Течения мирового океана

Противотечение Ломоносова

Это холодное подповерхностное противотечение. Оно движется в экваториальной зоне Атлантики. Противотечение Ломоносова было открыто одной из советских экспедиций в 1959 году. Экспедиция проводилась в экваториальной части Атлантики на борту научного судна «Михаил Ломоносов». С помощью буёв с самописцами учёным удалось установить, что под пассатным течением южнее экватора движется мощный противоположно направленный поток. Ширина этого потока составляет 200 км, а в глубину он уходит на 150 м.

Направляясь против основных экваториальных ветров, это течение движется от берегов Бразилии в сторону Африканского континента и заканчивается в Гвинейском заливе.

История

С X — го  века индийский автор энциклопедии упоминает о наличии тока , который он знает о существовании арабских мореплавателей:

Редактор приравнивает океанские течения к приливу, как моряки и ученые веками.

Именно европейские моряки открыли течения в Атлантике. Хуан Понсе де Леон в 1513 году столкнулся с Гольфстримом и не смог продвинуться, несмотря на ветер, в его самой сильной части у Флориды. Испанцы воспользовались открытием, чтобы ускорить путешествие в Европу.

Собирая наблюдения моряков, содержащиеся в бортовых журналах, Исаак Воссиус в 1664 году смог с довольно большой точностью описать траектории североатлантических течений:

Первая карта течений немецкого иезуита Афанасия Кирхера , опубликованная около 1665 года.

По совпадению, в это же время появляется первая карта мира с указанием течений. Преодолевая недостаток данных с помощью гениального воображения, Афанасий Кирхер , если он показывает хорошую точность берегов и поверхностных течений, добавляет туннели, которые соединяют между собой моря, в частности Каспийское и Черное моря.

Королевское общество хотело определить места и причины этих движений. Гибралтарский пролив был их первым исследованием, но британцы не смогли прийти к какому-либо окончательному результату. Итальянец, граф Луиджи Фердинандо Марсильи , заметил подобное явление в проливе Босфор в 1679 году. Как человек войны, так и ученый, Марсильи считал, что явление, наблюдаемое рыбаками (поверхностные сети дрейфовали в сторону Средиземного моря, а те, что находились в глубине, в сторону Черного моря), было связано с разницей в солености вод. Он проверил свою гипотезу на модели с цветной водой и продемонстрировал, что различия в плотности порождают течения.

Марсильи, беженец на юге Франции, сделал ряд важных открытий в области морской среды. Ньютон показал связь между гравитацией и приливами, а разница между морским течением и приливами еще не была очевидна. В 1740 году Академия наук учредила четыре премии за лучшие произведения. Колин Маклорен был одним из лауреатов, сделавших вывод, что траектория течений отклонялась из-за вращения Земли.

Карта Гольфстрима, опубликованная в 1769 году Бенджамином Франклином .

Общая карта основных морских течений в том виде, в каком они были известны в 1910 году.

В 1769 году Бенджамин Франклин опубликовал первую карту Гольфстрима с указанием скорости. Несмотря на это, корабли не следовали его указаниям. Франклин, пользуясь своими путешествиями, измерял температуру воды. В 1776 году в Париже он опубликовал улучшенную карту, которая использовалась французами для поставок оружия и снаряжения. Даже в возрасте 79 лет, вернувшись в свою страну, он все же погрузил свой градусник в Гольфстрим …

В 1847 году в США появилось первое издание « Карты ветров и течений » американского моряка Мэтью Фонтейна Мори . Раненый, он был назначен начальником депо карт и навигационных приборов ВМФ. Он использовал бортовые журналы, чтобы составить таблицу, которая была напечатана первой на последней странице газет, распространяемых на военные корабли и торговые суда, с инструкциями для капитанов отмечать любой значительный факт. Сумма его данных составила книгу. Используя их, стартовый корабль сэкономил тридцать пять дней на пути, обычно завершаемом за сто десять дней. Вскоре после этого склад карт попросил моряков регулярно рассчитывать свое местоположение и бросать бутылку в море с указанием того, что она была обнаружена, для человека, извлекающего бутылку, офис смог определить изменения направления в соответствии с сезонам. В 1851 году, во время золотой лихорадки, поездки в Калифорнию были сокращены на один месяц из трех ранее требуемых. Мори, прозванный (среди прочего) «  очистителем морей  », успешно участвовал в спасении: вычитая течения и ветер, он оценил положение тонущего корабля ( Сан-Франциско ,Январь 1854 г.), который был найден около указанной точки.

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:

• осевое вращение планеты;
• движение воздушных масс (на глубинные потоки ветер не влияет);
• гравитационная сила, связывающая планету со спутником;
• рельефные формы морского дна;
• контуры континентов;
• температурные и солевые показатели воды.

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.

Мировой океан

В четырех океанах на Земле есть около 40 крупных и мелких течений, которые объединяются в единую структуру. Такое движение оказывает влияние на климат и жизнь человека. На сегодняшний день наибольшее количество потоков насчитывается в Тихоокеанском бассейне, что объясняется его огромными размерами и особенностями климата. Эта водная цепь находится в непрерывном движении, её используют для судоходства. Это позволяет существенно упростить доставку грузов и сэкономить миллиарды долларов на топливо. Список крупнейших течений Атлантического океана:

• Гольфстрим;
• Бразильское;
• Западных ветров;
• Лабрадорское;
• Северо-Атлантическое;
• Северное Пассатное;
• Бенгальское;
• Южное Пассатное;
• Канарское.

Одним из самых сильных и больших течений в Атлантике является Гольфстрим, который берёт начало у берегов Флориды. Он идет вдоль западного американского побережья вплоть до ньюфаундлендской отмели, после чего направляется в Европу и проходит по её северному берегу. Через все меридианы также пролегает течение под названием Западных ветров, которое закольцовывает Антарктиду, что объясняет крайне низкую температуру и высокую солёность воды. В Тихом океане имеется шесть крупнейших потоков:

• Калифорнийское;
• Перуанское;
• Северо-Тихоокеанское;
• Южное Пассатное;
• Куросио;
• Северное Пассатное.

В Индийском океане крупнейшими течениями являются Сомалийское, Муссонное, Мозамбикское и Южное Пассатное. Самым важным и мощным считается Западно-Австралийское, воды которого проходят параллельно Австралии. В Северном Ледовитом океане имеется огромное Восточно-Гренландское течение, которое приносит в Южную Атлантику гигантские айсберги.

Классификация течений

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

Классифицируются они по:

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

По температуре воды течения бывают:

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

По происхождению:

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

По направленности:

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

По периоду существования:

• постоянными;
• периодическими;
• случайными.

По характеру движения:

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

По глубине залегания:

• поверхностными;
• глубинными;
• придонными.

Влияние на жизнедеятельность в океане

Как ни странно, но течение способствует развитию флоры и фауны. Особенно касается тех областей, где господствует теплый климат. Холодный поток снижает температуру и количество среднегодовых осадков. Плюс — образуются сильные ветра. Теплые, наоборот, создают спокойную атмосферу с благоприятными условиями проживания. Именно из-за этого в различных частях планеты даже зимой нет отрицательных показателей. А в других они спускаются на термометре.

Подводный мир Тихого океана считается самым богатым, особенно если сравнивать с остальными. Великий барьерный риф находится у берегов Австралии. Проходящее течение способствует движению теплых водных масс в южном направлении к Антарктиде. Живая природа обеспечила себе в этом районе все необходимые климатические условия.

Список редких обитателей, не способных существовать в других частях света, находятся здесь в полной гармонии между собой. Человечество смогло лишь на 10% изучить мир, а причиной до сих пор является отсутствие нужных технических приспособлений.

Сегодня течения смогли обеспечить жизнь:

• более 100 тыс. видам животных и рыб;
• 850 разновидностям водорослей;
• 200 отдельным подвидам, которые живут на глубине от 7 тыс. км;
• 6 тыс. моллюскам.

Весь климат в обеих частях света образуется за счет тех или иных течений. Причем это касается не только океана. Понижая воздух и температуру воды у суши, течения уменьшают осадки. Отдельные части планеты, таким образом, существуют на идеальных условиях.

Течений в Тихом океане очень много. Крупные потоки воды разделяются на более мелкие в местах наличия островов или стыка теплых, холодных воздушных масс. Выше представлены самые большие передвижения воды. У берегов материков есть собственные сложности, которые способствуют увеличению либо уменьшению скорости воды.

Некоторые из крупных течений двигаются против других по причине сильных ветров. Есть даже глубоководное движение холодной воды.

Гольфстрим — это тёплое течение в Мексиканском заливе, которое огибает Флориду, течёт вдоль восточного побережья США примерно до 37-го градуса с.ш. и затем отрывается от побережья на восток

В редакцию приходят письма с просьбой разъяснить, действительно ли тёплое течение скоро исчезнет.

Подобные течения существуют и в Тихом океане — Куросио, и в Южном полушарии.

По этой же причине Северное полушарие в целом немного теплее Южного. Первопричина такой необычности Северной Атлантики состоит в том, что воды над Атлантическим океаном испаряется немного больше, чем выпадает в виде осадков.

На место опустившейся в глубину воды в северную Атлантику приходит вода с юга, это и есть Северо-Атлантическое течение. Таким образом, причины, обуславливающие Северо-Атлантическое течение, глобальны, и вряд ли на них может существенно повлиять такое локальное событие, как разлив нефти в Мексиканском заливе.

Но и такая величина сезонных аномалий вполне обычна и наблюдается в том или ином регионе почти ежегодно. Не подтверждаются и сообщения о том, что Гольфстрим между 76 и 47 меридианами в 2010 году стал холоднее на 10 градусов Цельсия. Но лёд продолжал таять, и в какой-то момент вода из озера начала вытекать в Северную Атлантику, распресняя её и тем самым препятствуя опусканию воды и Северо-Атлантическому течению.

Продолжением Гольфстрима является Северо-Атлантическое течение, несущее охлажденный на севере поток в Южное полушарие.

Изменение непрерывности течения Гольфстрима в научных кругах является темой для дискуссий. В возникновении и направлении Гольфстрима задействованы несколько факторов. Почти треть находится на пути течения Гольфстрима. Под первым подразумевают собственно Гольфстрим – океаническое течение вдоль восточного побережья Северной Америки шириной до 90 километров и скоростью до нескольких метров в секунду.

Отдельные течения в океанах объединяются в системы, включенные в общебассейновый круговорот. Самое известное морское течение — Гольфстрим. Название это переводится на русский язык как Течение из Залива. Оно сохранилось с тех далеких времен, когда считаюсь, что течение возникает как поток вод, устремляющихся из Мексиканского залива через Флоридский пролив в Атлантику.

Теперь известно, что лишь малая доля вод Гольфстрима выносится из залива. Течение, выходящее оттуда, сейчас предпочитают называть Флоридским. Океанический поток, достигающий широты мыса Хаттерас на атлантическом побережье США, принимает в себя мощный приток из Саргассова моря.

Тут-то и начинается собственно Гольфстрим, могучая «река в океане», уходящая на глубину 700 — 800 м и достигающая ширины 110 — 120 км. Отмечена еше одна особенность Гольфстрима: по выходе в океан оно отклоняется не вправо, как положено в Северном полушарии под влиянием вращения Земли, а влево!

Это результат повышенного уровня океана в его субтропической части. Средняя температура поверхностных слоев течения 25 — 26° (на глубинах около 400 м — всего 10 — 12°). Однако в Гольфстриме на расстоянии длины корпуса судна бывают большие разности температур, достигающие 10°, а изменение цвета и прозрачности морской воды происходит буквально на глазах.

В поверхностном слое течения обычно обнаруживается ядро вод повышенной температуры, наиболее сильно выраженное у самой поверхности океана, и ядро вод высокой солености с центром на глубинах 100 — 200 м.

Эта особенность прослеживается вплоть до Большой Ньюфаундлендской банки. Таким образом, представление о Гольфстриме как об очень теплом течении, проходящем через более холодные воды, справедливо только для поверхностного слоя, но и в нем самые теплые воды всего на несколько градусов превышают поверхностную температуру вод Саргассова моря.

Поверхностные скорости собственно Гольфстрима могут достигать 2,0 — 2,6 м/с.

Даже на глубинах порядка 2 км они все еще значительны: 10 — 20 см/с.

Разность плотностей

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

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

Ученые считают, что формирование Панамского перешейка является одним из важнейших геологических событий, произошедших на Земле за последние 60 миллионов лет. Хотя это лишь небольшая полоса земли по отношению к размерам континентов, Панамский перешеек оказал огромное влияние на климат Земли и ее окрестностей.

Закрывая поток воды между двумя океанами, земля моста перенаправляет течения, как в Атлантическом океане, так и в Тихом океане. Атлантические течения были вынуждены на север, и, наконец, была создана новая модель течения, которую мы сегодня называем Гольфстримом.

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

С теплыми водами Карибского моря, текущими на северо-восток к Атлантике, климат в Западной Европе стал теплее. Атлантика, уже не смешанная с Тихим океаном, также увеличила соленость. Каждое из этих изменений помогло установить структуру глобального циркуляции океана, которую мы видим сегодня. Таким образом, перешеек Панамы имеет прямое и косвенное влияние моделей океана и атмосферной циркуляции, которое регулирует закономерности осадков, которые, в свою очередь, вылепили ландшафты.

Формирование Панамского перешейка также сыграло важную роль в биологическом разнообразии нашего мира. Мост облегчил перемещение животных и растений на континентах. Например, в Северной Америке опоссум, броненосцы, дикобраз все отходят назад к предкам, которые попадали через сухопутный мост Южной Америки. Аналогичным образом, предки медведей, кошек, собак, лошадей, лам и енотов сделали путешествие на юг через перешеек.

Теплые водные потоки

Теплым называют течение с более высокой температурой воды, чем температура окружающей водной массы.

Одно из самых известных теплых течений – это Гольфстрим. Оно располагается в Атлантическом океане. Начинается Гольфстрим в Саргассовом море, затем выходит в океан вдоль берегов США.

Гольфстрим расположен в Северном полушарии, но несмотря на это, он течет против часовой стрелки, как водные потоки в Южном полушарии.

Северо-Атлантическое теплое течение оказывает свое влияние на климат Европы, проходя возле его берегов. Начинается оно также в северных морях, а затем устремляется на восток.

В Тихом океане располагается широкое теплое течение Куросио. Начинается оно в области Филиппинских островов и достигает Японии.

География

§ 37. Течения

Вспомните

Как изменяется температура поверхностных вод в Мировом океане? От чего зависит плотность вод Мирового океана?

Многообразие течений. Течения в морях и океанах — такой же важный вид движения воды, как и волны.

Течение — это перемещение воды в горизонтальном направлении.

Течения переносят огромные массы воды на большие расстояния. Их длина может достигать нескольких тысяч километров, ширина — десятков и даже сотен километров, толщина — нескольких километров.

Одно из самых крупных течений — Гольфстрим (рис. 129). Оно несет больше воды, чем все реки нашей планеты, вместе взятые.

Рис. 129. Основные морские течения

Как обозначают на карте теплые и холодные поверхностные течения? Найдите на рисунке крупнейшие теплые и холодные течения.

Рис. 130. Разнообразие океанических течений

Океанические течения различаются по температуре, глубине, продолжительности существования (рис. 130).

Теплым называют течение, температура которого выше, чем температура окружающей воды. Холодным — температура которого ниже, чем температура окружающей воды. Если же сравнивать температуру воды самих течений, то вода холодного течения в тропиках может быть теплее, чем вода теплого течения в высоких широтах.

Причины возникновения течений. Главная причина появления поверхностных течений — ветер. Задевая водную поверхность, он влечет за собой воду. Под воздействием устойчивых западных ветров возникает самое мощное в Мировом океане течение Западных Ветров, образующее кольцо вокруг Антарктиды.

На направление течений влияют также положение материков и очертания их берегов. Суша становится преградой, заставляющей течение поворачивать и направляться вдоль побережий.

В глубинах морей и океанов течения образуются из-за различий в плотности воды. Более плотные воды перемещаются в сторону менее плотных, создавая на глубине мощные водные потоки. Сведения о подводных течениях важны для рыболовства, движения подводных лодок.

Значение течений. Океанические течения влияют на климат и природу Земли. Они перераспределяют тепло и холод между широтами. Теплые течения приносят тепло из тропических широт в умеренные и арктические. Холодные течения возвращают к экватору холодную воду. Одновременно течения сильно воздействуют на климат прибрежных территорий материков.

Подумайте, как влияют на природу побережий теплые и холодные океанические течения.

Благодаря течениям в океанах и морях перераспределяется не только тепло, но и растворенные питательные вещества и газы. Живые организмы получают больше возможностей для развития. С помощью течений растения и животные перемещаются и заселяют новые территории. Течения могут способствовать или препятствовать судоходству, поэтому мореплаватели и рыбаки должны учитывать их направление и скорость.

Вопросы и задания

1. Что такое течение?
2. Какое течение можно считать теплым? какое — холодным?
3. Назовите основные причины образования течений.
4. Какое значение имеют течения для климата Земли, растений и животных океана?

Классификация течений

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

Классифицируются они по:

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

По температуре воды течения бывают:

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

По происхождению:

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

По направленности:

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

По периоду существования:

• постоянными;
• периодическими;
• случайными.

По характеру движения:

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

По глубине залегания:

• поверхностными;
• глубинными;
• придонными.

Проблемы глобального потепления

Постоянное повышение средней температуры Земли, которое называют глобальным потеплением, может повлиять на Гольфстрим. Ученые, изучающие эту проблему, предполагают, что оно может уменьшить циркуляцию Североатлантического дрейфа, если тенденция сохранится на протяжении следующих нескольких десятилетий.

Результаты нового исследования ученых уже подтвердили огромное воздействие глобального потепления на Гольфстримское течение. Потоки, которые приносят теплую атлантическую воду на север к полюсу, где они охлаждаются, опускаются и возвращаются на юг, являются наиболее существенным фактором контроля климата Северного полушария.

Система, формально называемая Атлантическим меридиональным обращением (Amoc), сегодня ослабла на 15% по отношению к уровню 1950 года. Это происходит из-за таяния гренландского льда и потепления океана, что делает морскую воду менее плотной, при этом скорость ее движения существенно падает.

Для сравнения: подобное замедление равносильно снижению скорости движения всех мировых рек в три раза или Амазонки, самой большой реки, в 15 раз. Такого снижения параметров движения Гольфстрима человечество не наблюдало за последние 1600 лет, но это еще не предел. Новейшее подробное исследование ученых демонстрирует, что ослабление Гольфстрима ускоряется.