Чем обусловлена система течений океана

Популярная морская энциклопедия

Ю.Г.Глотов и В.А.Семченко
(отрывки)

Течения

Океан находится в непрерывном движении. Характер океанической циркуляции определяют многие факторы: ветры над морской поверхностью, вращение Земли, различия в плотности морской воды, очертания материков и профиль морского дна .

Ветры , воздействуя на поверхность моря, дают начало морским течениям , направление которых определяется преобладающими ветрами. Направление господствующих ветров является основной причиной передвижения огромных масс океанской воды. Если поток воздуха долго сохраняет одно направление, то у поверхности океана возникает значительное трение, и поверхностные слои океана начинают перемещаться в направлении ветров. В свою очередь ветры возникают вследствие сложной взаимосвязи между атмосферой и океаном и корректируются вращением Земли.

Солнечные лучи нагревают воду, и океан становится огромным аккумулятором теплоты, причем наибольшее количество теплоты поглощается тропическими водами, где солнечные лучи падают почти вертикально . Экваториальный воздух, воспринимая теплоту сильно нагретых масс воды, тоже нагревается до высоких температур и поднимается кверху, а затем, охлаждаясь в верхних слоях атмосферы, растекается к полюсам. Таким образом, у экватора образуется область пониженного давления , а у полюсов — зона высокого давления . Из областей высокого давления массы воздуха устремляются к экватору, но под действием вращения Земли начинают отклоняться к востоку, так образуются самые важные ветры — северо-восточный и юго-восточный пассаты , которые дуют в течение всего года.

Под действием пассатов образуются пассатные течения , направленные с востока на запад: Северное экваториальное течение и Южное экваториальное течение , которые наиболее четко выражены в Атлантическом и Тихом океанах. Эти течения давно известны мореплавателям, которые, пересекая океан с востока на запад, уходили к югу, ближе к экватору. Между широтами, где дуют пассаты, лежит практически безветренная область, которую называют экваториальной штилевой зоной . Во времена парусного флота эта зона приобрела недобрую славу: корабли простаивали неделями, заканчивались запасы пресной воды, нередко вспыхивали мятежи. На просторах Тихого океана движение огромных масс воды с востока на запад рождает встречное экваториальное противотечение , направленное с запада на восток (см. рис.).

На рисунке — система течений Атлантического океана:

1 — Флоридское течение; 2 — Гольфстрим; 3 — Лабрадорское течение; 4 — Северо-Атлантическое течение; 5 — Саргассово море; б — Северное пассатное течение; 7 — Южное пассатное течение; 8 — Экваториальное противотечение; 9 — Бразильское течение; 10 — Бенгельское течение; 11 — Перуанское течение; 12 — Течение Западных Ветров; 13 — Игольное течение; 14 — Южное пассатное течение.

К северу и к югу от экватора океанские течения создают круговые циркуляции, называемые круговоротами . Это частично объясняется тем, что пассатные течения, разогнавшись в океане, встречают огромные массивы материков и начинают отклоняться соответственно к югу и к северу. Но главная причина образования огромных океанских круговоротов — вращение Земли, создающее эффект Кориолиса (по имени французского математика Гаспара Кориолиса, который впервые пояснил характер этого явления). Эффект Кориолиса заключается в том, что под влиянием переменной линейной скорости земной поверхности, которая уменьшается от экватора к полюсу, все массы, движущиеся в северном полушарии, всегда отклоняются вправо, а в южном полушарии — влево.

Совместное действие ветров и вращения Земли создает стройную систему океанских течений, наиболее известное из которых Гольфстрим — самое мощное поверхностное течение Мирового океана . Южное экваториальное течение Атлантики наталкивается на острый выступ Южной Америки и разбивается на две ветви: одни под действием сил Кориолиса отклоняется влево и образует Бразильское течение, которое по пути к югу закручивается против часовой стрелки, захватывая часть потока Течения Западных Ветров , и завершает южный круговорот Бенгельским течением ; другая отклоняется по часовой стрелке и соединяется с Северным экваториальным течением . Огромные массы воды нагнетаются в Мексиканский залив, где жгучее солнце выпаривает воду. В заливе образуется избыток воды повышенной плотности, которая устремляется в Атлантику через Флоридский пролив, образуя Гольфстрим, скорость которого достигает восьми километров в час, а сброс воды превышает водный ресурс всех рек планеты, взятых вместе. При выходе в океан он гонит от 74 до 93 миллионов кубических метров воды в секунду. Такое астрономическое количество хорошо прогретой воды оказывает заметное влияние на климат побережья Западной Европы. Одна ветвь Гольфстрима направляется к северу и, омывая Скандинавию, доходит до берегов острова Шпицберген; вторая у берегов Испании сворачивает к югу, превращается в Канарское течение и совместно с Северным экваториальным течением закручивает колоссальный водоворот вокруг Саргассова моря .

Еще более мощные круговороты течений образуются в Тихом океане. Так как все круговороты начинаются у экватора, то массы воды сдвигают границу льдов ближе к полюсам.

Южнее 40° южной широты Западные ветры круглый год мчатся навстречу солнцу с запада на восток и гонят вокруг Земли Течение Западных Ветров , которое беспрепятственно проходит мимо берегов Африки, Австралии и Новой Зеландии. Только у Южной Америки оно встречает неодолимую преграду и устремляет свои воды в пролив Дрейка, в горле которого вздымаются штормовые волны. Многие морские экспедиции штормовали здесь неделями и теряли корабли и экипажи.

Своеобразна роль прибрежных течений. Подгоняемые сильными ветрами, поверхностные теплые слои воды смещаются, а на их место поднимаются более холодные глубинные воды, насыщенные питательными веществами. Вследствие частичного смешивания вод температура глубинных вод повышается — создаются естественные пастбища для морской живности. В эти районы идут на промысел десятки рыболовных флотилий разных государств, порой перехватывая добычу друг у друга.

В открытом океане скорость поверхностных течений не велика и не превышает 2 — 3 километров в час, но прибрежные течения, особенно в сочетании с приливом, достигают таких скоростей, что могут представлять опасность для купающихся и для небольших лодок, потерявших управление. Положение осложняется, если дополнительно ко всему начинает дуть свежий береговой бриз.

Уже древние мореходы столкнулись с поверхностным течением в проливах В Босфоре поверхностное течение сбрасывает избыток черноморской воды, пополняемой большими реками. В Гибралтарском проливе верхнее мощное течение гонят воды Атлантики в Средиземное море, испаряемость которого настолько велика, что ежегодное пополнение составляет 3312 миллиардов тонн воды. Только в конце XIX века было установлено, что в проливах кроме верхнего течения действует и глубинное течение, идущее противотоком: в Босфоре из Мраморного моря в Черное, в Гибралтарском проливе из Средиземного моря в Атлантику . Встречные течения являются характерной особенностью проливов и объясняются нарушением баланса морей и разной плотностью поверхностных и глубинных вод.

Кроме горизонтальных океанская вода совершает и вертикальные перемещения . Из-за разности в плотности поверхностных и глубинных слоев водяные массы в одних районах опускаются в глубины, в других — поднимаются к поверхности. Скорость вертикальных течений очень мала. Глубинная вода поднимается на поверхность за десятки и даже сотни лет, но влияние вертикального перемещения велико: повышается биологическая продуктивность океана за счет перемещения питательных солей; идет непрерывная кислородная вентиляция, что способствует самоочищению океана.

В некоторых районах возникают сложные системы взаимодействия океанских течений с ветрами и температурным режимом воды, что приводит к своеобразным, характерным только для этого района, явлениям.

В Мозамбикский пролив, между островом Мадагаскар и побережьем Африки, вливается с севера мощный поток Южного экваториального течения , а навстречу ему устремляются сильные южные ветры. Волны, подпираемые снизу течением, вздымаются почти отвесно, достигая высоты 15 — 20 метров. Это волны-убийцы («кейпроллеры») , встреча с которыми даже для современного судна может закончиться трагедией.

На рисунке — система течений Тихого океана:

1 — Течение Куросиво; 2 — Северо-Тихоокеанское течение; 3 — Калифорнийское течение; 4 — Северное пассатное течение; 5 — Экваториальное противотечение; 6 — Южное пассатное течение; 7 — Восточно-Австралийское течение; 8 — Западно-Австралийское течение.

У юго-западных берегов Африки наблюдается редкое явление : раздаются мощные подводные взрывы, вода бурлит и принимает красный цвет, над волнами поднимаются облака желтоватого дыма, пропитывающего все запахом серы. Когда эта дьявольская феерия завершается, на поверхности воды остаются черно-зеленые грязевые плавучие островки, а берег покрывается тысячами мертвых обитателей моря. Одна из гипотез объясняет это явление проникновением в этот район в зимние месяцы холодного Бенгельского течения , что приводит к резкому понижению температуры и массовому отмиранию диатомовых водорослей, содержащих хлорофилл . Остатки водорослей толстым слоем выпадают на дно, где начинается интенсивный процесс гниения с выделением сероводорода, накапливающегося в пустотах грязевого грунта. Летом, когда солнечные лучи начинают прогревать воду, газ расширяется, прорывает непрочную преграду и устремляется вверх, отравляя по пути все живое.

(О течениях на страницах нашего сайта можно почитать еще и здесь, по ссылке слева.)

Источник

Течения Мирового океана: зачем они нужны и как работают

Воды Мирового океана не стоят на месте, они находятся в постоянном движении. Их перемещение подчинено закономерностям, образующим океанические течения. В этой статье мы расскажем, почему они возникают, чем различаются и что случилось бы, если бы их не было.

Как реки текут по своему руслу, так и течения в океане движутся по своим маршрутам. Многие из них простираются на десятки километров в ширину и сотни метров в глубину.

Океаническое течение — это поток водной массы, циклично перемещающийся в пространстве Мирового океана по определённым маршрутам с определённой частотой.

Причины возникновения океанических течений

Причины образования океанических течений обусловлены сторонними влияниями на океанические воды, а также свойствами самой воды. К ним относятся:

• Ветер. Перемещение воздушных масс приводит в движение массы воды на поверхности океана. Направления океанических течений в целом повторяют направления господствующих ветров.
• Атмосферные явления. Изменения атмосферного давления, осадки и испарение воды меняют уровень мирового океана. Эти изменения также вызывают океанические течения.
• Различия температуры и солёности воды. Содержание соли и температура воды влияют на её плотность. Воды с большей плотностью стремятся занять место менее плотных вод — так образуются подводные течения.
• Космические влияния. Силы притяжения Луны и Солнца вызывают приливы и отливы, которые, в свою очередь, являются одной из причин океанических течений.

Вращение Земли вокруг своей оси также оказывает воздействие на направления течений: в Северном полушарии все течения отклоняются вправо, а в Южном — влево.

Кроме того, на формирование течений влияет рельеф морского дна и очертания континентов.

Каждое течение в океане — результат воздействия многих сил, но практически всегда можно выделить главную, в зависимости от которой определяют виды океанических течений.

Учите географию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду GEO72020 вы получите бесплатный доступ к курсу географии 7 класса, в котором изучается тема океанических течений.

Классификация течений в Мировом океане

Океанические течения отличаются по происхождению, периодичности, глубине и температуре.

По происхождению океанические течения бывают:

• Ветровые. Ветер приводит поверхностные воды в движение, которое по инерции передаётся глубинным водам. Самое мощное из ветровых течений — Течение Западных Ветров, опоясывающее Антарктиду.
• Плотностные. Разница в плотности воды на разных участках Мирового океана вызывает течение. Именно она является причиной образования одного из сильнейших тёплых океанических течений — Гольфстрима.
• Стоковые. Возникают под влиянием притока морских или речных вод в океан. Пример — Обь-Енисейское течение в Северном Ледовитом океане.

По периодичности течения в Мировом океане делятся на:

• постоянные — движутся под воздействием постоянных ветров;
• периодические — возникают только во время прилива или отлива;
• сезонные — меняют свои направления под действием муссонов — ветров, меняющих направление в зависимости от сезона.

Ветер приводит в движение верхние пласты воды, но разница атмосферного давления может вызвать течения в глубинах океана. В зависимости от того, как глубоко проходит течение, его относят к одной из трёх групп — поверхностных, глубинных или придонных.

По температуре воды различают нейтральные, тёплые и холодные течения океанов.

Тёплыми и холодными океанические течения называются в зависимости от окружающей температуры. Если температура потока выше, чем у воды вокруг, — течение считается тёплым, если ниже — холодным.

Поэтому Нордкапское течение у берегов Скандинавии с температурой 3-9°С является тёплым, а Калифорнийское течение, в котором вода достигает 22°С — холодным.

Основные течения Мирового океана

Тихий океан

Мощнейшие течения Тихого океана сформированы пассатами — постоянными ветрами, дующими от тропиков к экватору. Северное и Южное пассатные течения гонят массы воды в сторону Евразии и Австралии.

Достигая восточных берегов континентов, воды расходятся вдоль побережья. Часть воды возвращается на восток, образуя Межпассатное противотечение. Основная масса воды Северного пассатного течения устремляется к северу, образуя тёплое течение Куросио, а воды Южного движутся на юг, становясь Восточно-Австралийским течением.

В умеренных широтах течения подхватывают западные ветры и направляют их на восток. В Северном полушарии возникает тёплое Северо-Тихоокеанское течение, а в Южном — Течение Западных Ветров.

Достигнув восточных краёв океана, воды возвращаются к экватору, двигаясь вдоль побережья Северной Америки (Калифорнийское течение) и Южной Америки (Перуанское течение).

У экватора течения вновь подхватываются пассатом, завершая круговорот.

Атлантический океан

Поскольку Атлантический океан вытянут по вертикали, его основные течения также направлены с севера на юг и обратно.

Как и в случае с Тихим океаном, течения Атлантики образуют кольца в Северном и Южном полушариях.

В Северном полушарии Северное пассатное течение гонит воду к берегам Центральной Америки, где зарождается тёплое течение Гольфстрим, движущееся в сторону Европы к Северному полюсу, откуда воды возвращаются к экватору холодным Канарским течением. Так в северной части Атлантики происходит циркуляция течений по часовой стрелке.

В Южном полушарии потоки океанических вод направлены против часовой стрелки: Южное пассатное течение, достигая берегов Южной Америки, движется на юг вдоль континента, становясь тёплым Бразильским течением. У берегов Антарктиды оно разворачивается на восток, вливаясь в течение Западных Ветров. Затем вода возвращается к экватору вдоль западного берега Африки, гонимая холодным Бенгельским течением.

Индийский океан

Особенность Индийского океана — изменчивые течения в его северной части. Они подчинены муссонам — ветрам, которые меняют направление в зависимости от сезона.

Зимой северо-восточный муссон несёт воды из Бенгальского залива к Африке, где течение поворачивает на юг, и достигнув области экватора, возвращается на восток, создавая Экваториальное противотечение. Затем, достигнув Суматры, течение разделяется на два потока: первый движется на север, замыкая круговорот, а второй устремляется в Тихий океан.

Летом течения направляются в обратную сторону, с запада на восток, при этом противотечения не возникает. Юго-западный муссон гонит воду на север, образуя холодное Сомалийское течение, которое впоследствии объединяется с Южным пассатным.

Южный круговорот не зависит от сезона и действует без изменений. Южный пассат направляет воду к Мадагаскару, где образует два потока, огибающие остров. При этом часть воды возвращается на восток через противотечение.

Затем южный поток направляется в Атлантический океан и вливается в Течение Западных ветров. У западного побережья Австралии от него отделяется течение, возвращающее воду в район экватора, где её вновь подхватывает Южный пассат.

Северный Ледовитый океан

Поскольку большая часть Северного Ледовитого океана находится подо льдом, о его течениях известно немного.

Основным проводником тепла является Норвежское течение — продолжение Гольфстрима. В районе 67 параллели оно разделяется на Нордкапское и Шпицбергенское течения.

Нейтральное Трансарктическое течение формируется благодаря стоковым водам с Аляски и севера Азии. Оно движется от Чукотского моря к полюсу по направлению к Гренландии. Примечательно, что его температура такая же, как у окружающей воды.

Холодное Восточно-Гренландское течение берёт начало от моря Лаптевых и движется вдоль восточного берега Гренландии, после чего через Датский пролив устремляется в Атлантический океан.

Роль течений в Мировом океане

Океанические течения формируют климат на планете, распределяя тепло и холод, влагу и засуху. Если бы в океанах не было течений, на Земле не существовало бы умеренных климатических зон, северные районы Европы оказались покрыты вечными снегами, а саванны Африки и тропические леса Южной Америки превратились в выжженные солнцем пустыни.

Другая важная роль, которую играют океанические течения, — обеспечение биологической жизни в водных системах. Глубинные течения поднимают питательные вещества со дна океана к поверхности, снабжая пищей многие виды морских существ. Кроме того, течения переносят на большие расстояния животных, икру, личинки и споры, способствуя размножению.

Схема течений Мирового океана

На данной схеме видны крупнейшие мировые океанические течения. Холодные обозначены синим цветом, тёплые — красным.

Источник