ТЕЧІЇ В ОКЕАНАХ І МОРЯХ

Поступальний рух часток води з одного місця океану або моря в інше називається течією. У відкритих океанах частки води переносяться з одного району в інший на дуже великі віддалі. Ці переміщення часто займають величезні простори океанських вод, охоплюючи широкою смугою шар води певної глибини. На великих глибинах і біля дна існують повільніші переміщення часток води, як правило, в напрямі, зворотному до поверхневих течій.

Крім постійних переміщень водних мас, у морях і океанах існують тимчасові поступальні рухи води, найчастіше викликані змінними вітрами або дією припливоутворюючих сил Місяця і Сонця.

Морські течії класифікують за різними ознаками. Основною є класифікація течій за походженням. Виділені за нею течії ділять на такі групи:

а) густинні течії, зумовлені нерівномірним горизонтальним розподілом густини води;

б) вітрові, або дрейфові, викликані силою тертя рухомого повітря об поверхню моря;

в) припливно-відпливні, зумовлені дією періодичних припливоутворюючих сил Місяця і Сонця;

г) згінно-нагінні, викликані похилом поверхні моря в результаті дії вітру;

д) бароградієнтні, пов'язані з похилом рівня моря, зумовленого змінами в розподілі атмосферного тиску;

е) стокові, що утворюються за рахунок підвищення рівня в прибережних ділянках в результаті річкового стоку.

За стійкістю течії поділяють на постійні, періодичні і тимчасові. Постійні течії мало змінюють швидкість і напрямок на протязі сезону або року. Це пасатні течії всіх океанів, Гольфстрім, Куро-Сіво і ряд інших. Періодичні течії повторюються через однакові проміжки часу в певній послідовності (припливно-відпливні). Тимчасові (неперіодичні) течії виникають внаслідок неперіодичної взаємодії зовнішніх сил, насамперед вітру.

За глибиною розміщеннявиділяють течії: поверхневі, що поширюються на глибину до 100 м; глибинні, які зустрічаються на різних глибинах від поверхні моря; придонні, поширені в шарі, прилеглому до дна.

За характером руху виділяють прямолінійні і криволінійні течії, що, в свою чергу, поділяються на циклонічні і антициклонічні.

За фізико-хімічними властивостями розрізняють течії теплі й холодні, солоні і опріснені. В північній півкулі, як правило, течії, що рухаються в північному напрямі, є теплими (Гольфстрім, Куро-Сіво), а течії, що рухаються на південь,— холодними (Лабрадорська, Курильська).

У Світовому океані найбільш яскраво вираженими є течії, які утворюються в результаті взаємодії кількох факторів. Відразу ж після виникнення течії виникають вторинні сили або фактори, які значно видозмінюють їх. До таких сил належать сила Коріоліса, що відхиляє будь-яке рухоме тіло в північній півкулі вправо, а в південній — вліво від напрямку свого руху; сила тертя, що затримує будь-який рух; відцентрова сила.

Види течій. Головним збуджувачем неперіодичних течій у поверхневих шарах моря є вітер. Течії, що створюються тимчасовими і нетривалими вітрами, називаються вітровими. Течії, які виникають в результаті дії тривалих пануючих вітрів, називаються дрейфовими. Прикладом дрейфових течій є екваторіальні, або пасатні течії всіх океанів, Північно-Атлантична, течія Західних Вітрів.

Вітрові і дрейфові течії виникають в результаті тертя вітру об поверхню моря і частково в результаті тиску вітру на поверхню хвиль. Енергія руху тертям передається в нижчі шари води, в результаті чого виникає їх поступальний рух.

Теорію дрейфових течій розробив Екман. Для спрощення він приймав океан безмежним, глибини нескінченно великими, а вітер, що діє на поверхню моря, постійним. На основі цього він зробив важливі висновки, що поверхнева течія відхиляється від напрямку вітру в північній півкулі вправо, а в південній вліво на 45°, причому це відхилення не залежить ні від швидкості вітру і течії, ні від географічної широти.

З глибиною напрям і величина течії змінюються, причому на деякій глибині, яку називають глибиною тертя, течія спрямовується в протилежний бік від поверхневої течії. На глибині, що дорівнює глибині тертя, швидкість течії дуже сповільнюється і складає лише 4% швидкості поверхневої течії (1/23 частина).

Великий вклад у розвиток теорії течій, викликаних вітром, зробив В. Б. Штокман. Він довів, що якщо в замкненому морі дме нерівномірний вітер, то виникає циркуляція не тільки у вертикальній площині, але і в горизонтальній, причому можлива течія проти вітру. Врахування поперечної нерівномірності вітру дали змогу Штокману пояснити походження екваторіальних протитечій Світового океану.

Припливно-відпливними течіями називаються періодичні горизонтальні переміщення часток води, що змінюються за швидкістю і напрямом на протязі доби залежно від періоду і величини припливу. Вони викликаються припливоутворюючими силами Місяця і Сонця.

Величина цих сил змінюється головним чином залежно від фаз і схилення Місяця. Для півдобових припливів у сизигію вона має найбільше значення, а в квадратуру — найменше. Швидкість же течії в квадратуру в 2,5 рази менше, ніж в сизигію. Для добових припливів швидкість припливно-відпливних течій збільшується із збільшенням схилення Місяця. Характер припливно-відпливних течій залежить від розмірів морського басейну, конфігурації берегів і рельєфу дна.

У вузьких протоках припливна течія весь час спрямована в одну сторону, а відпливна має протилежний напрям. У момент зміни припливної течії на відпливну і навпаки швидкість дорівнює нулю, тобто течії в цей час немає.

У відкритому морі течії найчастіше мають обертальний характер.

Разом із зміною швидкості течії безперервно змінюється її напрям. У таких місцях течії роблять повний оберт або за 12 год. 25 хв. (півдобовий характер припливу) або за 24 год. 50 хв. (добовий приплив). Обертання припливних течій пов'язане з обертанням Землі, причому в північній півкулі за годинниковою стрілкою.

Припливні течії спостерігаються у всій товщі вод Світового океану. У відкритому океані в поверхневому шарі максимальні швидкості припливних течій можуть досягати 1,85 км/год, біля дна вони зменшуються.

Стокові течії утворюються в результаті накопичення води, яке викликає неоднаковий тиск у різних місцях моря на одних і тих же рівневих поверхнях. Накопичення води відбувається в основному за рахунок зміни рівня під впливом вітру і припливу річкових вод. Певну роль може відігравати випадання атмосферних опадів і танення льоду. Типовим прикладом стокових течій є Флоридська течія, що витікає з Мексиканської затоки і дає початок Гольфстріму.

До причин, що можуть викликати течії, належить різниця атмосферного тиску в різних районах океану. В результаті підвищення атмосферного тиску над певним районом порівняно з сусіднім починається переміщення водних мас з одного району в інший. Такі течії називаються бароградієнтними. Як правило, бароградієнтні течії незначні за силою; так, збільшення тиску атмосфери на 1 мб викликає зниження рівня на 1 см.

Дослідження за допомогою сучасних приладів показали, що глибинні течії можуть мати значні швидкості. Так, у деяких районах на глибині 1000 м вони досягають 0,3—0,5 м/сек, а на глибинах більше 1000 м 0,05—0,15 м/сек. Такі потужні океанічні течії, як Гольфстрім і Куро-Сіво, зберігають свій напрям і значні швидкості до глибини в 750—1500 м. Під потужними океанічними течіями існують протитечії, тобто течії, що спрямовані в бік, протилежний поверхневим течіям.

Течії в протоках. У протоках північної півкулі рух поверхневих вод підкоряється таким правилам:

1) навколо великих за розмірами островів і архіпелагів течії спрямовані за годинниковою стрілкою;

2) коло північних берегів широких проток, орієнтованих з заходу на схід, течії мають напрям на захід, коло південних —на схід. Якщо протока орієнтована з півночі на південь, то коло західного берега її течія спрямовується на південь, а коло східного — на північ. Ці важливі висновки зробив С.О.Макаров на основі вивчення водообміну між Середземним і Чорним морями та в Японському морі.

М. М. Зубов поділяє морські протоки залежно від руху в них водних мас на проточні і обмінні. В проточних протоках течії, як у річці, поширюються по всьому поперечному перерізу в одному напрямі. Прикладами можуть бути протоки: між Каспійським морем і Кара-Богаз-Голом та Флоридська протока.

Обмінні протоки, через які відбувається водообмін між сусідніми морями, в свою чергу, поділяються на протоки з водообміном у вертикальній площині і протоки з водообміном у горизонтальній площині.

У протоках з водообміном у вертикальній площині поверхнева течія спрямована по всій протоці в один бік, а глибинна — в протилежний. Яскравим прикладом протоки з водообміном у вертикальній площині є Босфор, що сполучає Чорне і Мармурове моря. У протоках з водообміном у горизонтальній площині течія біля одного берега спрямована в один бік, а біля другого — в протилежний. Прикладами таких проток є Девісова і Лаперуза.

Загальна схема течій Світового океану. В тропічній зоні Світового океану, де спостерігаються стійкі зони пасатів північно-східного (північна півкуля) і південно-східного (південна півкуля) напрямів, виникають постійні і потужні пасатні течії (північна і південна), спрямовані на захід. Зустрічаючи на своєму шляху східні береги материків, течії створюють нагін води (підвищення рівня) і повертають вправо в північній півкулі і вліво в південній.

На 40° широти в обох півкулях на маси води починають діяти західні вітри, і течії повертають на схід і північний схід. Зустрічаючи на своєму шляху західні береги материків, вони повертають на південь у північній півкулі і на північ у південній, утворюючи замкнені кільця циркуляції між екватором і 40—45° широти. У північній півкулі циркуляція спрямована за годинниковою стрілкою, в південній — проти годинникової стрілки. Одночасно частина східної течії повертає в північній півкулі на північ, утворюючи самостійну циркуляцію вод у помірних широтах.

Між течіями пасатних зон північної і південної півкуль виникають протитечії, спрямовані на схід. Вони виникають в результаті нерівномірності розподілу вітру, що виникає в тропічній зоні, а також різниці густини води в західній і східній частинах океанів.

Зовсім інший характер розподілу течій у тропічній зоні північної частини Індійського океану. Півострів Індостан тут широко виступає на південь, і тому величезний Азіатський материк створює сприятливі умови для розвитку мусонів. Саме через це в північній частині Індійського океану течії сезонні.

У помірних широтах між 45 і 65° у північних частинах Атлантичного і Тихого океанів течії утворюють кільце циркуляції проти годинникової стрілки, але воно відрізняється малою стійкістю, що пояснюється характером атмосферної циркуляції. Виняток становлять течії, які утворюються в результаті існування постійного похилу рівня моря від екватора до полюсів, наприклад, теплі Північно-Атлантична і Північно-Тихоокеанська течії. Цей постійний похил рівня зумовлений не тільки нагонами води пасатними течіями до Західних берегів материків, але й загальним розподілом температури і густини води.

У високих (полярних) широтах про характер течій на поверхні можна судити на основі дрейфу льоду, що вкриває басейн Північного Льодовитого океану в північній півкулі і примикає до материка Антарктиди в південній. У Північному Льодовитому океані загальний рух води відбувається проти годинникової стрілки. В океан у вигляді Шпіцбергенської течії заходять атлантичні води. Внаслідок більшої щільності вони занурюються на глибину і рухаються на схід вздовж материкового схилу, проникаючи по глибоких жолобах у моря Північного Льодовитого океану. У приантарктичних водах трьох океанів в напрямі з заходу на схід проходить течія Західних Вітрів, викликана постійними західними вітрами.

Режим течій Світового океану має велике практичне значення, насамперед для навігації. З цією метою для прибережних районів складаються таблиці припливно-відпливних течій, а для відкритого океану — карти неперіодичних течій, які інформують мореплавців про середні багаторічні характеристики течій. Вивчення динаміки течій необхідне для правильної організації рибного промислу. Як відомо, багато видів риб концентрується у фронтальних зонах океану, де вони знаходять собі багатий корм. Зони розходження течій характеризуються підніманням глибинних вод до поверхні і виносом поживних солей.

Морські течії відіграють велику роль у житті Світового океану і всієї планети. Вони сприяють обміну вод, зміні берегів (руйнують їх), мають великий вплив на циркуляцію атмосфери і на клімат різних частин земної кулі. Морські течії викликаються переміщенням повітря з низьких широт у високі і в тому самому напрямку переносять теплу воду, пом'якшуючи клімат. Рухаючись на південь, повітря низьких широт охолоджується, що сприяє збільшенню хмарності і зменшенню випаровування з поверхні океану. Така динамічна і теплова взаємодія водних і повітряних потоків безпосередньо впливає на формування клімату.

Великий вплив на температуру і солоність у північній частині Атлантичного океану, а також на клімат територій, що прилягають до нього, має Гольфстрім. Маси теплої води Гольфстріму нагрівають розміщені над ним повітряні маси. Переважаючі західні вітри в зоні помірних широт переносять потік теплого морського повітря в напрямку до Європи. В західній частині Атлантичного океану Гольфстрім викликає посилення в зимовий час холодних і сухих північних і північно-західних вітрів. Саме цим зумовлені різкі кліматичні відмінності між країнами, розміщеними на однакових широтах по обидва боки океану, наприклад, між Норвегією і Гренландією. Відхилення температури від середніх широтних величин у січні досягають у Норвегії 15—20°, в Мурманську 11°. Завдяки впливу Гольфстріму температура води біля Кольського півострова ніколи не падає нижче 0°, а порт у Мурманську не замерзає.

Поиск по сайту: