какие течения направлены к экватору
Течения мирового океана предмет изучения гидрологии, сведения которой необходимы в промышленности, туризме, военных направлениях и других сферах. Как возникают, куда направлены, каковы причины образования, какие из них самые крупные, холодные и теплые — об этом и многом другом расскажем далее.
Причины образования течений в мировом океане
Широкие движения воды, составляющей мировой океан, перемещаются в горизонтальном направлении. Процесс перемещения носит название течения.
Факторы, приводящие к возникновению течений, подразделяются на внешние и внутренние. Первая группа представлена в виде списка:
разница атмосферного давления.
Схема направления основных течений мирового океана показана на рисунке ниже.
Ключевой фактор перемещения воды – ветер. Влияние последнего обусловливает формирование мелких потоков – неровностей на поверхности воды. Это приводит к образованию энергии между ветром и водными массами, способствующей появлению волновых движений. Напряжение распространяется сверху вниз (с поверхностных слоев на глубинные). В основе процесса лежит явление турбулентной вязкости жидкости, что способствует становлению дрейфового течения.
Ветер действует как на поверхностные слои, так и на береговые составляющие океана. Отклонение воды от берега осуществляется под наклоном. Так образуются течения по градиенту (градиентные).
Приливы зависят от вращения Луны и Солнца. Планета совершает полный оборот в течение суток, этим объясняется периодичность приливов.
Силы притяжения связаны с суточными изменениями. Ряд исследователей рассматривают приливы, как источник турбулентного (с завихрениями, хаотичного, без четкой направленности) потока воды.
Атмосферные изменения влекут за собой деформации поверхностного рельефа (слоя воды) мирового океана, формируя течения. Последние также зависят от температурных характеристик, плотности воды, которые варьируют на разной глубине.
В таблице представлены известные течения.
Самое сильное теплое течение
Течение Западных ветров проходит вокруг Антарктиды через все бассейны.
Гольфстрим, Куросио, Эль-Ниньо.
Северное и Южное пассатное.
Антарктическое циркумполярное течение или течение Западных ветров (в три раза превышает Гольфстрим).
Самое большое течение Северного Ледовитого океана
Классификация течений мирового океана
По температуре
Холодные. Сопровождается переносом холодных масс в теплые океанические воды (от полюсов к экватору). Данные потоки сопровождаются уменьшением количества осадков, снижением температуры. Например, Перуанское течение, берущее начало в водах Южной Америки. Воздух не насыщен влагой, отсюда периоды длительного отсутствия осадков на континенте (пустыня Атакама).
Нейтральные течения. При третьем типе температура потока и воды не отличается. Например, Южное Экваториальное течение. Начинается на Галапагосских островах, затем перемещается к Новой Гвинее, омывает берега Австралии – это Тихоокеанское течение.
По расположению
В эту группу относят:
Поверхностные. Распространяются в поверхностном слое (до пятнадцати метров в глубину). Зачастую их появление – это результат суммации дрейфовых и градиентных потоков.
Придонные. Распространяются у дна, зависят от характера рельефа. Их происхождение связано с приливами, штормовыми волнами, сейшами (стоячие волны). Например, воды Северного моря, проникающие в Балтику.
По происхождению
Классификация по генезу или физической природе представлена:
бароградиентные – появление наклона воды в ответ на изменение атмосферного давления (Флоридское течение);
конвекционные (плотностные) – обусловлены разной плотностью воды на одном уровне (Куросио, принадлежащее к тихоокеанскому бассейну);
Дрейфовые течения развиваются под влиянием ветра. Воздушный поток – динамическая структура, где скорость и давление непостоянны. Это ведет к появлению шероховатостей, завихрений водной поверхности. Возрастает сила трения, образуются дрейфы. Градиентные потоки подразумевают появление градиента – разницы давлений.
По времени действия
Классификация по устойчивости изменения направления — бывают устойчивые (постоянные) и неустойчивые. Для первых характерно стабильное направление на протяжении длительного промежутка времени (пассатные течения). Вторые обусловлены нерегулярным влиянием сторонних сил (например, ветра).
Еще одна разновидность – периодические морские течения, связанные с приливами (Гудзонов пролив в Канаде, где интервал между приливами восемь суток).
Роль течений в мировом океане
Перемещение водных масс влияет на климат территорий, промышленное, сельскохозяйственное развитие. Перенос потоков – ключевой температурный фактор, необходимый для существования организмов.
Течения Мирового океана
Крупные океанические течения давно известны человечеству. Огромная водная масса движется беспрерывно, формируя течения Мирового океана, называемые также «морскими реками» за стабильность формы и устремленность в неизменном направлении. Под влиянием инерционной силы Кориолиса, обусловленной осевым вращением планеты, вода в северном полушарии направлена по часовой стрелке, в южном – против.
Причины образования течений в Мировом океане
Океанические (и морские) течения – перемещение водной массы, провоцируемое воздействием различных факторов. Средняя скорость потоков составляет 10 м/с, глубина распространения – до 300 м.
Причинами океанических течений являются следующие факторы:
Морские течения появляются по тем же причинам, что и океанические. Но меньшее пространство акватории и меньшая глубина сокращают масштабность движения потоков воды, иногда придают им своеобразный характер. Так, в Черном и Средиземном море образуются круговые потоки, спровоцированные силой вращения Земли. В Белом море наблюдаются выраженные приливные и отливные процессы.
Самое холодное мощное течение – Западных Ветров, движущееся вокруг Антарктиды. Фактор его формирования – постоянные ветры, направленные на восток, захватывающие значительные территории от умеренного пояса до берегов покрытого льдами континента. Ширина потока достигает 2,5 тысяч км, глубина – 1 км. Ежесекундно смещается около 200 млн. тонн воды. Высокая скорость и большая глубина обусловлены отсутствием преград на пути водной массы.
Самое теплое сильное течение – Гольфстрим, начинающееся в Мексиканском заливе, несущее теплую воду из тропиков в холодные широты Атлантики. Существованием Гольфстрима обусловлен мягкий умеренный климат Европы. Ежесекундно поток несет почти 80 млн. тонн воды.
Классификация течений
Океанические течения классифицируются по:
По температурным показателям выделяются:
Теплые течения Мирового океана направлены из экваториальных широт, холодные – устремлены к экватору. Соленость холодных масс меньше, чем теплых. Это обусловлено тем, что они устремляются из регионов, где больше осадков, но меньше испарение, либо где воды опресняются тающими льдами.
По направлению выделяют виды:
По длительности существования:
По вызывающим факторам:
По характеру потока:
По нахождению под океанической поверхностью:
Ученые долго полагали, что на глубине океанские воды практически неподвижны. Но научные исследования, проводимые при помощи подводных аппаратов, помогли установить наличие слабых и мощных глубинных течений, располагающихся под поверхностными.
Подводные течения не зависят от перемещения воздушных масс, а обуславливаются температурными и химическими различиями между водными массами. Холодная и соленая вода, столкнувшись с теплой и неплотной, опускается под нее, устремляется к донной поверхности. Образовавшаяся плотная и тяжелая масса движется из холодных в экваториальные широты, где устремляется вверх, становится поверхностной. Формируется глубинно-поверхностный круговорот воды. Поскольку плотный поток движется медленно, круговорот занимает несколько лет.
Основные течения Мирового океана
Вода в Мировом океане беспрерывно движется в составе тысяч крупных и небольших взаимосвязанных потоков, сливающихся и распадающихся.
Существование поверхностных течений Мирового океана обусловлено движением атмосферных масс. Посредством течений вода, нагретая солнечным излучением, распределяется по планете. После нагревания воды Солнцем в экваториальных широтах течение направляется в холодные широты, а оттуда охлажденная вода возвращается к экватору.
В планетарном потоке циркулирующей воды выделяются несколько самых крупных течений:
Тихий океан
Сформированы крупнейшие теплые течения:
Атлантический океан
Индийский океан
Северный Ледовитый океан
Большой поток один – Восточно-Гренландский, огибающий восток Гренландии.
Отдельно следует выделить течение Западных Ветров, смыкающееся вокруг Антарктиды кольцом, захватывающее все меридианы.
Значение океанических течений невозможно переоценить. Они формируют климат планеты, обеспечивают существование жизни в морских глубинах и расселение живых организмов по островам и континентам, переносят частицы грунта на большие расстояния, изменяя донный рельеф. Благодаря непрерывному обмену водных масс во всех слоях океана, кислород и питательные вещества, необходимые для водных обитателей, распределяются равномерно. Теплые потоки, омывая побережья, формируют мягкий и влажный климат, холодные – сухой и пустынный.
§ 11. Движение вод Мирового океана. География
Циркуляция вод Мирового океана
На первый взгляд карта течений Мирового океана очень сложна. Она действительно не проста, но есть определенные закономерности движения воды, которые помогают в этой карте разобраться.
Представим себе, что у нас на планете существует какой-то средний океан: не такой узкий, как Атлантический, но и не такой широкий, как Тихий. Упростим до предела очертания его берегов, и в результате получится океан овальной формы (рис. 54). Обычно такие вымышленные географические объекты принято называть идеальными. Рассмотрим, как будут двигаться водные массы в таком идеальном океане.
Итак, начнем с экваториальных районов идеального океана. Вдоль экватора строго с востока на запад, подчиняясь ветрам пассатного переноса, разгоняется пассатное течение (1 ). Достигая материка, оно разделяется надве ветви стоковых течений, расходящихся к северу и югу от экватора (2 и 3). Удаляясь от экватора, эти два течения достигают умеренных широт, где попадают в зону действия ветров западного переноса и пересекают океан в обратном направлении с запада на восток (3 и 4). В восточной части океана они вновь разделяются на две ветви стоковых течений. Ветви, направленные к экватору (5 и 6), возвращают водные массы в район экваториальных широт, где они вновь попадают под действие пассатов. Так замыкается круг. Течения 7 и 8, которые удаляются от экватора, попадают под воздействие ветров северовосточного переноса и вновь пересекают океан с востока на запад (9 и 10). Впрочем, так далеко на север наши земные океаны почти не простираются.
Конечно, реальные океаны нашей планеты не имеют такой правильной формы, как идеальный, поэтому далеко не во всех океанах движение воды осуществляется точно таким оразом. Но всеже большая их часть существует и в реальных океанах. Попробуй найти их на карте течений Мирового океана.
У реальных земных океанов, как и у идеального, тоже есть западный и восточный берег, да и систему постоянных ветров использовали настоящую. Так что можно сделать важный вывод.
Морские течения образуют в океанах замкнутые круги. Движение воды в этих кругах в Северноного полушарии происходит по часовой стрелке, а в Южном — против.
1. Воды Мирового океана находятся в постоянном движении двух видов: волновом и поступательном горизонтальном.
2. Ветровые волны на поверхности океана есть всегда. Чем сильнее ветер, тем выше волны. При слабом ветре их высота не превышает 1 — 2 м, а во время штормов достигает 6 — 8 м и больше. Наибольшую разрушительную силу и внезапность имеют сейсмические волны — цунами. Они возникают при подводных землетресениях и распространяются от эпицентра, как круги на воде, у берега высота цунами может достигать 30 м и более.
3. Горизонтальное движение проявляется в наличии морских течений. По происхождению различают ветровые и стоковые течения. Ветровые возникают под воздействием постоянных ветров (Пассатные течения, течение Западных ветров). Стоковые течения образуются, когда ветровое течение встречает. Преграду в виде материка и разделяется на две ветви. Одна из них движется на север, другая на юг.
4. Теплые течения двигаются от экватора в направлении к полюсам. Обратное направление имеют холодные течения. Пассатные течения относят к теплым, а течение зпадных Ветров — к холодным.
5. Морские течения образуют в океанах замкнутые круги. В Северном полушарии движение воды в них идет по часовой стрелке, в Южном — против.
1. Назовите основные виды волн 2. Какова высота ветровых волн? 3. По каким причинам вознткают цунами?
А теперь более сложные вопросы
1. Почему возникают поверхностные течения? 2. Как на карте отличить теплое течение от холодного? 3. На примере северной части Тихого океана объясните образование замкнутых кругов поверхностных течений.
Поработаем с картой
Берега каких стран омывают Калифорнийское, ское и Аляскинское течения?
Движение вод Мирового океана
Морские течения
В отличие от волн, морские течения представляют собой горизонтальные движения воды. Это своеобразные реки в океане, имеющие десятки, а то и сотни километров в ширину и несколько сотен метров в глубину. Ну а длина даже самых незначительных морских течений составляет тысячи километров (рис. 53).
Течения различаются по происхождению, по свойствам воды, по глубине и по многим другим параметрам.
По происхождению течения делятся на ветровые и стоковые. Самые мощные течения Мирового океана — это ветровые.
Конечно, далеко не каждый ветер может привести в движение такие огромные массы воды. На это способны только постоянные ветры, которые изучались нами в предыдущей теме. Названия многих течений указывают на ветры, которые являются причиной их возникновения.
Так, во всех океанах в районе экватора с востока на запад движутся пассатные течения. Они так и называются — Пассатное течение Тихого океана, Пассатное течение Индийского океана. Мощное течение, перемещающееся в умеренных широтах Южного полушария, называется — течение Западных Ветров.
Если на пути ветрового течения оказывается материк, течение разделяется на два потока, один из которых уходит вдоль берегов на север, другой — на юг. Эти течения, движущиеся вдоль берегов материка, называются стоковыми течениями. Примерами могут служить Мозамбикское и Сомалийское течения, на которые у берегов Африки разделяется Пассатное течение Индийского океана.
По свойствам воды течения делятся на теплые и холодные. Как вы думаете, чем они отличаются? Температурой? Не совсем. У берегов Северной Европы, например, движется Норвежское течение, а в Тихом океане вдоль берегов Южной Америки — Перуанское течение. Температура воды в Норвежском течении около +7 С, а в Перуанском +20С. Тем не менее теплым из них считается Норвежское течение, а Перуанское — холодным! Почему? Все очень просто. Норвежское течение пересекает воды с температурой около 0°С и поэтому по сравнению с ними является теплым. А Перуанское течение движется сквозь водные массы с температурой + 26С и потому считается холодным. Холодным по сравнению с окружающими водами.
Хотите научиться почти безошибочно определять, какое течение теплое, а какое холодное? Запомните: если течение движется от полюсов в сторону экватора, то оно холодное, а если от экватора в сторону полюсов, то теплое. Вот и все! У этого правила есть только одно исключение. Есть течение, которое движется от экватора, но считается холодным. Найдите его на карте самостоятельно. Подсказка: ищите в Индийском океане.
А если течение движется ни в сторону экватора, ни в сторону полюсов? Например, Пассатные течения и течение Западных Ветров? В этом случае придется просто запомнить, что Пассатное принято считать теплым, а течение Западных Ветров — холодным. А каким еще может быть течение, которое кружится вокруг Антарктиды?
Знать, какое течение находится вблизи берегов материка, очень важно. Ведь это сильный климатообразующий фактор. Помните? Теплые течения усиливают влияние океана на климат материков, а холодные сводят его на нет.
По глубине расположения течения делятся на поверхностные, глубинные и донные.
Нам интересны прежде всего поверхностные течения. Именно они помогают или мешают движению кораблей. Именно они разносят так называемую «почту Нептуна» — бутылки с письмами от потерпевших кораблекрушение моряков. Помните роман Жюля Верна «Дети капитана Г ранта»?
Поверхностные течения влияют на климат материков. И именно они наиболее хорошо изучены. Глубинные же течения и особенно донные открыты сравнительно недавно, и их изучение еще только начинается.
Поверхностные течения Мирового океана
Существующую систему современных течений, вод и водных масс легче понять, разобравшись в причинах их возникновения. Воздух нагревается на экваторе сильнее, чем в других районах. Из-за нагревания воздуха уменьшается его удельный вес, и он поднимается вверх.
Поднявшийся воздух двигается по направлению к полюсам. На его место приходит воздух из более высоких широт. В результате в каждом полушарии образуется конвекционная ячейка в меридиональной плоскости, действующая круглый год.
Казалось бы, результатом действия этой пары конвекционных ячеек должно быть выравнивание температуры на экваторе и полюсах. Однако из-за вращения Земли на любое движущееся тело действует сила Кориолиса.
Первая от экватора ячейка расположена в каждом полушарии примерно между экватором и 30° широты. Дующие здесь ветра — пассаты — весьма постоянны, поэтому по-английски их называют trade winds, т. к. их постоянство англичане использовали в торговых плаваниях. В субтропиках воздух опускается. Из-за возрастания давления он нагревается.
При этом, хотя содержание воды в воздухе остаётся постоянным, его относительная влажность падает, поскольку с ростом температуры его влагоёмкость возрастает, а взяться влаге неоткуда. Поэтому там, где опускающийся воздух достигает поверхности Земли количество осадков понижено.
Меняющееся во времени и пространстве количество осадков приводит не только к общеизвестным явлениям: образованию сухого субтропического и влажного тропического поясов, но и к сезонной динамике солёности в океане.
Из-за наличия сезонов схема циркуляции зимой и летом различается: ветер от полюса преобладает зимой, от тропика — летом. Средние многолетние направление и скорость ветра на поверхности Мирового океана показаны на Рис. 5.5.
Ветер, дующий у поверхности моря, передаёт воде часть своей энергии, создавая волны и течения. Однако из-за действия силы Кориолиса направление движения воды отличается от направления ветра. Самый верхний слой воды движется под 45° к направлению ветра.
Каждый более глубокий слой воды отклоняется далее направо (в Северном полушарии, в Южном — налево). Но, поскольку с увеличением глубины сила, с которой действует верхний слой на нижний из-за потерь на трение уменьшается, вектор движения более глубоких слоёв меньше, чем вышележащих. В результате образуется спираль Экмана (Рис. 5.6).
А результирующее направление движения воды направлено под прямым углом к направлению ветра. Наиболее выраженными и постоянными являются дующие с запада на восток в поясе 40–60° широты и с востока на запад вдоль экватора пассаты. Поэтому основными поверхностными течениями Мирового океана являются широтные.
У экватора широтные течения южного и северного круговорота соединяются в одно экваториальное пассатное течение. Высота нагонов у западных берегов океанов достигает метра (Рис. 5.7).
Экваториальные течения в каждом океане распространяются на глубину 50–100 м, ниже их в обратном направлении идут противотечения. Западные меридиональные течения уже и быстрее, поэтому они более известны (например, Гольфстрим и Куросио).
Их средние скорости достигают 1 м/сек (3,6 км/час). Гольфстрим, Куросио и аналогичные течения в южном полушарии переносят тёплую воду от экватора в высокие широты. Северная ветвь Гольфстрима является «печкой» Европы, отсюда в Европу поступает 1/4 тепла.
Восточные меридиональные течения шире и медленнее. С увеличением глубины скорость течения постепенно уменьшается, но поверхностные течения прослеживаются примерно до глубины 1000–1500 м. На ход течения оказывает существенное влияние и подводный рельеф, причём не только в пределах шельфа.
Так, отклонение Циркумантарктического течения от правильного круга связано с подводными горами на глубинах до 4000 м. Уровень океана в центре антициклонических круговоротов поднимается и достигает 2090 дин. см. Общая схема поверхностной циркуляции показана на Рис. 5.9 и Рис. 5.10.
На юге круговороты объединяет Циркумантарктическое циклоническое течение. В высоких широтах Северного полушария циклонические круговороты расположены у Алеутских островов и в Скандском бассейне (Норвежское + Гренландское моря).
Основной двигатель течений на Земле — пассаты, они создают течения вдоль экватора с востока на запад. Меридиональные течения возникают только в том случае, если экваториальные течения встречают препятствия (ныне это — Панамский перешеек и Евразия).
Сколь далеко к полюсам идут меридиональные течения определяют два фактора:
Если формируются мощные меридиональные течения, не встречающие на своём пути преград, то они значительно выравнивают градиент «экватор–полюс», снижая температуру низких широт и повышая температуру высоких.
В тех местах, где экваториальные течения отходят от восточных берегов океанов, образуется недостаток воды. Его компенсируют с одной стороны (сбоку) течения, идущие из более высоких широт, с другой (снизу) — подток глубинных вод. Такие районы называют апвеллинги.
Его вызывает Сомалийское течение, которое в свою очередь вызывают муссоны Аравийского залива. Изменение направления муссона приводит к изменению Сомалийского течения за несколько недель на глубину до 1 км. Поднимающиеся в апвеллингах воды сравнительно богаты биогенами. Это обуславливает их постоянно высокую первичную продукцию. Апвеллинги — одни из наиболее продуктивных районов Мирового океана.
Кроме прибрежных апвеллингов, сила Кориолиса создаёт экваториальный апвеллинг, особенно хорошо выраженный в Тихом океане. Причина возникновения этого апвеллинга в том, что вектор силы Кориолиса меняется с правого на левый при пересечении экватора.
Таким образом, Северное пассатное течение переносит воду направо (на север), а Южное пассатное — налево (на юг). В результате на самом экваторе вода на поверхности расходится в разные стороны и на её место поднимается вода из глубины (Рис. 5.11).
Экваториальные апвеллинги не столь интенсивны, как прибрежные, но из-за их большой площади, значительно превышающей площадь прибрежных, они обеспечивают создание большого количества первичной продукции.
Положение основных апвеллингов показано на Рис. 5.9.
Высокая первичная продукция апвеллингов приводит к высокому потоку органического углерода на морское дно, вплоть до абиссальных глубин.
Кроме упомянутых прибрежных и экваториальных апвеллингов имеется множество гораздо более мелких апвеллингов в разных районах Мирового океана Не следует представлять апвеллинги как ламинарные восходящие потоки.