтропическое кольцо течений. Второго кольца течений не образуется, а вместо него существует мощное дрейфовое течение западных ветров, соединяющее воды трех океанов.
Действительное распределение поверхностных течений в каждом океане отклоняется от принципиальной схемы, так как на направление течений влияют очертания материков (рис. 43).
Распространение океанических течений в глубину. Движение воды, вызванное ветром на поверхности, постепенно передается нижерасположенным слоям вследствие трения. Скорость течения при этом убывает в геометрической прогрессии, а направление течения под влиянием силы Кориолиса все более отклоняется от первоначального и на некоторой глубине оказывается противоположным поверхностному (рис. 44). Глубину, на которой течение поворачивает на 180°, называют глубиной трения. На этой глубине влияние дрейфового течения практически заканчивается. Эта глубина равна около 200 м. Однако действие силы Кориолиса, изменяющее направление течения, приводит к тому, что на некоторой глубине струи воды или нагоняются к берегам или отгоняются от них, и тогда у берегов возникает угол поверхности равных давлений, приводящий всю толщу воды в движение. Это движение распространяется далеко от берега. В связи с разными условиями нагревания поверхности океана на разных широтах существует конвекция океанической воды. В экваториальной области господствует восходящее движение относительно более теплой воды, в полярных областях нисходящее движение относительно более холодной воды. Это должно привести к перемещению воды в поверхностных слоях от экватора к полюсам, а в придонных слоях от полюсов к экватору.
В областях повышенной солености вода стремится опуститься, в областях пониженной солености, наоборот, подняться. Опускание и подъем воды вызываются также нагоном и сгоном воды на поверхности (например, в области действия пассатов).
В глубоководных океанических ложбинах температура воды повышается на несколько десятых градуса под действием внутреннего тепла Земли. Это приводит к возникновению вертикальных токов воды. На дне материковых склонов наблюдаются мощные течения со скоростью до 30 м/сек, вызываемые землетрясениями и другими причинами. Они несут большое количество взвешенных частиц и называются мутъевыми потоками.
Существование систем поверхностных течений с общим направлением движения к центру или от центра системы приводит к тому что в первом случае возникает нисходящее движение воды, во втором — восходящее. Примером таких областей могут быть субтропические кольцевые системы течений.
Весьма малые изменения солености с глубиной и постоянством солевого состава на больших глубинах свидетельствуют о перемешивании всей толщи вод Мирового океана. Однако точная картина
распространения глубинных и придонных течений пока что еще не установлена. Благодаря непрерывному перемешиванию воды осуществляется постоянный перенос не только тепла и холода, но и питательных веществ, необходимых организмам. В зонах опускания воды глубинные слои обогащаются кислородом, в зонах поднятия воды биогенные вещества (соли фосфора и азота) выносятся с глубин на поверхность.
Течения в морях и проливах. Течения в морях вызываются теми же причинами, что и в океанах, но ограниченность размеров и меньшие глубины определяют масштаб явления, а местные условия придают им своеобразные черты. Для многих морей (например, Черного и Средиземного) характерно круговое течение, обусловленное силой Кориолиса. В некоторых морях (например, в Белом море) хорошо выражены приливо-отливные течения. В других морях (например, в Северном и Карибском) морские течения являются ответвлением океанических.
Проливы по характеру течений можно подразделить на проточные и обменные. В проточных проливах течение направлено в одну сторону (например, во Флоридском). В обменных проливах вода перемещается в двух противоположных направлениях. Разнонаправленные потоки воды могут находиться одни над другими (например, в Босфоре и Гибралтарском) или могут располагаться рядом друг с другом (например, Лаперузов и Девисов). В нешироких и мелких проливах направление может изменяться на противоположное в зависимости от направления ветра (например, Керченский).
—Источник—
Богомолов, Л.А. Общее землеведение/ Л.А. Богомолов [и д.р.]. – М.: Недра, 1971.- 232 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
