Сообщение о морских течениях. Океаническое течение - это что? Причины океанических течений. Что такое экваториальные течения

Который передвигается с определенной цикличностью и частотой. Отличается постоянством физико-химических свойств и конкретной географической расположенностью. Бывает холодным или теплым в зависимости от принадлежности к полушариям. Каждый такой поток характеризуется повышенной плотностью и давлением. Измеряется расход водных масс в свердрупах, в более широком смысле - в единицах объема.

Разновидности течений

В первую очередь циклично направленные потоки воды характеризуются по таким признакам, как устойчивость, скорость движения, глубина и ширина, химические свойства, воздействующие силы и т. д. Исходя из международной классификации, течения бывают трех категорий:

1. Градиентные. Возникают при воздействии на изобарические слои воды. Градиентное океаническое течение - это такой поток, который характеризуется горизонтальными перемещениями изопотенциальных поверхностей акватории. По первоначальным признакам они делятся на плотностные, барические, стоковые, компенсационные и сейшевые. В результате сточного течения образуются осадки и таяние льда.

2. Ветровые. Определяются наклоном уровня моря, силой воздушного потока и колебаниями плотности масс. Подвидом является дрейфовое Это поток воды, вызванный сугубо действием ветра. Колебаниям подвергается только поверхность бассейна.

3. Приливные. Проявляются наиболее сильно на мелководье, в устьях рек и у побережья.

Отдельным видом течения является инерционное. Оно обуславливается действием сразу нескольких сил. По изменчивости движения различают постоянные, периодические, муссонные и пассатные потоки. Последние два определяются направлением и скоростью посезонно.

Причины океанических течений

В настоящий момент циркуляция вод в мировой акватории только начинает подробно изучаться. По большому счету, конкретная информация известна только о поверхностных и малоглубинных течениях. Главная загвоздка заключается в том, что океанографическая система не имеет четких границ и находится в постоянном движении. Она представляет собой сложнейшую сеть потоков, обусловленную различными физическими и химическими факторами.

Тем не менее на сегодняшний день известны следующие причины океанических течений:

1. Космическое воздействие. Это самый интересный и одновременно сложный для изучения процесс. В данном случае течение обуславливается вращением Земли, воздействием на атмосферу и гидрологическую систему планеты космических тел и т. д. Яркий пример - приливы.

2. Воздействие ветра. Циркуляция вод зависит от силы и направления воздушных масс. В редких случаях можно говорить о глубинных течениях.

3. Разность плотностей. Потоки образуются благодаря неравномерному распределению солености и температуры водных масс.

Атмосферное воздействие

В мировой акватории такого рода влияние обуславливается давлением неоднородных масс. Вкупе с космическими аномалиями потоки воды в океанах и более маленьких бассейнах изменяют не только свое направление, но и мощность. Особенно это заметно в морях и проливах. Ярким примером может служить Гольфстрим. В начале своего пути он характеризуется повышенной скоростью.

Во Гольфстрим разгоняется одновременно и противными, и попутными ветрами. Такое явление образует цикличное давление на слои бассейна, разгоняя поток. Отсюда в определенный период времени происходит значительный отток и приток большого количества воды. Чем слабее давление атмосферы, тем выше прилив.

Когда уровень воды понижается, уклон Флоридского пролива становится меньше. Из-за этого значительно уменьшается скорость течения. Таким образом, можно сделать вывод, что повышенное давление снижает силу потока.

Воздействие ветра

Связь между потоками воздуха и воды настолько крепка и одновременно проста, что ее тяжело не заметить даже невооруженным взглядом. Издавна мореплаватели умели рассчитывать подходящее океаническое течение. Это стало возможным благодаря работам ученого В. Франклина о Гольфстриме, датируемым 18 веком. Спустя несколько десятилетий А. Гумбольдт указал именно ветер в списке главных воздействующих на водные массы посторонних сил.

С математической точки зрения теорию обосновал физик Цепприц в 1878 году. Он доказал, что в Мировом океане происходит постоянная передача поверхностного слоя воды на более глубинные уровни. При этом главной воздействующей на движение силой становится ветер. Скорость течения в этом случае убывает пропорционально глубине. Определяющим условием постоянной циркуляции вод является бесконечно долгое время действия ветра. Исключением считаются лишь пассатные потоки воздуха, которые обуславливают движение водных масс в экваториальной полосе Мирового океана посезонно.

Разность плотностей

Воздействие данного фактора на водную циркуляцию является важнейшей причиной течения в Мировом океане. Масштабные исследования теории приводились международной экспедицией Challenger. Впоследствии работы ученых были подтверждены скандинавскими физиками.

Неоднородность плотностей водных масс является результатом действия сразу нескольких факторов. Они всегда существовали в природе, представляя собой непрерывную гидрологическую систему планеты. Любое отклонение температуры воды влечет за собой изменение ее плотности. При этом всегда наблюдается обратно пропорциональная зависимость. Чем выше температура, тем ниже плотность.

Также на разность физических показателей влияет агрегатное состояние воды. Замерзание или испарение увеличивает плотность, выпадение осадков - ее уменьшает. Воздействует на силу течения и соленость водных масс. Она зависит от таяния льдов, осадков и уровня испарения. По показателям плотности Мировой океан достаточно неравномерен. Это касается и поверхностных, и глубинных слоев акватории.

Течения Тихого океана

Общая схема потоков определяется циркуляцией атмосферы. Так, восточный пассатный ветер способствует формированию Северного течения. Оно пересекает акваторию от Филиппинских островов до побережья Центральной Америки. Имеет два рукава, которые питают индонезийский бассейн и Экваториальное океаническое течение Тихого океана.

В самыми крупными потоками акватории являются Куросио, Аляскинское и Калифорнийское течения. Первые два - теплые. Третий поток являет собой холодное океаническое течение Тихого океана. Бассейн Южного полушария формируют Австралийское и Пассатное течения. Чуть восточнее центра акватории наблюдается Экваториальное противотечение. У берегов Южной Америки имеет место ответвление холодного Перуанского потока.

В летнее время в районе экватора действует океаническое течение Эль-Ниньо. Оно оттесняет холодные массы воды Перуанского потока, формируя благоприятный климат.

Индийский океан и его течения

Для северной части бассейна характерна сезонная смена теплых и холодных потоков. Такая постоянная динамика вызвана действием муссонной циркуляции.

В зимний период главенствует Юго-Западное течение, которое берет начало в Бенгальском заливе. Немногим южнее находится Западное. Это океаническое течение Индийского океана пересекает акваторию от побережья Африки до Никобарских островов.

Летом восточный муссон способствует значительному изменению поверхностных вод. Экваториальное противотечение смещается на глубину и заметно теряет свою силу. В результате его место занимают мощные теплые Сомалийское и Мадагаскарское течения.

Циркуляция Ледовитого океана

Главной причиной развития подводного течения в этой части Мирового океана является мощный приток водных масс из акватории Атлантики. Дело в том, что многовековой покров льда не дает атмосфере и космическим телам воздействовать на внутреннюю циркуляцию.

Важнейшим течением акватории Ледовитого океана считается Северо-Атлантическое. Оно пригоняет огромные объемы теплых масс, не давая температуре воды опуститься до критических показателей.

За направление дрейфа льда отвечает Трансарктическое течение. Из прочих наиболее крупных потоков можно выделить Ямальское, Шпицбергенское, Норткапское и Норвежское течения, а также ответвление Гольфстрима.

Течения Атлантического бассейна

Соленость акватории океана крайне велика. Зональность водной циркуляции является наислабейшей среди прочих бассейнов.

Здесь главное океаническое течение - Гольфстрим. Благодаря ему средние температурные показатели воды держатся на отметке +17 градусов. Это теплое океаническое согревает оба полушария.

Также наиболее важными потоками бассейна являются Канарское, Бразильское, Бенгельское и Пассатное течения.

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

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.

Гольфстрим исчез или поменял направление. Произошло глобальное изменение климата. Человеческая цивилизация на грани исчезновения. Как относиться к этим страшилкам, известным по фильмам-катастрофам и статьям некоторых климатологов-футурологов? Чтобы это отношение выработать, стоит прежде всего разобраться в необычайно интересном феномене морских течений.

Владимир Жмур

Что вообще заставляет воду двигаться в воде? Например, ее неоднородность. Более соленая и более холодная вода тяжелее более пресной и теплой. А поскольку и соленость в разных точках Мирового океана может различаться, и поверхность моря нагревается солнцем неравномерно, в толще воды возникает градиент давлений, и точно так же, как воздух в атмосфере, вода начинает движение от зоны высокого давления к зоне низкого. Такие течения в науке называют термохалинными. Существуют и течения, вызванные перепадами уровня океана, их можно назвать баротропными. Но все же творцы самых мощных перемещений воды — ветер и сила Кориолиса.

Океан в теснине

Течения, буквально промешивающие пол-океана, — это ветровые течения. Пример — крупномасштабная циркуляция воды в северной части Атлантики. Поток, охватывающий всю верхнюю толщу вод, движется по часовой стрелке с на удивление маленькой скоростью — всего-то 1−2 см/с. Казалось бы, все просто — вдоль восточных берегов Атлантики течение движется с севера на юг, вдоль американских берегов — с юга на север. Но есть одна существенная деталь, имеющая решающее значение для климата в этой части мира. Сила Кориолиса — сила инерции, возникающая из-за вращения нашей планеты, — прижимает течение к американскому материку. Часть мощного потока океанских вод сжимается в узкой прибрежной зоне, образуя так называемое западное пограничное течение. Дальше все происходит по законам гидравлики: оказавшись в своего рода теснине, вода резко увеличивает скорость примерно до 2 м/с, то есть в сто раз. Эта мощная струя в конце концов отрывается от породившего ее кругового течения и уходит на север, становясь течением Гольфстрим.

Понятно, что даже такое мощное и быстрое океанское течение, как Гольфстрим, все равно испытывает на своем пути воздействие разнообразных сил и факторов. Оно постепенно теряет энергию, начинает петлять, создавая, подобно реке, меандры. Иногда эти меандры отрываются и формируют отдельные вихри — так называемые ринги, имеющие диаметр около 200 км. В каждый момент времени этих вихрей в Северной Атлантике существует более десятка. Если они, отделяясь, уходят на юг, то несут более холодную воду в более теплые зоны океана, если на север, то наоборот — заносят относительно теплую воду в полярные области.

Твердая вода

Вихри — постоянный спутник морских течений. Сама граница течения представляет собой фронт, то есть перепад характеристик водной среды. Он практически никогда не бывает плоскостью, перпендикулярной дну, но имеет уклон. Фронт постоянно меняет положение, и рядом с ним неизменно рождаются вихри — от гигантских, диаметром в сотни километров, до самых маленьких, какие только могут быть. Понятно, что воду закручивает одновременное действие разных сил, и здесь опять-таки не последнюю роль играет сила Кориолиса.

Как изучают океанские течения

Одним из главных инструментов изучения океанских течений стала развивающаяся с конца 90-х гг глобальная сеть роботизированных буев-поплавков ARGO. Если посмотреть на карту сети, можно увидеть, что буи равномерно распределены по всей акватории Мирового океана, кроме арктической зоны, с шагом примерно 300 км. Изначально запланированное количество в 3000 буев было достигнуто еще в 2007 году, и сейчас их количество постоянно увеличивается. Характерной особенностью роботизированного «поплавка» ARGO является его переменная плавучесть. Она достигается путем изменения эффективной плотности за счет варьирования объема аппарата. Поршень растягивает находящийся в нижней части буя резиновый мешок, и объем зонда при неизменной массе возрастает. Буй работает циклами по 10 дней. Основное время (9 дней) он работает на глубине около 1000 м, затем кратковременно опускается на 2000 м, и затем всплывает, чтобы в течение дня передать на спутник все собранные за вахту данные. На разных глубинах и на поверхности буй замеряет плотность, электропроводность и даже оптические свойства воды.

Вот интересный пример. Через Гибралтарский пролив, как и через любой узкий пролив, соединяющий два бассейна, в которых вода имеет разные характеристики, идут два быстрых встречных потока. Более легкая океанская вода вливается в Средиземное море поверху, а более тяжелая, более соленая морская, идет понизу и скапливается уже в океане на глубине порядка 1000−1200 м (именно на такой глубине средиземноморский «рассол» имеет нулевую плавучесть). Вырастает своего рода огромный «мешок», а с ним возникает разница гидростатического давления на одинаковой глубине. Теперь, казалось бы, есть все условия, чтобы возникло течение по направлению градиента давлений. Но тут и вступает в действие сила Кориолиса — она компенсирует перепад давлений, и вода, вместо того чтобы двигаться по изолинии давления, выталкивается в перпендикулярном направлении. Так в Атлантике закручивается гигантский вихрь диаметром около 100 км и толщиной метров 300. Кстати, обнаружение этого вихря и изучение его природы стало одним из последних крупных открытий в области гидрологии океана и физической географии вообще.

Еще одно необычное явление, связанное с океанскими течениями и рождаемыми ими вихрями, наблюдается между Индийским океаном и Атлантикой. Агульясское течение, идущее вдоль восточноафриканского берега на юг, у побережья ЮАР (то есть там, где кончается африканский континент) делает левый поворот и вновь направляется на восток, в Индийский океан. В этом месте от него отрываются вихри, уходящие в сторону Атлантики. Эти водовороты существуют долго, до трех лет, пока их не выносит к берегам Южной Америки, где вихри постепенно перемалываются прибрежными течениями. Эти образования играют большую роль в процессе обмена водой и разнообразным биоматериалом между двумя океанами. Удивительный момент заключается, однако, в том, что сами эти вихри имеют ничтожную толщину по сравнению с диаметром. Фактически это тонкие водяные диски, крутящиеся по поверхности океана. Что же им придает такую невероятную живучесть? Ведь вращение одной вязкой жидкости в другой неизбежно должно было бы привести к торможению и распаду вихря. Исследователям удалось выяснить, что в момент образования — еще внутри Агульясского течения — эти вихри приобретают свойства, характерные для вращения… твердого тела. Именно благодаря таким уникальным физическим характеристикам диск из воды Индийского океана достигает американских берегов.

Конструкция буя несложна и включает в себя антенны, блок управления, элементы питания, а также гидравлическую систему, позволяющую варьировать плавучесть аппарата за счет изменения эффективной плотности.

Хранители цивилизации

Истории с вихрями наглядно демонстрируют, что Мировой океан наполнен разнообразными и иногда причудливыми движениями. Свои особенности имеют течения экваториальной области, где практически не действует сила Кориолиса. Исключительное значение для формирования климата на Земле имеет Антарктическое циркумполярное течение — единственное по‑настоящему замкнутое океанское течение на планете. У него есть некий северный аналог, однако в него временами заходит и точно так же выходит атлантическая вода, тогда как в Антарктике ветер гонит воду бесконечным кругом.

Но все же самые мощные течения на Земле — это западные пограничные, порождаемые, как уже говорилось, ветром и действием силы Кориолиса. В Южном полушарии их мощь не так впечатляет (возможно, из-за влияния Антарктиды), но в Северном Гольфстрим в Атлантике и Куросио в Тихом океане оказывают решающее влияние на климат, хозяйство, а значит, и всю человеческую цивилизацию. Очень трудно себе представить, по крайней мере при нынешней конфигурации океанов и континентов, что механизм, порождающий Гольфстрим, вдруг даст сбой. Другое дело — распределение его энергии.

Буй Argo работает на глубинах до 2000 м, что позволяет промерять всю толщу воды, которую несут с собой крупные океанские течения. Буй запрограммирован на десятидневные циклы, по окончании каждого из них идет переброска данных на спутник.

В Северной Атлантике Гольфстрим ветвится: один поток поворачивает на юг и греет Европу, другой уходит в Северный Ледовитый океан, превращая Мурманск в круглогодичный незамерзающий порт. Еще одна ветвь идет к Исландии, а затем поворачивает в сторону Североамериканского континента. Характер ветвления зависит от распределения градиентов давления в этой части Мирового океана. Если предположить, что течение усилит свою ветвь, направленную к Европе, а поток, идущий в Баренцево море, иссякнет, в Европе станет жарче, а вот в России может существенно расшириться зона вечной мерзлоты.

Если же случится наоборот, по Темзе зимой снова будут ездить на санях, зато растают льды Северного Ледовитого океана. Этот океан подключится к общей системе обмена энергией между атмосферой и Мировым океаном, создаст новые ветры, которые, в свою очередь, наверняка изменят картину морских течений. Сдвиги климата в этом случае могли бы оказаться труднопредсказуемыми. Остается лишь главный вопрос: насколько это реально?

Самая мощная цикруляция в мировом океане вызвана действием ветром. Медленные кольцеобразные течения, существующие как в Северном, так и в Южном полушариях, основательно перемешивают воду в океанах.

Главная опасность, о которой можно было бы говорить, — это таяние ледяного панциря Гренландии, что привело бы не только к повышению уровня Мирового океана, но и наверняка к изменению направления течений. Тут с Гольфстримом и могла бы случиться беда. Что ж, ледники Гренландии действительно потихоньку тают, однако ничего такого, что бы сулило глобальные катастрофические последствия в ближайшем будущем, пока не происходит. А дальше?

А дальше все упирается в надежность предлагаемых разными группами исследователей моделей прогнозирования. Одни абсолютизируют сегодняшнюю тенденцию к потеплению и экстраполируют ее на тысячу лет вперед: у них выходит, что в конечном счете океан закипит, а жизнь на Земле станет невозможной. Другие, напротив, говорят, что жара скоро сменится похолоданием.

И пусть сторонники того или иного сценария предлагают свои расчеты, по мере увеличения срока прогноза растет и величина погрешности. Поэтому, если к прогнозам на десять лет вперед можно относиться серьезно, то вероятность реализации сценария, рассчитанного на сто лет, равняется анекдотическим 50 на 50, то есть или будет, или нет.

Если же говорить о серьезных публикациях, выходящих в наши дни, то по их совокупности можно прийти к выводу о том, что современная наука не видит реальных оснований для катастрофических сценариев, связанных с Гольфстримом. Чтобы в этой мощной и достаточно устойчивой системе что-то радикально поменялось, нужны колоссальные изменения на планете, но таких процессов мы не наблюдаем, а современные нам изменения климата могут быть всего лишь проявлениями краткосрочных циклов в пять-шесть десятков лет.

Огромный объем океанической воды беспрерывно пребывает в движении, образует течения Мирового океана. Обширные течения известны с давних времен, имеют свои названия.

Потоки воды движущиеся со скоростью до 10 км/ч, еще называются «океаническими реками», поскольку имеют определенную ширину и направленность.

В Северном полушарии океаническая вода перемещается по часовой стрелке, в Южном — наоборот, что обусловлено эффектом Кориолиса.

Причины образования течений в Мировом океане

Перемещение воды в Мировом океане происходит под влиянием следующих факторов:

• осевого вращения планеты;
• воздушных масс;
• гравитационной взаимосвязи планеты и спутника;
• особенностей рельефа океанического ложа;
• очертаний континентов;
• химической структуры, физических и температурных особенностей морской воды.

Классификация течений

Постоянно движущийся поток морской воды называется течением. Океанические течения более выраженные, чем морские.

Классифицируются они по:

• глубине нахождения в водной толще;
• температуре;
• времени существования;
• происхождению;
• направленности и характеру движения.

По температуре воды течения бывают:

• холодными (температура потока ниже, чем окружающих водных масс);
• теплыми (температура выше);
• нейтральными (температура, как у окружающей воды).

По происхождению:

1. Плотностными. Если в потоке вода более соленая, а значит более плотная, то она устремляется в область, где плотность ниже.
2. Сточными , формирующимися при оттоке воды с области с большим уровнем в область, где уровень меньше. Они создают мягкий прибрежный климат.
3. Компенсационными , формирующимися при возвращении ушедших вод. Они создают сухой пустынный прибрежный климат.
4. Дрейфовыми , образующимися под воздействием постоянных воздушных масс.
5. Ветровыми , возникающими под воздействием сезонных воздушных масс.
6. Приливными и отливными , зависящими от притяжения Луны.

По направленности:

• зональными (устремленными в широтном восточном или западном направлении);
• меридиональными (объединяющими зональные потоки).

По периоду существования:

• постоянными;
• периодическими;
• случайными.

По характеру движения:

• прямыми;
• искривленными;
• образуемые циклонами;
• образуемые антициклонами.

По глубине залегания:

• поверхностными;
• глубинными;
• придонными.

Карта океанических течений Мирового океана

На четыре океана приходится около 40 больших течений, объединенных в единую структуру. Наибольшее число насчитывается в Тихоокеанском бассейне.

На карте дана схема движения водных потоков разной температуры. Видно, что существует мировая водная цепь, находящаяся в непрерывном движении.

Список течений Мирового океана

В таблицу, расположенную ниже, занесены самые крупные водные потоки четырех океанов.

Движение водных масс Атлантического океана основано на девяти течениях:

1. Южное Пассатное — устойчивое, с меняющейся скоростью (зимой более медленное, чем летом). Начинается у берегов Африки, идет к Южной Америке, где у восточной оконечности Бразилии делится на Бразильское и Гвианское;
2. Северное Пассатное — образуется у западной оконечности Африки, движется к Антильским островам, где разделяется на Антильское, вливающееся в Гольфстрим, и Гвианское, наполняющее Карибское море;
3. Гольфстрим — самое сильное из теплых течений. Начало находится в проливе Флориды. Поток идет вдоль североамериканского берега до восточной части Ньюфаундлендской отмели, где разделяется;
4. Северо-Атлантическое — комплекс потоков, являющийся ответвлением самого мощного течения Гольфстрим. Начинается возле Ньюфаундлендской отмели. С южной стороны дает ветвь – Канарское течение, огибающее Азорские острова. Канарский поток вливается в Северный Пассатный. Северо-Атлантические воды у северо-востока Европы образуют течение Ирмингера, Западно-Гренландское, Нордкапское;
5. Бразильское — южная ветка Южного Пассатного. Исток у берега Бразилии. Вода движется на восток, соединяется с потоком Западных ветров;
6. Лабрадорское — начало находится в водах Канадского архипелага. Идет по западу моря Баффина, достигает Гольфстрима. В проливе Дейвиса соединяется с Западно-Гренландским и Восточно-Гренландским;
7. Западных Ветров — самое большое, проходящее через все меридианы, представляющие собой кольцо вокруг Антарктиды. В Атлантическом океане представлено Фолклендским потоком;
8. Бенгельское — северное ответвление Западных ветров. Устремлено от южной оконечности Африки к экватору, является началом Южного Пассатного;
9. Канарское — ветка Северо-Атлантического. Идет вдоль Пиреней и северо-запада Африки. Формирует Северное Пассатное.

Течение Гольфстрим

В Тихом океане обширных течений семь:

1. Северное Пассатное — идет от Калифорнийского полуострова к Филиппинским островам, дальше к Тайваню, где преобразуется в Куросио.
2. Куросио — идет от острова Тайвань к Японскому архипелагу. Далее продолжается до Северной Америки как Северо-Тихоокеанское, до северных островов Японии как Цусимское.
3. Южное Пассатное — направлено от архипелага Галапагос к Австралии. К северу от Новой Гвинеи смешивается с Экваториальным противотечением, к югу от Австралии формирует Восточно-Австралийское течение.
4. Северо-Тихоокеанское — является продолжением Куросио. Идет от Японского архипелага к Северной Америке. Формирует Калифорнийский и Аляскинский поток. Делит океан на тропическую и полярную части.
5. Калифорнийское — ветка Северо-Тихоокеанского. Движется вдоль Калифорнии, соединяется с Северным Пассатным.
6. Перуанское — огибает архипелаг Галапагос, входит в Южное Пассатное.
7. Западных ветров — движется до мыса Горн, где разветвляется. Одна часть идет на юг, другая – вдоль западного южноамериканского берега.

Карта течений Тихого океана

В Индийском бассейне выделяются пять крупных течений:

1. Южное Пассатное — начало возле Австралии. Идет до Мадагаскара, где образует две ветки. Северная ветка формирует Экваториальное противотечение, южная – Мозамбикское течение;
2. Мозамбикское — образуется из южного ответвления Южного Пассатного, проходящего по Мозамбикскому проливу. Формирует течение Игольное;
3. Муссонное — находится в северной зоне бассейна, меняет направление за муссонными ветрами (в зимние месяцы — северо-восточное, в летние — юго-западное). Соединяется с Экваториальным противотечением;
4. Сомалийское — является продолжением Южного Пассатного. Идет вдоль восточноафриканского берега, устремляется на восток, где преобразуется в Муссонное;
5. Западных ветров — самое мощное в Индийском бассейне, представлено Западно-Австралийским потоком.

В Северном Ледовитом бассейне обширное течение одно – Восточно-Гренландское. Оно омывает восточный край Гренландии, переносит к югу айсберги.

Основные поверхностные течения Мирового океана

Каждый океан имеет и теплые, и холодные воды с разной активностью движения. Ниже приводится перечень океанических течений с указанием температурной категории.

Атлантический океан

К теплым потокам относятся:

• Гольфстрим;
• Бразильское;
• Гвианское;
• Северо-Атлантическое.

К холодным:

• Лабрадорское;
• Канарское;
• Бенгельское;
• Фолклендское.

К нейтральным:

• Северное Пассатное;
• Южное Пассатное;
• Южно-Атлантическое.

Тихий океан

Теплые:

• Куросио;
• Восточно-Австралийское;
• Аляскинское.

Холодные:

• Перуанское;
• Калифорнийское;
• Курильское.

Нейтральные:

• Южное Пассатное;
• Северное Пассатное;
• Южно-Тихоокеанское;
• Северо-Тихоокеанское;
• Алеутское;
• Экваториальное противотечение.

Индийский океан

Теплый поток:

• Игольный.

Холодный:

• Западно-Австралийский.

Нейтральные:

• Муссонный;
• Южно-Пассатный;
• Сомалийский.

Северный Ледовитый океан

Холодный поток:

• Восточно-Гренландский.

Теплые:

• Западно-Гренландский;
• Шпицбергенский;
• Норвежский.

Отдыхая на курорте и плавая в теплом море, тяжело представить, что воды этого моря когда-то побывали в Северном Ледовитом океане или омывали ледяные берега Антарктиды. Но так наверняка было, ведь Мировой океан – сложная структура, состоящая из множества соединяющихся и разветвляющихся потоков.

Океанические течения оказывают огромное влияние на подводную жизнь, на климатические условия в прибрежных зонах материков.

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.