Течения Атлантического океана

Вопрос. Понятие о гидросфере. Круговорот воды в природе. Значение гидросферы

Гидросфера (от др.-греч. гидро. «вода» + сфера «шар») — водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные воды.

Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее состояния: твердую, жидкую, газообразную. Из 1,4 млрд. км3 общего объема вод гидросферы:

· моря и океаны – составляют около 96,5%;

· на подземные воды - 1,7%,

· на ледники и постоянные снега (в основном Антарктиды и Гренландии) - около 2% ,

· поверхностные воды суши (реки, озера, болота, искусственные водоемы) - менее 0,02%.

Некоторое количество воды находится в атмосфере и в живых организмах.

Гидросфера играет очень большую роль в жизни нашей планеты. Она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки. Мировой океан особенно влияет на климат прибрежных территорий. Гидросфера играет важную роль для всего человечества. Водные ресурсы являются транспортом, источником электрической энергии и служат составляющими разнообразной сырьевой базы. Гидросфера участвует в процессах формирования природной среды планеты. С её участием разрушаются каменные глыбы, растворяются органические соединения, происходит активизация процессов почвообразования. Наличие воды является необходимым условием для миграции большинства соединений и химических элементов. Она участвует в нагревании и охлаждении воздушных масс, а также стабильно насыщает их влагой. Гидросфера является основным участником, формирующим климат и погоду на планете. Водная среда необходима в процессе жизнедеятельности флоры и фауны, участвует в добыче подводных залежей руды и нефти. Большая часть производственной и хозяйственной деятельности человека основана на водных ресурсах. Гидросфера является важнейшим гарантом защиты всей планеты от перегрева и позволяет предотвратить глобальный термодинамический кризис.

Круговорот воды в природе (гидрологический цикл), влагооборот — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения воды, переноса паров воздушными течениями, их конденсации, выпадения в виде осадков (дождь, снег и т. д.) и переноса воды реками и другими водоёмами.

Круговорот воды на Земле – природный процесс, представляющий собой беспрерывный водный обмен между атмосферой, литосферой и Мировым океаном. В процессе этого обмена водная масса меняет агрегатное состояние: из жидкой или твердой превращается в газообразную, и обратно. Она в ходе своего перемещения забирает и переносит огромное количество органических соединений и минеральных элементов, необходимых для поддержания жизни на планете.

Процесс сложный, состоит из нескольких этапов. Движущий фактор – солнечное излучение.

В теплый сезон нагретая Солнцем вода принимает газообразное состояние – становится паром. Из испаряющейся водной массы отфильтровываются соли. То есть накапливающийся в атмосфере пар является пресным. По мере поднятия в атмосферные слои пар сталкивается с холодными воздушными потоками, в результате формируются облака. Выпадающие из них осадки наполняют океан.

То есть этапы круговорота воды, если говорить упрощенно, следующие:

· испарение;

· концентрирование в атмосфере;

· выпадение в виде осадков.

Такой процесс наблюдается обычно над океанической поверхностью. Но он сложнее, если облака скапливаются над сушей, и осадки проливаются не в океан, а на земную поверхность. Сточные воды, наполняющие поверхностные и подземные источники, проходят длительный путь к океану. В процессе движения происходит процесс, обратный опреснению пара в атмосфере: реки и подземные водотоки забирают с грунта минеральные частицы, выносят их в моря и океаны. Там вода испаряется, а соли остаются. Так реки поддерживают соленость Мирового океана.

 

Планетарная циркуляция воды включает несколько процессов, являющихся ее звеньями. Следует подробнее рассмотреть схему мирового круговорота воды:

1. Испарение – начальное звено круговорота. Нагреваемая солнечным излучением вода переходит из жидкого состояния в газообразное. Пар поднимается в атмосферные слои. Этот процесс происходит на планете непрерывно в разных масштабах: пар образуется над реками, озерами, морями, над всеми водными источниками, даже в результате выделения пота живыми организмами.

2. Конденсация – 2 этап. Происходит в высоких атмосферных слоях, в результате пар снова обретает жидкое состояние. Частицы пара, столкнувшись с холодными воздушными потоками, рассеивают тепло, формируют водяные капли. Так образуются облака, а также туман.

3. Осадки – 3 этап. Водяные капли, формирующие облака, постепенно сливаются друг с другом, тяжелеют. Когда достигают определенного размера, выпадают на землю твердыми или жидкими осадками. Из-за высокой скорости падения осадки, приближаясь к земной поверхности, не успевают испаряться. В результате становятся возможными снег, дождь, град.

4. Стоки в океан – 4 этап. Выпавшие на землю осадки распределяются. Часть впитывается в почву, становится питанием для растительных организмов. Другая часть попадает реки и прочие природные стоки, устремляется обратно в океан.

Основными элементами круговорота воды являются:

· осадки – выпадение атмосферной влаги на земную поверхность;

· перехват осадков растительностью – испарение выпавшей влаги с растений, без насыщения почвы и пополнения водных источников;

· стоки – объекты перемещения воды по земной поверхности;

· инфильтрация – просачивание воды в почву с сопутствующей фильтрацией;

· подземные стоки – потоки под землей, находящиеся в аэрационной зоне;

· испарение – переход воды из жидкого в газообразное состояние;

· сублимация – переход из твердого в газообразное состояние;

· отложение – переход из газообразного в твердое состояние;

· адвекция – горизонтальное движение молекул в любом агрегатном состоянии в атмосферных слоях;

· конденсация – формирование облачности;

· испарение – образование пара под влиянием солнечного тепла, движение его с земной поверхности в атмосферу;

· просачивание – опускание влаги в почву под гравитационным воздействием.

Жидкость, постоянно меняясь, выделяет и поглощает энергию. Живые организмы, в том числе люди, тоже участвуют в круговороте воды, употребляя и выделяя ее, используя для своих нужд. Влияние человека на процесс усиливается, причем имеет преимущественно негативный характер. Круговорот нарушается промышленным использованием воды, сооружением водохранилищ и плотин, осушением болот, введением оросительных систем.

В верхних грунтовых слоях корневая система растений всасывает часть воды, необходимой для метаболизма. Незначительное количество накопившейся в растительных тканях жидкости переходит в организм растительноядных животных и человека. Но большая часть жидкости участвует в процессе транспирации: поступает из почвы в корни, перемещается по каналам в тканях растения, испаряется через листья.

Часть воды, не поглощенная растениями, поступает дальше в почвенные слои, становится частью системы грунтовых вод, протекающих сквозь песок, гравий и прочие слагающие породы. На грунтовые источники приходится значимая часть запасов пресных вод на планете. Грунтовый источник рано или поздно соединяется с реками, озерами, другими поверхностными водными объектами. Незначительная часть грунтовых вод опускается в глубоко лежащие минеральные породы, где замуровывается на тысячи лет.

2 вопрос. Поверхностные воды

Поверхностные воды суши — воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы). Различаются морские, озерные, речные, болотные и другие воды. Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: моря, озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суш.

Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суши. Изучением поверхностных вод занимается гидрология, гидрохимия.

Состав атмосферных вод, сосредотачиваемых в долинах или искусственных водохранилищах, обусловливается качеством выпавших осадков, чистотой атмосферы, гидрогеологическими особенностями грунтов бассейна сбора воды и способов ее аккумулирования.

В состав воды входят:

1. соли, преимущественно в виде ионов, молекул и комплексов;

2. органические вещества в молекулярных соединениях и в коллоидном состоянии;

3. газы в виде молекул и гидратированных соединений;

4. диспергированные примеси;

5. гидробионты (планктон, бентос, нейстон, пагон), бактерии и вирусы.

Во взвешенном состоянии в природных водах содержится глинистые, песчаные, гипсовые и известковые частицы.

В коллоидном состоянии различные вещества органического происхождения, кремнекислота, гидроксид железа (ІІІ), фульвокислоты, гуматы.

Химический состав природных вод, под которым понимается сложный комплекс минеральных и органических веществ, подразделяется на пять групп:

1. Главные ионы, содержащиеся в наибольшем количестве Na+, К+, Ca2+, Mg2+, SO42–, карбонаты CO32-, хлориды Cl–, гидрокарбонаты HCO3–.

2. Растворимые газы (N2, O2, CO2, H2S).

3. Биогенные элементы (соединения фосфора, азота, кремния).

4. Микроэлементы – соединения всех остальных химических элементов.

5. Органические соединения.

Классификация вод суши по характеру течения:

Стоячие и проточные

· Реки – постоянные водные потоки, протекающие в разработанных ими руслах (бывают горные и равнинные);

· Озера – водоемы замедленного водообмена;

· Болота – почвы избыточного увлажнения, со слоем торфа не менее 30 см и влаголюбивыми растениями. Образуются в условиях слаборасчлененного рельефа; при наличии водоупоров, когда вода не может дренироваться (глинистые породы, вечная мерзлота); вечная мерзлота.

· Ледники – превращенная в лед вода суши атмосферного происхождения. Ледники постоянно движутся благодаря своей пластичности. Под действием силы тяжести скорость их движения достигает нескольких сотен метров в год. Движение замедляется или ускоряется в зависимости от количества осадков, потепления или похолодания климата, а в горах на движение ледников оказывают влияние тектонические подъемы.

Физические свойства:

1. Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, скорости движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в значительных пределах. Температура воды подземных источников относительно постоянная (обычно 6-8 градусов С);

2. Под цветностью воды понимают ее окраску. Цветность выражают в градусах цветности п платиново-кобальтовой шкале. Один градус этой шкалы соответствует цвету 1 л воды, окрашенной 1 мг порошка платины.

3. Мутность определяется содержанием в воде взвешанных частиц и выражается в мг/л. Вода подземных источников имеет малую мутность. Мутность воды поверхностных источников зависит от их вида (разные реки несут воды различной мутност) и от времени года. Особенно велика мутность воды в период паводков.

4. Вода источников может иметь различные привкус и запах.

3 вопрос. Мировой океан

Мировой океан - непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Площадь его составляет 361 млн. км2.

Границы океанов проводятся исходя из следующих принципов:

· По конфигурации береговой линии материков и островов.

· Рельефу дна.

· Степени самостоятельности систем течений и приливов.

· Степени независимости атмосферной циркуляции.

Характерным особенностям вертикального и горизонтального распределения температуры и солености воды.

Мировой океан делится на четыре основные части: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный и Южный Ледовитый океаны. Так как существует постоянный обмен водными массами между ними, деление Мирового океана на части во многом является условны. Океаны в свою очередь делятся на части.

Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л. Всего в О. содержится 5·1022 г растворённых солей. В их составе преобладают ионы Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Cl– и , составляющие 99% от суммы солей. Многие другие элементы содержатся в миллионных и миллиардных долях (таблица 2).

 

Элемент	%	Элемент	%
H	10,7	Y	3·10–8
He	5·10–10	Zr	5·10–9
Li	1,5·10–5	Nb	1·10–9
Be	6·10–11	Mo	1·10–6
B	4,6·10–4	Ag	3·10–3
C	2,8·10–3	Cd	1·10–8
N	5·10–5	In	1·10–9
О	85,8	Sn	3·10–7
F	1,3·10–4	Sb	5·10–8
Ne	1·10–8	I	6·10–6
Na	1,035	Cs	3,7·10–8
Mg	0,1297	Ba	2·10–6
Al	1·10–6	La	2,9·10–10
Si	3·10–4	Ce	1,3·10–10
P	7·10–6	Pr	6·10–11
S	0,089	Nd	2,3·10–11
Cl	1,93	Sm	4,2·10–11
K	0,038	Eu	1,1·10–10
Ca	0,04	Gd	6·10–11
Sc	4·10–9	Dy	7,3·10–11
Ti	1·10–7	Ho	2,2·10–11
V	3·10–7	Er	6·10–11
Cr	2·10–9	Fm	1·10–11
Mn	2·10–7	Yb	5·10–11
Fe	1·10–6	Lu	1·10–11
Co	5·10–8	W	1·10–8
Ni	2·10–7	Au	4·10–10
Cu	3·10–7	Hg	3·10–9
Zn	1·10–6	Tl	1·10–9
Ga	3·10–9	Pb	3·10–9
Ge	6·10–9	Bi	2·10–8
As	1·10–7	Ra	1·10–14
Se	1·10–8	Ac	2·10–20
Br	6,6·10–3	Th	1·10–9
Kr	3·10–8	Pa	5·10–15
Rb	2·10–5	U	3·10–7
Sr	8·10–4

Солёность S=35,00 ‰ (г/кг), хлорность Cl = 19,375 ‰.

Море - часть океана, впадающая в сушу и отделенные от океана островами или полуостровами, а также возвышениями подводного рельефа. Поверхность моря называется акваторией. Часть акватории моря определенной ширины, тянущаяся полосой вдоль какого-либо государства, называется территориальными водами. Они входят в состав данного государства. Двенадцатимильную зону признали около 100 государств, в том числе и наше, а 22 страны самовольно установили более широкие территориальные воды. За пределами территориальных вод расположено открытое море, которое находится в общем пользовании всех государств.

Моря бывают трёх типов: окраинные, внутренние и межостровные. Окраинные располагаются по краю материков (больших островов). Их дно – шельф и материковый склон, связь с М.о. очень большая и природные условия сильно схожи с М.о. (Баренцево, Чукотское, Лаптевых, Бофорта). Внутренние моря обычно очень глубоко вдаются в сушу. Делятся на внутриматериковые (Чёрное, Балтийской, Азовские, Белое) и межматериковыми (Средиземное, Карибской). Межостровные моря – располагаются между островами и их архипелагами (Филиппинские, Банда, Сулавеси, Фиджи).

Береговая линия (граница водного объекта) определяется для моря - по постоянному уровню воды, а в случае периодического изменения уровня воды - по линии максимального отлива; реки, ручья, канала, озера, обводненного карьера - по среднемноголетнему уровню вод в период, когда они не покрыты льдом; пруда, водохранилища - по нормальному подпорному уровню воды; болота - по границе залежи торфа на нулевой глубине.

Части Мирового океана (моря, океаны, заливы) соединяются между собой проливами.

Пролив — сравнительно широкое водное пространство, ограниченное с двух сторон берегами материков, островов или полуостровов. По ширине проливы очень различны. Гибралтарский пролив, соединяющий Средиземное море с Атлантическим океаном, в самом узком месте не шире 14 км.

Часть моря или океана, глубоко впадающая в сушу, но свободно сообщающаяся с ним, называется заливом. По свойствам воды, течениям, живущим в них организмам заливы обычно мало отличаются от морей и океанов. В ряде случаев части океанов называются морями или заливами неправильно: так, заливы Персидский, Мексиканский, Гудзонов, Калифорнийский по своим гидрологическим режимам следует отнести к морям, тогда как море Бофорта (Северная Америка) должно называться заливом.

В зависимости от причин возникновения, размеров, конфигурации, степени связи с основным водоемом среди заливов различают: бухты — небольшие акватории, более или менее обособленные береговыми мысами или островами и обычно удобные для устройства порта или стоянки судов; эстуарии — воронкообразные заливы, образующиеся в устьях рек под воздействием морских течений и высоких приливов. Эстуарии образуются при впадении в моря Енисея, Темзы и реки Святого Лаврентия; фьорды — узкие и глубокие заливы с высокими и скалистыми берегами. Образовались фьорды в результате затопления морем тектонических разломов и речных долин, обработанных ледником.; лагуны — неглубокие заливы, отделенные от моря узкими песчаными косами и соединенные с ним проливом. С лагунами связаны многие залежи полезных ископаемых, так как при впадении крупных рек в лагуну в ней накапливаются различные осадки;

Лиманы – заливы, сходны с лагунами и образуются при затоплении морем расширенных устьев равнинных рек: Образование лимана связано и с опусканием береговой полосы. Так же, как и в лагуне, вода в лимане имеет значительную соленость, но, кроме этого, содержит и лечебные грязи. Хорошо выражены эти заливы по берегам Черного и Азовского морей. Лиманы в Балтийском море и в Южном полушарии называют гафами. Образуются гафы в результате действия вдоль береговых течений и прибоев.

Остров – это отдельная часть суши, со всех сторон окружённая водой, при этом возвышающаяся над ней.

Полуостров – участок, соединённый с материковой частью суши с одной стороны, омывающийся водой с других сторон. При этом геологически он и материк, к которому он принадлежит – одно целое, в отличие от островов, которые могут иметь совершенно различное происхождение.

4 вопрос. Свойства океанической воды

1. Соленость. Океаническая вода – это раствор, содержащий все химические элементы. Особенно много в океанической воде хлора, натрия, магния, серы, меньше – брома, углерода, стронция, бора. Содержание остальных элементов ничтожно мало – менее 1%.

Общее количество солей в океане 5.1017т, они могут покрыть всю Землю слоем в 45 м толщиной. Больше всего в океане солей натрия (NaСl) и магния (MgCl), которые придают воде солено горький вкус.

Средняя соленость Мирового океана составляет 35%о, т.е. в 1 литре океанической воды содержится 35 г солей. Соленость зависит от соотношения атмосферных осадков и испарения, стока с суши (рек), таяния льдов. В распределении солености на Земле проявляется широтная зональность. В экваториальных широтах соленость несколько меньше средней (около 34о/оо), в тропических широтах она увеличивается до 37о/оо . Далее к северу и к югу соленость уменьшается: в умеренных широтах до 35о/оо , а в полярных до 33-32о/оо .

Широтную зональность в распределении солености нарушают океанические течения. Наиболее соленым считается Атлантический океан – почти 35,5о/оо, наименее соленым – Северный Ледовитый - около 32о/оо (у берегов Азии - всего 20о/оо). Самыми солеными являются Персидский залив (39о/оо), Красное море (42о/оо), Средиземное море (39о/оо).

На глубинах более 1500 м соленость Мирового океана неизменна – около 34,9о/оо.

2. Состав. Соли и другие вещества находятся в океанической воде преимущественно в виде ионов, значительно меньше в виде взвесей и, наконец, в виде газов. В ней были обнаружены все химические элементы и все их изотопы. Однако основную массу солей составляют девять главных ионов, которые в сумме дают 99,88% всех растворенных в океане соединений: Na+ -30,61%,К+ - 1,10%,, Mg+ - 3,69%, Са+ -1,16%, Сl- - 55,04%, Вr- -0,19%, SO4- -- 7,68%, НСО3- + СО3- - -0,41%.

3. Температура. Температура всей массы океанической воды равна приблизительно +4оС. Вода – самое теплоемкое тело на Земле, поэтому океан медленно нагревается и медленно остывает. Как уже говорилось, океан – мощный аккумулятор тепла.

Средняя температура поверхностных вод океана +17оС (среднегодовая температура суши +14оС). Наибольшие температуры воды в северном полушарии бывают в августе, наименьшие – в феврале (в южном полушарии наоборот).

Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах весь год температура +27о - +28оС, в тропических - +15о - +25оС, в умеренных – 0о- +10оС, в полярных – 0о- –2оС. Наиболее теплым является Тихий океан (средняя температура +19оС), а самыми теплыми частями Мирового океана являются Красное море (+32оС) и Персидский залив (+35оС).

Суточные и годовые колебания температуры воды небольшие: суточные – около 1оС, годовые в умеренных широтах – 5-10оС.

Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях воды океана – 200-1000 м, глубже температура равна +4о +5оС, у дна в полярных широтах – около 0о, в экваториальных широтах - +2о +3оС.

4. Лед в океане. Температура замерзания воды зависит от ее солености. Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов, которые затем смерзаются. При этом в пространстве между кристаллами остаются капли рассола, поэтому лед соленый. Рассол постепенно стекает между кристаллами, и с течением времени лед опресняется.

При спокойной воде образуется игольчатая структура льда, при перемешивании – губчатая структура. Лед погружен на 9/10.

Соленый лед менее прочный, чем пресный, но зато он более пластичный и вязкий.

Начальная стадия льдообразования – ледяные кристаллы. Далее образуется ледяная пленка – сало, при выпадении снега образуется снежура. Вдоль берега нарастает полоса льда – береговой припай. Взрослый лед имеет толщину 50-70 см и более.

В полярных широтах северного полушария образующийся зимой лед не успевает растаять за лето. Среди полярных льдов встречаются однолетние и многолетние. Толщина однолетних льдов в Арктике 2-2,5 м, в Антарктике 1-1,5 м. Многолетние льды имеют толщину 3-5 м и более.

При сжатии льды образуют торосы. Не движущийся лед находится только у берега, остальной – дрейфует. Многолетние толщи дрейфующего льда в Арктике называют паковым льдом (толщиной 5 м и более). Эти льды занимают около 75% общей площади льдов в Северном Ледовитом океане (в Южном океане их нет).

При таянии льда на нем образуются озерки – снежницы, затем при температуре больше 0оС образуются полыньи и т.д.

Кроме морских льдов, в океане могут быть речные льды, выносимые весной реками, а также материковые льды – айсберги.

Льды покрывают почти 15% всей акватории Мирового океана. В Арктике наибольшего распространения льды достигают к апрелю-маю, наименьшего – к концу августа. В Антарктике зимой (с мая по октябрь) льды кольцом окружают материк, а летом – это кольцо (январь-февраль) разрушается.

Айсберги доходят до 50о с.ш. в северном полушарии и 30о ю.ш. в южном полушарии. В море Уэделла был обнаружен айсберг длиной 170 км и высотой 100 м.

5. Плотность. С увеличением солености воды увеличивается ее плотность. Этому способствует и охлаждение воды, а также испарение, образование льда. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, поэтому она опускается вниз. Средняя плотность воды океана равна приблизительно 1; она увеличивается от экватора к полюсам и вглубь океана.

6. Давление. Воздух оказывает огромное давление на океан. Кроме того, сама вода создает давление, и, чем глубже, тем давление это больше. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Все процессы на большой глубине совершаются под сильным давлением.

7. Прозрачность. Наименьшая прозрачность воды у берегов. Она также уменьшается в период планктона. В прозрачной воде солнечный свет проходит до глубины около 600 м, далее полная тьма. Наиболее прозрачны центральные части океанов и самым прозрачным является Саргассово море.

8. Цвет. Толща чистой воды океана имеет голубой или синий цвет («цвет океанической пустыни»). Присутствие планктона придает воде зеленоватый оттенок, различные примеси – желтовато-зеленый (близ устья рек вода может быть даже коричневой).

9. Газовый состав. В океанической воде всегда растворены газы. Чем выше температура и соленость, тем меньше газов может раствориться в воде. Газы попадают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в океане, с речной водой, при подводных извержениях. В воде растворены кислород, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан.

5 вопрос. Движение вод в океане

Волнение – колебательное движение вод Мирового океана, возникающее при воздействии ветра на поверхность воды и охватывающее только поверхностные водные массы. Появляется из-за нарушения равновесия уровненной поверхности и стремления силы тяжести его восстановить. Волны, существующие под непосредственным воздействием этих сил, называются вынужденными. А волны, продолжающиеся после исчезновения силы – свободными (инерционными).

В поперечном разрезе волны выделяют:

· гребень – наивысшую точку волнового профиля;

· подошву – низшую точку волнового профиля;

· высоту волны – расстояние от подошвы до гребня;

· длину волны – расстояние между двумя гребнями или подошвами;

· крутизну волны – отношение высоты волны к половине её длины.

Скорость волны – расстояние, пробегаемое гребнем в единицу времени. При волнении вода колеблется на месте. Примером может служить хлебное поле: волны бегут по нему, колосья совершают орбитальные движения, но сами растения остаются на месте.

Различают несколько стадий развития ветрового волнения.

· При малых скоростях ветра (0,5 м/с), пульсаций атмосферного давления в турбулентном потоке воздуха возникают капиллярные волны (рябь). Они появляются при каждом порыве ветра, движутся во всех направлениях и быстро затухают. Те из них, что движутся в направлении ветра, увеличиваются в размерах и превращаются в гравитационные волны.

· Гравитационные волны. При усилении ветра устанавливается волнение. Волны находятся под действием энергии ветрового потока, а турбулентные пульсации давления и поверхностное натяжение для них становятся несущественными силами. Они образуют параллельные ряды, т.е. становятся двухмерными, имея только два измерения – длину и высоту.

· Когда скорость ветра и движение волны выравниваются, волны перестают расти в высоту, достигая своего максимального значения. Такое волнение называется вынужденным восстановившимся. При этом волны становятся трёхмерными.

· При затухании ветра образуются волны зыби – длинные пологие волны (длиной в сотни и высотой в несколько метров).

В реальных условиях ветровые волны носят смешанный характер, а сами волны трёхмерны.

Средняя высота ветровых волн равна 4-5 м, длина – 150-200 м. Наибольшие ветровые волны образуются в Южном полушарии, у берегов Антарктиды, где дуют постоянные западные ветры. Здесь волны достигают 30-35 м в высоту и 400 м в длину. Тут практически отсутствуют условия для торможения ветра (нет суши), и поэтому в течение года скорость ветра здесь наибольшая. Недаром эти районы получили название «ревущие сороковые».

Течения – поступательные движения воды, они наблюдаются по всей её толщине и делятся на: поверхностные, глубинные и придонные. Они обеспечивают перераспределение тепла между низкими и высокими широтами.

Система течений в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах имеет ряд общих черт:

· в них существуют замкнутые системы течений, называемые круговоротами. Круговорот течений в Северном полушарии происходит по часовой стрелке и называется антициклоническим, в Южном – по часовой (циклонический);

· пассатные ветры вызывают движение вод, называемых пассатными (Северным и Южным пассатными течениями), которые есть во всех трёх океанах. Только в Индийском они сдвинуты к югу от экватора под действием муссонов. В зоне слабых ветров находится Экваториальное или Межпассатное противотечение, идущее навстречу двум своим соседям на севере (Северному пассатному) и на юге (Южному пассатному). Необычно ведёт себя только Сомалийское течение (аналог Куросио и Гольфстрима в Индийском океане). Летом (июнь-сентябрь), когда дует юго-западный муссон, Экваториальное противотечение исчезает, а Сомалийское узкой струёй, более быстрой, чем Гольфстрим, устремляется на север, формируя на своей западной периферии мощный подъём холодных глубинных вод на поверхность (апвеллинг).

· во всех океанах обнаружены экваториальные подповерхностные противотечения. Это течения Михаила Ломоносова в Атлантическом, Таунсенда Кромвелла в Тихом и Бориса Тареева в Индийском океанах;

· вся система планетарных круговоротов на юге связывается воедино самым мощным в Мировом океане Антарктическим циркумполярным течением (старое название – течение Западных Ветров).

    

По происхождению течения в свою очередь подразделяются на: фрикционные, градиентные и приливно-отливные. Фрикционные течения образованы под воздействием ветровых сил. Так, фрикционные течения, которые вызваны временными ветрами, называют ветровыми, а вызванные господствующими ветрами-дрейфовыми. Среди градиентных течений можно выделить: бароградиентные, стоковые, сточные, плотностные (конвекционные), компенсационные. Стоковые течения формируются в результате наклона уровня моря, которое вызвано впадением речных пресных вод в океанические воды, выпадением атмосферных осадков или их испарением; сточные обусловлены наклоном уровня моря, характеризующегося впадением воды из других районов моря под воздействием внешних сил.

Согласно навигационной классификации все течения подразделяются на:

· Постоянные;

· Периодические;

· Временные, т. е. эпизодические.

 

По факторам или силам, вызывающим течения, они подразделяются на:

· плотностные, обусловленные горизонтальным градиентом плотности воды; последний приводит к появлению горизонтальной составляющей градиента гидростатического давления, а следовательно, к перемещению масс воды;

· ветровые, обусловленные как непосредственно влекущим действием ветра, так и наклоном уровенной поверхности и перераспределением плотности воды, вызванных ветром;

· приливные, вызванные приливными волнами.

Кроме перечисленных выше, можно встретить и другие виды морских течений: компенсационные, бароградиентные, геострофические, сейшевые и т. д. Эти течения не имеют существенного значения и здесь не рассматриваются, тем более, что расчетные формулы для их определения можно получить, как частные случаи перечисленных выше видов течений.

По продолжительности течения делятся на:

· периодические, изменение которых происходит с определенным периодом. К их числу относятся приливные течения;

· непериодические, изменения которых носит непериодический характер: например, ветровые. С точки зрения их расчета они наиболее сложны.

По характеру движения течения делятся на:

· циклонические; круговые течения, направленные в северном полушарии против движения часовой стрелки, а в южном — по часовой стрелке;

· антициклонические; круговые течения, направленные в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном — против часовой стрелки.

По глубине расположения течения делятся на:

· поверхностные течения;

· придонные течения;

· глубинные течения; течения на некоторой глубине между поверхностными и придонными течениями.

По физико-химическим свойствам течения подразделяются на:

· теплые, температура в которых выше температуры окружающих вод;

· холодные, температура в которых ниже температуры окружающих вод.

Течения Атлантического океана

Южное пассатное течение. Начинается почти от берегов Африки полосой около 10 градусов широты. Северная граница течения около 1°N вначале и у берегов Ю. Америки доходит до 6—7° N. Очень устойчиво, наибольшая суточная скорость — 55 миль. Зимой скорость меньше, чем летом. Доходит до мыcа Кабу-Бранку, где разделяется на Бразильское течение, идущее к югу, и Гвианское течение.

· Гвианское течение. От мыса Кабу-Бранку направлено на северо-запад вдоль берега Ю. Америки, скорости 30—60 миль в сутки, температура 27—28°. Летом его скорость доходит до 90 миль. Входя в Карибское море, течет от проливов между Малыми Антильскими островами к Юкатанскому проливу по всей поверхности Карибского моря. Скорость до 35—50 миль. Проходя Мексиканский залив, в основном уклоняется к Флоридскому проливу. В дальнейшем сливается с Северным пассатным течением.

Северное пассатное течение. Начинается от Зеленого мыса полосой между 8 и 23° N. Скорость до 20 миль. Подходя к. Малым Антильским островам, постепенно уклоняется к западу—северо-западу, разделяясь на две ветви. Океаническая ветвь получает название Антильского течения, скорость которого 10—20 миль в сутки. В дальнейшем Антильское течение присоединяется к Гольфстриму. Вторая ветвь сливается с Гвианским течением, входя с ним в Карибское море.

· Гольфстрим. Начинается от Флоридского пролива. Скорость до 120 миль в сутки вначале и 40—50 у мыса Гаттераса. Протекает вдоль берегов Северной Америки от Флоридского пролива до района восточное Ньюфаундлендской банки, где течение начинает разветвляться. С удалением к северу скорость течения падает с 45—50 миль в сутки до 25—30 миль. Среди течения, расширяющегося у 50° W до 350 миль, появляются полосы с различными скоростями и температурами. Между Гольфстримом и берегом материка расположена полоса холодной воды, являющаяся продолжением ветви холодного Лабрадорского течения из залива св. Лаврентия. Восточным пределом Гольфстрима следует считать район восточной оконечности Ньюфаундленда, примерно 40° W.

· Северо-Атлантическое течение. Это название присвоено всему комплексу течений севера Атлантического океана. Начинаются они с северо-восточной границы Гольфстрима, являясь его продолжением Между Ньюфаундлендом и Ла-Маншем средняя скорость течения 12—15 миль в сутки, а южная граница проходит примерно по 40° N. Постепенно от его южного края отделяется юго-восточная ветвь, омывающая Азорские острова, эта ветвь носит название Северо-Африканского, или Канарского течения. По своей температуре воды течения на 2—3° холоднее окружающих. В дальнейшем Канарское течение, поворачивая на юго-запад, дает начало Северному пассатному течению. Атлантическое течение, приближаясь к берегам Европы, постепенно сворачивает на северо-восток. На параллели Ирландии от него отделяется влево ветвь, называемая течением Ирмингера, идущее к южной оконечности Гренландии, и далее посреди Дэвисова пролива в Баффиново море, образуя там теплое Западно-Гренландское течение. Основная же часть Атлантического течения проходит проливами между Исландией и Шотландией к окраине материкового склона Норвегии и вдоль ее берегов на север. Пройдя Норвегию, течение разделяется на две ветви, одна ветвь идет к востоку под названием Нордкапского течения в Баренцево море, а вторая к Шпицбергену, огибая остров вдоль его западных берегов и постепенно исчезая.

· Восточно-Гренландское течение идет с северо-востока к мысу Фэруэлл, а от этого мыса в Дэвисов пролив между берегом Гренландии и теплым Западно-Гренландским течением. В Датском проливе скорость этого течения доходит до 24 миль в сутки.

· Лабрадорское течение берет начало из проливов Северо-Американского архипелага, протекая вдоль западного берега Баффинова моря. Скорость его в этом море несколько меньше 10 миль в сутки, но в дальнейшем возрастает до 14 миль. Воды этого течения, встречаясь с Гольфстримом, уходят под него; в район встречи они выносят от Гренландии айсберги, представляющие значительную опасность для судов, тем более, что в районе встречи течений отмечается до 43% туманных дней в году. К Лабрадорскому течению в Дэвисовом проливе и у мыса Фэруэлл примыкают Западно-Гренландское и Восточно-Гренландокое течения.

· Бразильское течение. Является южной ветвью Южного пассатного течения, скорость его 15—20 миль ,в сутки. Южнее устья р. Параны постепенно отходит от берега и с 45° S сворачивает на восток, сливаясь с течением Западных ветров, направленным к мысу Доброй Надежды.

· Фолклендское течение образовано холодными водами течения Западных ветров, ветвью его, идущей к экватору вдоль восточных берегов Патагонии и Южной Америки. Это течение, доходя до 40° S, несет с собой большое число ледяных гор, главным образом летом, южного полушария (октябрь—декабрь). В дальнейшем оно примыкает к течению Западных ветров.

· Бенгуэльское течение возникает как северная ветвь течения Западных ветров, отходящая от него у мыса Доброй Надежды к экватору вдоль западного берега Африки. Скорость около 20 миль в сутки. Течение доходит до 10°S и, сворачивая там на запад, дает начало Южному пассатному течению.

Течения Индийского океана

В северной части океана дрейфовые течения устанавливаются под влиянием муссонных ветров в пределах от 10°S до материка Азии. С ноября в южной части Бенгальского залива, от Малаккского пролива к Цейлону и южнее его, Муссонное течение идет на запад со скоростью 50—70 миль в сутки. Такая же картина и в Аравийском море, но скорость течения не превышает 10—20 миль. Подходя к берегам Африки, течение сворачивает на юго-запад, увеличивая суточную скорость до 50—70 миль, здесь оно называется Сомалийским. Перейдя экватор и встречаясь с ветвью Южного пассатного течения, сворачивает на восток, образуя Экваториальное противотечение, пересекающее океан между 0—10°S со скоростью у о. Суматры до 40— 60 миль в сутки. В этом районе течение частично идет на север, но главным образом сворачивает к югу и примыкает к Южному пассатному течению. С мая месяца по октябрь Муссонное течение прекращается. Южное пассатное течение разделяется на две ветви. Северная ветвь идет вдоль берегов Сомали, несколько усиливаясь после перехода экватора и достигая скоростей от 40 до 120 миль в сутки. Затем эта ветвь сворачивает на восток, уменьшая скорость до 25—50 миль, у берегов Цейлона скорость возрастает до 70— 80 миль. Подходя к о. Суматра, заворачивает на юг и примыкает к Южному пассатному течению. Течения Индийского океана южного полушария, образуют постоянную циркуляцию вод в течение года.

· Южное пассатное течение. Северная граница—10°S, южная граница мало определена. Зимой скорость северного полушария больше, чем летом. Средняя скорость 35 миль, наибольшая 50—60 миль. Возникает у берегов Австралии, а доходя до о. Мадагаскара, разделяется на две ветви. Северная ветвь, доходя до северной оконечности Мадагаскара, в свою очередь разделяется на две ветви, одна из которых сворачивает к северу, и нашей зимой, не доходя до экватора и сливаясь с Муссонным течением, образует Экваториальное противотечение, а вторая ветвь проходит вдоль берегов Африки Мозамбикским проливом, образуя сильное Мозамбикское течение со средней скоростью до 40 миль и наибольшей 100 миль в сутки. Далее это течение переходит в течение Игольное, представляющее южнее 30 градуса S поток до 50 миль ширины со скоростью до 50 миль в сутки.

· Течение Западных ветров. Образовано холодными водами, притекающими из Атлантического океана при слиянии их с Игольным течением, и второй основной ветвью Южного пассатного течения, называемого Мадагаскарским течением. Скорость течения Западных ветров 15—25 миль в сутки. У Австралии от него отделяется ветвь к экватору, называемая Западно-Австралийским течением, скорость его 15—30 миль, оно мало устойчиво. У тропика Западно-Австралийское течение переходит в Южное пассатное.

Течения Тихого океана

Северное пассатное течение. Заметно от южной оконечности Калифорнии. Границы между 10 и 22° N. Зимой северного полушария южная граница ближе к экватору, летом дальше от него. До Филиппинских островов средняя скорость 12—24 мили, летом скорость больше. От Филиппинских о-вов в основном отклоняется к о. Тайвань и, начиная отсюда, получает название Японского течения, или Куро-Сиво (синее течение).

· К у р о - С и в о. У о-ва Тайвань имеет ширину около 100 миль, от острова уклоняется вправо, проходит западнее о-вов Лиу-Киу к Японским о-вам. Вначале скорость течения 35—40 миль в сутки, у о-вов Рюкю до 70—80 миль, а летом даже до 100 миль. У берегов Японии ширина течения достигает 300 миль и скорость уменьшается. Собственно Куро-Сиво имеет своей северной границей 35° N. К системе течений Куро-Сиво относится продолжение собственно Куро-Сиво от 35° N. к востоку—Западный дрейф Куро-Сиво, проходящий между 40 и 50° N со скоростью 10—20 миль до 160°E и дальнейшее продолжение его к берегам Северной Америки — Северо-Тихоокеанское течение. К этой же системе относится южная ветвь Северного пассатного течения, проходящая от Филиппинских о-вов вдоль о-ва Минданао, и Цусимское течение—ветвь Куро-Сиво, проходящая в Японском море у берегов Японских о-вов на север. Северо-Тихоокеанское течение доходит со скоростью 10—20 миль в сутки до 170°W, где одна ветвь отклоняется на север, причем часть вод попадает даже в Берингово море, а вторая ветвь под названием Калифорнийского течения отклоняется к югу, где имеет скорость около 15 миль. В дальнейшем Калифорнийское течение вливается в Северное пассатное течение.

· Курильское течение — холодное течение, протекающее от Курильских о-вов вдоль западных берегов Японии до встречи с идущим восточнее Куро-Сиво.

· Экваториальное противотечение. Летом ширина от 5 до 10° N, зимой 5—7°N. Скорость летом около 30 миль, но иногда доходит до 50—60 миль, зимой скорость 10—12 миль. Подойдя к берегам Центральной Америки, зимой это течение разделяется на две ветви, примыкающие каждая к соответствующему Пассатному течению, летом оно в основном сворачивает на север.

· Южное пассатное течение идет на запад от Галапагосских о-вов к берегам Австралии и Новой Гвинеи. Летом северная граница его 1 градус N, зимой -3°N. Скорость течения в восточной его половине не менее 24 миль, а иногда доходит до 50—80 миль в сутки. Севернее Новой Гвинеи часть течения сворачивает на восток, вливаясь в Экваториальное противотечение. Вторая часть от берегов Австралии сворачивает к югу, образуя Восточно-Австралийское течение.

· Восточно-Австралийское течение начинается от о-ва Новая Каледония, идет на юг к о-ву Тасмания, сворачивает там на восток и омывает берега Новой Зеландии, образуя в Тасмановом море круговорот вод против часовой стрелки. Скорость течения до 24 миль в сутки. Часть Восточно-Австралийского течения проходит между Тасманией и южной оконечностью Новой Зеландии и затем соединяется с течением Западных ветров, идущим из Индийского океана южнее Австралии.

· Течение Западных ветров Тихого океана имеет северной границей 40°S и протекает на восток до м. Горн со скоростью около 15 миль. По пути к течению присоединяются холодные антарктические воды, несущие ледяные горы и теплые воды, ответвляющиеся от Южного пассатного течения. У берегов Ю. Америки часть течения Западных ветров отклоняется к югу и проходит далее в Атлантический океан, а вторая часть отклоняется к экватору вдоль западных берегов Южной Америки под названием Перуанского течения.

· Перуанское течение имеет скорость 12—15 миль в сутки и идет до 5°S, где, отклоняясь к востоку, омывает Галапагосские о-ва и затем вливается в Южное пассатное течение. Ширина течения до 500 миль.

---

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 575; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!