Мировой океан. Океанские течения
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"
На направление течений влияет сила вращения Земли: в Северном полушарии течения движутся вправо, в Южном – влево.
Течение называют теплым, если его температура теплее температуры, окружающих вод, в противном случае, течение называют холодным.
Плотностные течения вызваны разницей давления, которая обуславливается неравномерным распределением плотности морской воды. Плотностные течения образуются в глубинных слоях морей и океанов. Ярким примером плотностных течений является теплое течение Гольфстрим.
Ветровые течения образуются под действием ветров, в результате сил трения воды и воздуха, турбулентной вязкости, градиента давления, отклоняющей силы вращения Земли и некоторых других факторов. Ветровые течения всегда поверхностные.еверные и Южное Пассатные, течение Западных Ветров, Межпассатные Тихоокеанские и Атлантические.
1) Гольфстрим - теплое морское течение в Атлантическом океане. В широком смысле
Гольфстримом называют систему тёплых течений в северной части Атлантического
океана от Флориды до Скандинавского полуострова, Шпицбергена, Баренцева моря и
Северного Ледовитого океана.
Благодаря Гольфстриму страны Европы, прилегающие к Атлантическому океану,
отличаются более мягким климатом, нежели другие регионы на той же
географической широте: массы тёплой воды обогревают находящийся над ними
воздух, который западными ветрами переносится на Европу. Отклонения температуры
воздуха от средних широтных величин в январе достигают в Норвегии 15—20 °C, в
Мурманске — более 11 °C.
2) Перуанское течение - холодное поверхностное течение в Тихом океане. Движется с юга на север между 4° и 45° южной широты вдоль западных берегов Перу и Чили.
3)Канарское течение - холодное и, впоследствии, умеренно тёплое морское течение в северо-восточной части Атлантического океана. Направлено с С. на Ю. вдоль Пиренейского полуострова и Северо-Западной Африки как ветвь Северо-Атлантического течения.
4)Лабрадорское течение — это холодное морское течение в Атлантическом океане, протекающее между побережьем Канады и Гренландией и устремлённое в южном направлении из моря Баффина до Ньюфаундлендской банки. Там оно встречается с Гольфстримом.
5)Северо-Атлантическое течение — мощное теплое океаническое течение, является северо-восточным продолжением Гольфстрима. Начинается у Большой Ньюфаундлендской банки. Западнее Ирландии течение делится на две части. Одна ветвь (Канарское течение) идет на юг, а другая на север вдоль побережья северо-западной Европы. Считается, что течение оказывает значительное влияние на климат в Европе.
6) Холодное Калифорнийское течение выходит из Северо-Тихоокеанского течения, движется вдоль берегов Калифорнии с северо-запада на юго-восток, сливается на юге с Северным Пассатным течением.
7)Куросио, иногда Японское течение — тёплое течение у южных и восточных берегов Японии в Тихом океане.
8) Курильское течение или Оясио — холодное течение на северо-западе Тихого океана, которое берёт своё начало в водах Северного Ледовитого океана. На юге у Японских островов сливается с Куросио. Протекает вдоль Камчатки, Курил и японских островов.
9)Северное Тихоокеанское течение — теплое океаническое течение в северной части Тихого океана. Образуется в результате слияния Курильского течения и Куросио. Движется от Японских островов к берегам Северной Америки.
10)Бразильское течение - теплое течение Атлантического океана у восточных берегов Южной Америки, направленное на юго-запад.
P.S. Чтобы разобраться в том, где находятся различные течения, изучите набор карт. Также полезно будет почитать эту статью
Течения перемещаются по Мировому океану подобно могучим рекам, управляемым Солнцем и ветрами. Вследствие вращения Земли течения отклоняются до 45° от направления ветра: вправо - в Северном полушарии и влево - в Южном полушарии, образуя на поверхности океанов гигантские спиралеобразные витки.
Глубинные водные потоки перемещаются по-разному Так, в области Северного полюса водные массы Атлантики охлаждаются льдом и опускаются, меняясь местами с более теплыми слоями. Двигаясь на юг, холодное течение соединяется с соленой водой высокой плотности, вытекающей из Средиземного моря. Поток продолжает движение, на больших глубинах пересекая тропики и минуя южную часть Атлантического океана, а затем разветвляется у берегов Антарктиды. Двигаясь в северном направлении, водный поток соединяется с теплыми водами Индийского и Тихого океанов. Затем он снова попадает в Атлантический океан и, переместившись в верхние слои, направляется на север, в сторону Гренландии и полуострова Лабрадор, где вода опять становится холодной и плотной. Цикл повторяется. Иногда для завершения полного цикла требуется много лет.
Поверхностные течения
Температура поверхностных течений может колебаться от +30 °С до -2 °С. Эти течения, которые в зависимости от температуры воды бывают теплыми или холодными, оказывают огромное влияние на погоду и климат Земли. Течение Гольфстрим (в Атлантическом океане) несет теплую воду из Мексиканского залива и Карибского моря, омывая восточное побережье Северной Америки и остров Ньюфаундленд, затем, минуя Британские острова (Гольфстрим в этой части называют еще Северо-Атлантическим течением), направляется в Северный Ледовитый океан. Глобальное потепление может привести к тому, что холодная вода тающих полярных льдов изменит курс Гольфстрима и охладит его. В результате наступит похолодание в тех местах, где сейчас вследствие влияния Гольфстрима климат достаточно мягкий, например в Великобритании.
Перчатка за бортом!
Попадая в океанические течения, предметы могут перемещаться на расстояния в тысячи километров. Упав с дерева в тропиках, начинают свое морское путешествие плоды и семена. Иногда может пройти и 30 лет, прежде чем волна вынесет их на берег, находящийся на огромном расстоянии от родины. На рисунке продемонстрировано «морское путешествие» хоккейной перчатки, которая вместе с другими 34 000 предметов была смыта в 1994 году за борт грузового корабля во время шторма в Тихом океане. Ежегодно в море с побережья США, Канады и Аляски попадает около 500 перчаток и кроссовок. Прослеживая с помощью компьютера движение попавших в воду предметов, ученые изучают направления океанических течений.
Глубинные водные течения
Океанологи полагают, что изучение глубинных течений поможет понять причины изменения климата и подобраться к разгадке феномена Эль-Ниньо и других удивительных природных явлений. Специальный корабль отправляется в заданную точку Мирового океана, определенную с помощью спутников. Чтобы измерить температуру и соленость воды на разной глубине, используется ЭТГ-прибор (ЭТГ - электропроводность, температура, глубина). Этот прибор, снабженный емкостями для проб, спускают с борта корабля на глубину до 2500 м. Во время погружения прибор берет пробы воды - 40 проб в секунду. Результаты заносят в таблицу и определяют по ним характер и направление течения.
Эль-Ниньо
Изменение направления океанических течений оказывает негативное воздействие на климат. Каждые несколько лет в результате прогревания океана огромная масса теплой воды собирается в Тихом океане у берегов Эквадора и Перу. Вследствие этого происходят нетипичные для данной местности явления: рыбы становится меньше, так как она направляется в привычные для нее более холодные воды, а в пустынях идет дождь. Все это обычно случается в конце декабря, когда католический мир празднует Рождество, поэтому рыбаки назвали этот природный феномен Эль-Ниньо («мальчик»), в честь младенца Христа. На фотографиях, сделанных спутником в 1997 году, видны массы теплой воды (белого цвета). Иногда Эль-Ниньо сопровождается холодным течением, которое называется Ла-Нинья («девочка»). По не изученным пока причинам эти течения оказывают противоположное влияние на погоду: если одно из них вызывает засуху, то другое приносит наводнение, и наоборот.
Зарождение холодного течения
Глубинные океанические течения несут плотную холодную воду от ледников Гренландии, находящихся в Северном Ледовитом океане, через Атлантику на юг. Глубинные течения обычно возникают из-за разницы в плотности воды. Вода, образующаяся при таянии ледников Гренландии, очень холодная и соленая из-за большого количества содержащейся в ней соли. Холодная соленая вода опускается, вытесняя менее плотную воду, и продвигается в сторону экватора - так возникают глубинные океанические течения. Скорость глубинных течений невысока, несколько метров в день. Перемещение глубинных вод называется океанической циркуляцией.
Изменение климата под влиянием течений
Тюлень, которого вы видите на фото, умер от голода после того, как погодные условия в Калифорнии резко изменились под влиянием Эль-Ниньо. Рыба, которой питаются тюлени, ушла в более прохладные воды. В 1997-1998 годах жертвами Эль-Ниньо стало около 2000 человек; в Бразилии и на Суматре бушевали лесные пожары, во Флориде случилась небывалая засуха, в Кении и Судане были наводнения, в Перу образовались оползни, а часть засушливой местности превратилась в озеро. Ученые надеются с развитием новейших технологий научиться предсказывать направление и возможные последствия Эль-Ниньо, чтобы предотвратить жертвы и разрушения.
Специалисты NASA создали новую карту течений мирового океана. Её отличие от всех предыдущих в интерактивности – любой желающий может самостоятельно взглянуть на все стабильные водные потоки и определить температурный характер течения.
Знали ли вы, что вода в океане неоднородна? Логично, что ближе к поверхности она теплее, чем на глубине. Однако, не всем известно, что объём соли в океанической воде, за редким исключением обратно пропорционален глубине, на которой эта вода находится – чем глубже, тем преснее. Однако, из этого правила есть исключения. Например, в Арктике и Антарктике глубинные воды также насыщены солью – ледяные пласты, проникающие на большую глубину, содержат частицы поверхностных соляных испарений, обогащая ими весь водный пласт.
Верхний слой океанической воды приводится в движение стабильными воздушными потоками. Таким образом, карта океанских течений в целом идентична карте морских ветров.
Уникальная онлайн-карта
Уникальная карта, при помощи которой можно подробно рассмотреть течения всех океанов мир
Модель была разработана с целью продемонстрировать механизм термоциркуляции в мировых водах. Однако, карта не является абсолютно точной – с целью лучшей демонстрации разницы между поверхностными и глубинными водными потоками, в определённых показатель глубины несколько завышен по отношению к реальному.
Анимационная составляющая новой карты смоделирована учёными NASA в лаборатории Goddard Space Flight Center.
Сравнительная контурная карта течений
Ниже представлена классическая контурная карта течений мирового океана на русском языке, на которой схематично отображены все основные холодные и тёплые течения мирового океана. Стрелочки указывают на направление движения, а цвет – на температурную характеристику воды – тёплым, или холодным является конкретное течение.
