Ветровые океанические течения. Ветровые течения. Теплые и холодные водные потоки

ПРОТИВ ТЕЧЕНИЯ Общая теория относительности была создана А. Эйнштейном на основе минимального числа опытных данных о тяготении, с гениальной интуицией отобранных им. На протяжении многих десятилетий, прошедших с тех пор, все предсказания этой теории, которые можно было

VII. ВСТРЕЧНЫЕ ТЕЧЕНИЯ

VII. ВСТРЕЧНЫЕ ТЕЧЕНИЯ 1Принимая во внимание доказательства, приведенные в предыдущих главах, легко понять, почему польские историки – которые, в конце концов, стоят ближе всего к сути проблемы, – согласны, что «в ранний период основное ядро еврейского населения вышло из

4. «Течения»

4. «Течения» Отрицая прямые решения, игнорируя волю рабочих, «с.-д. фракция» подробно распространяется о пользе всех «течений марксизма».Во всем мире марксисты исходят из рабочих организаций, у нас желают исходить из неуловимых «течений». В Германии, да и во всем мире, с.-д.

Ветровые течения

Ветровые течения приводят к сгону воды от подветренной стороны водоема и к нагону ее у наветренной стороны. Возникающий при этом горизонтальный градиент давления, направленный в сторону, противоположную ветру, вызывает один из видов глубинных компенсационных течений.[ ...]

Ветровые течения в водохранилищах, проточных озерах, заливах и лиманах практически всегда взаимодействуют со стоковыми или сейшевыми течениями. При этом они изменяют распределение скорости стоковых или сейшевых течений по вертикали, а в некоторых случаях даже создают своеобразные системы циркуляции вод в каком-либо районе или даже во всем водоеме.[ ...]

Ветровое течение наблюдается в поверхностных слоях глуби ной в среднем 0,4 глубины водохранилища (Н); оно имеет одинаковое с ветром направление, и скорость его изменяется от г;0 на поверхности до нуля на глубине 0,4 Н. Ниже лежит слой ком--пенсационного течения, имеющего обратное ветру направление. . При выпуске сточных вод у берега (который обычно и имеет место) наиболее худшие условия создаются в водохранилище при ветре вдоль берега, в направлении ближайшего водозабора5 Этот случай в дальнейшем и рассматривается.[ ...]

Течения, возникающие при участии сил трения,- это ветровые течения, вызванные временными и непродолжительными ветрами, и дрейфовые, вызванные установившимися, действующими длительное время ветрами. В ветровых течениях не создается наклона уровня, дрейфовые же течения приводят к наклону уровня и появлению градиента давления, которые определяют возникновение в прибрежных районах глубинного градиентного течения.[ ...]

ВЕТРОВОЕ ТЕЧЕНИЕ - движение вод под воздействием ветра.[ ...]

В течение интенсивных штормов, совпадающих с сизигийными приливами, имеют место максимальные скорости транспортировки осадка, так как течения усиливаются штормовым валом и/или ветровыми течениями (рис. 9.50,Б). В проксимальных зонах в результате эрозии образуются мелкие каналы, плоские эрозионные поверхности и остаточные галечные отложения. В зонах, расположенных вниз по течению, происходит быстрая миграция форм ложа, включая образование серповидных дюн с дистальным отложением более тонких штормовых песчаных слоев. Образующийся в результате осадочный покров имеет больше шансов сохраниться.[ ...]

Помимо ветровых течений в гидродинамической картине внутренних водоемов важная роль может принадлежать и еще двум дополнительным явлениям. Под действием ветра изобарические поверхности приобретают наклон, что в свою очередь вызывает изменение угла наклона термоклина и уровня поверхности. С прекращением ветра в водоеме возникают долгопериодные колебания, известные под названием сейши (рис. 4.17).[ ...]

Так как ветровые течения зависят от ветрового режима в том «ли другом районе, указанные выше параметры приняты для европейской части. СССР по данным метеорологических станций и с учетом увеличения скорости движения ветра примерно на 20%. Все расчеты сделаны для ветровых течений при средней скорости ветра 5,5 м/сек. Таким образом формула 10.21 получена для частного случая с параметрами, указанными выше.[ ...]

Скорость ветровых течений в верхних и нижних слоях в Каспийском море у Баку определена в 2,0-2,5% от скорости ветра. Для других морских побережий эта величина достигает 3-5%.[ ...]

Однонаправленные ветровые течения исследовались, как отмечалось выше, на установке, конструкцией которой предопределялось формирование под действием ветра циркуляции воды в горизонтальной плоскости .[ ...]

В однонаправленном ветровом течении отчетливо обнаруживалось изменение распределения ог по вертикали с изменением отношения Н/к. При Н/к 1,0 значения ст„ уменьшались от поверхности воды, где они были наибольшими, до горизонта (0,2. . . 0,4)Я, а затем уменьшались очень плавно или практически не менялись вплоть до дна (см. рис. 3.7). Значения при Н/к 1,0 плавно уменьшались от поверхности до горизонта (0,5... 0,8)Я, а затем плавно увеличивались по направлению ко дну, так, что у поверхности и у дна они оказывались близкими и даже равными. Дальнейшее уменьшение Н/к до 0,4-0,6 приводило к вы-равниванию распределения ст„ по вертикали.[ ...]

Материалы изучения течений в натурных условиях и на лабораторных установках показывают, что степень влияния ветрового течения на стоковое увеличивается при прочих равных условиях с увеличением скорости ветра и с уменьшением скорости стокового или сейшевого течения.[ ...]

В натурных условиях ветровые течения часто нарушаются сей-шевыми, стоковыми или остаточными течениями. В связи с этим по данным измерений редко удается получить эпюры с плавным изменением скорости по вертикали и устойчивым во времени направлением течения на разных горизонтах. Только в случаях, когда течения на отдельных вертикалях измеряются продолжительное время и эти измерения сопровождаются регистрацией ветра, уровня воды и волнения, из многих эпюр удается выбрать такие, которые отвечают условиям квазиустановившихся ветровых течений. Измерения такого рода проводились экспедиционными группами ГГИ на Кайраккумском, Каховском и Кременчугском водохранилищах и на нескольких небольших озерах. Несколько эпюр, полученных по данным этих измерений, показано на рис. 4.16. Наибольшие вертикальные градиенты скорости на большинстве этих эпюр приурочены к поверхностному и придонному слоям, а наименьшие - к центральной части потока.[ ...]

В разнонаправленном ветровом течении чаще, чем в однонаправленном, возникают вихревые образования с вертикальной или наклонной осью вращения. Более отчетливо они выражены и чаще возникают в зоне действия компенсационного потока. Наиболее крупные из вихревых образований с вертикальной осью вращения пронизывают всю толщу зоны действия компенсационного течения (рис. 2.5) и даже частично проникают в зону действия дрейфового течения.[ ...]

Для полного развития ветрового течения в отличие от волнения необходимо, чтобы вся водная масса водоема пришла в движение в соответствии с поступлением энергии ветра и потерями энергии: на трение в водной толще. Поэтому при одинаковой скорости, ветра и прочих равных условиях продолжительность развития ветрового течения будет больше в том из водоемов, в котором больше глубина, а время нарастания волнения в этих водоемах будет примерно одинаковым. Это обстоятельство можно подтвердить примером. Продолжительность развития ветрового течения например, в оз. Байкал (Яср = 730 м) при ветре скоростью-10,5 м/с, согласно упомянутым выше расчетам , составляет 60-110 ч, а продолжительность развития волнения для центрального створа, по данным работы , около 18 ч.[ ...]

Хотя приливно-отливные течения являются двунаправленными, прямолинейными или круговыми, они осуществляют преимущественно однонаправленную транспортировку осадка вследствие того, что 1) отливное и приливное течения обычно не равны по максимальной силе и продолжительности (рис. 7.39, д); 2) отливные и приливные течения могут следовать взаимоисключающими транспортными путями; 3) замедляющий эффект, связанный с круговым приливом, задерживает поступление осадка; 4) однонаправленное приливно-отливное течение может быть усиленно другими течениями, например дрейфовым ветровым течением. Взаимодействие этих процессов хорошо демонстрируется на примере наиболее изученных морей в мире, а именно морей Северо-Западной Европы, гидродинамический режим которых находится в частичном равновесии с формами поверхности дна и направлениями транспортировки осадка.[ ...]

Саркисян А. С. Расчет стационарных ветровых течений в океане // Изв. АН СССР.[ ...]

При изучении вертикальной структуры ветровых течений наибольшее внимание приходится уделять наиболее крупным вихревым образованиям, поскольку они обладают наибольшей энергией движения и определяют, например, такие процессы, как вертикальное перемешивание вод .[ ...]

Рассмотренные виды вихревых структур ветровых течений хотя и являются типичными, но не исчерпывают всего возможного многообразия процесса движений частиц даже для указанных ветровых и волновых условий .[ ...]

Как известно (см. § 73), с глубиной скорости течения уменьшаются и направление его меняется. На некоторой глубине течение может иметь направление, противоположное поверхностному. Смена направления течения на обратное не всегда является результатом влияния геострофического эффекта. В ограниченных по размерам водоемах чаще это является результатом формирования компенсационного течения. Вблизи берегов ветровые течения вызывают сгонные или нагонные явления. Возникает добавочный уклон водной поверхности, направленный против ветра. В результате под влиянием действия силы тяжести развивается глубинное градиентное противотечение (компенсационное течение), способствующее сохранению равновесия воды в озере. Таким образом образуется смешанное течение.[ ...]

Для квазиустановившихся однонаправленных ветровых течений продолжительность существования крупных вихревых образований оказалась близкой к приведенным выше средним значениям, но эти сведения грубо приближенны, поскольку получены путем подсчета числа кадров съемки с отчетливо выраженными восходящими и нисходящими траекториями частиц.[ ...]

Достигнуты определенные успехи в расчете поля течения по полю ветра, поверхностных и глубинных течений с учетом изменений поля плотности. Однако недостаточное знание реальных параметров (например, коэффициента вязкости) не позволяет проблему ветровых течений считать решенной. Поэтому наряду с теоретическими расчетами поля течений для решения прикладных задач до последнего времени широко используются полуэмпирические методы.[ ...]

В узких заливах преобладают сейшевые и градиентные течения, которые возникают при наличии перепадов уровня между водоемом и заливом и действуют преимущественно вдоль продольной оси залива. Роль ветровых течений в таких условиях незначительна, особенно при наличии высоких берегов.[ ...]

Довольно многочисленные сведения об изменении поверхностной скорости ветровых течений в зонах прибрежных мелководий получены в ГГИ преимущественно по материалам авиаизмерений, а сведения об изменении средней на вертикалях скорости - по данным измерений глубинными поплавками с лодок. Выполненный ранее анализ показал, что большинство измерений свидетельствует о незначительном изменении скорости ветровых течений по ширине зоны . Однако при дифференцированном рассмотрении полученных ранее и новых данных измерений течений удалось выявить различия в тенденциях изменения скорости по ширине зоны прибрежного мелководья при разных направлениях ветра относительно линии берега.[ ...]

Выше было показано, что на завершающих стадиях развития однонаправленного по глубине ветрового течения в водной толще происходит формирование эллиптических вихрей, которые могут охватывать всю толщу потока, а в продольном направлении в 8- 10 раз превышают глубину. Наряду с этими наиболее крупными структурными образованиями в потоке формируются более мелкие вихри с горизонтальной осью, заполняющие пространство внутри крупных вихрей и по их контуру, а также вихри разных размеров с вертикальными или наклонными осями вращения. Преимущественно такие же черты структуры преобладают в однонаправленных ветровых течениях и на квазиустановившейся стадии развития процесса.[ ...]

В широких открытых заливах, свободно сообщающихся с водоемом, процессы переноса водных масс обычно определяются ветровыми течениями. Под действием ветра, волн и ветровых течений водоема в таких заливах формируются весьма своеобразные системы макроциркуляции вод.[ ...]

На основании рассмотрения предложенных методов установления критериальных соотношений видно, что физическое моделирование ветровых течений является весьма трудоемким делом в отношении как техники экспериментов, так и пересчета данных моделирования к натурным условиям. Однако выполненные ранее эксперименты показывают, что затраты труда и средств чаще всего окупаются большой ценностью получаемых материалов.[ ...]

В качестве примера на рис. 4.3 жирной линией изображен ход осредиениого, а штриховой - предельного положения нижней -границы дрейфового течения в поле съемки, размеры которого вдоль осевой плоскости лотка были примерно равны общей глубине потока. Колебания нижней границы дрейфового течения увеличивались в случаях увеличения размеров вихревых образований и при наложении развивающегося ветрового течения на остаточное течение.[ ...]

Проведенные исследования показали, что при попадании сточных вод, содержащих загрязняющие примеси, и их рассеивании с помощью специальных технических устройств или течениями химические соединения трансформируются. Загрязняющие вещества из растворенной формы переходят в твердую фазу, накапливаясь в донных отложениях, или попадают в те морские организмы, которые, если и не используются человеком, то являются пищей для рыбы. При этом следует учитывать влияние химических соединений на морской берег, а также атмосферу при уносе ветровыми течениями пены в виде аэрозолей. Последний фактор изучен слабо, поэтому оценить его воздействие в настоящее время затруднительно. Газовые и пылевые выбросы, как и сточные воды, проходят аналогичные стадии, причем в конечном итоге в результате взаимодействия на границе вода - воздух происходит активное растворение отдельных соединений.[ ...]

В справедливости такого мнения можно убедиться при рассмотрении хронограмм (рис. 3.2) для трех разных озер: Ладожского, Белого и Балхаш. На двух первых озерах в период регистрации преобладали ветровые течения относительно устойчивых направлений (рис. 3.2а, б), а на третьем озере - сейшевые течения с периодом, изменявшимся от 3 до 12 ч (рис. 3.2). На всех хронограммах отчетливо выражены колебания скорости и направления течения, несмотря на то что первая из этих характеристик осред-нялась за 176 с. Представленные хронограммы позволяют заключить, что мгновенные скорости в натурных условиях изменяются еще в более широких пределах, чем показано на рис. 3.2. Однако получение мгновенных значений скорости и направления течения в натурных условиях, особенно в зоне волновых колебательных движений, весьма затруднено.[ ...]

Определенный интерес представляет и то обстоятельство, что обобщенная эпюра на рис. 6.4 довольно существенно отличается от эпюр, полученных по измерениям в оз. Балхаш в условиях преобладания сейшевых течений, но близка к эпюрам, полученным по измерениям в условиях действия ветровых течений в водоемах с ограниченной глубиной.[ ...]

Пользуясь таким приемом, нетрудно убедиться, что ширина зоны, охваченной разнонаправленным по глубине ветровым течением, обычно в 4-6 раз превышает ширину зоны, охваченной, например, у наветренного берега однонаправленным по глубине ветровым течением. Площадь сечения, охваченная градиентным течением в таких условиях, оказывается в 2,0-2,5 раза больше, чем площадь сечения, охваченная дрейфовым течением. Причинами названных различий являются различия в степени турбулизации течения-значительно большая в зоне действия, разнонаправленного по глубине течения, чем в зоне действия однонаправленного течения.

Мореплаватели о наличии океанических течений узнали практически сразу, как только начали бороздить воды Мирового океана. Правда, общественность обратила на них внимание лишь тогда, когда благодаря движению океанических вод было сделано множество великих географических открытий, например, Христофор Колумб доплыл до Америки благодаря Северному Экваториальному течению. После этого океаническим течениям не только моряки, но и учёные начали уделять пристальное внимание и стремиться исследовать их как можно лучше и глубже.

Уже во второй половине XVIII ст. моряки довольно хорошо изучили Гольфстрим и успешно применяли полученные знания на практике: из Америки в Великобританию шли по течению, а в обратном направлении придерживались определенного расстояния. Это позволяло им на две недели опережать судна, капитаны которых не были знакомы с местностью.

Океаническими или морскими течениями называют крупномасштабные перемещения водных масс Мирового океана со скоростью от 1 до 9 км/ч. Движутся эти потоки не хаотично, а в определённом русле и направлении, что является главной причиной того, почему их иногда называют реками океанов: ширина самых крупных течений может составлять несколько сотен километров, а длина достигать не одну тысячу.

Установлено, что водные потоки движутся не прямо, а отклоняясь немного в сторону, подчиняются силе Кориолиса. В Северном полушарии почти всегда движутся по часовой стрелке, в Южном – наоборот . В то же время течения, находящиеся в тропических широтах (их называют экваториальными или пассатными), перемещаются в основном с востока на запад. Самые сильные течения были зафиксированы вдоль восточных берегов континентов.

Водные потоки циркулируют не сами по себе, а их приводит в движение достаточное количество факторов – ветер, вращение планеты вокруг своей оси, гравитационные поля Земли и Луны, рельеф дна, очертания материков и островов, разница температурных показателей воды, её плотности, глубины в различных местах океана и даже её физико-химический состав.

Из всех видов водных потоков наиболее выражены поверхностные течения Мирового океана, глубина которых нередко составляет несколько сотен метров. На их возникновение повлияли пассатные ветра, постоянно движущиеся в тропических широтах в западно-восточном направлении. Эти пассаты формируют возле экватора огромные потоки Северного и Южного Экваториальных течений. Меньшая часть этих потоков возвращается на восток, образовывая противотечение (когда движение воды происходит в противоположную от движения воздушных масс сторону). Большая часть, сталкиваясь с материками и островами, поворачивает в северную или южную сторону.

Теплые и холодные водные потоки

Необходимо учитывать, что понятия о «холодных» или «тёплых» течений являются условными определениями. Так, несмотря на то, что температурные показатели водных потоков Бенгельского течения, которое протекает вдоль мыса Доброй Надежды, составляют 20°С, оно считается холодным. А вот Нордкапское течение, которое является одним из ответвлений Гольфстрима, с температурными показателями от 4 до 6°С, является тёплым.

Происходит это потому, что холодное, тёплое и нейтральное течения получили свои названия исходя из сравнения температуры своей воды с температурными показателями окружающего их океана:

• Если температурные показатели водного потока совпадают с температурой окружающих его вод, такое течение называют нейтральным;
• Если температура течений ниже окружающей воды, их называют холодными. Обычно они текут из высоких широт в низкие (например, Лабрадорское течение), или из районов, где из-за большого стока рек океаническая вода имеет пониженную солёность поверхностных вод;
• Если температура течений теплее окружающей их воды, то их называют тёплыми. Они двигаются из тропических в приполярные широты, например, Гольфстрим.

Основные водные потоки

На данный момент учёные зафиксировали около пятнадцати основных океанических водных потоков в Тихом, четырнадцать – в Атлантическом, семь – в Индийском и четыре – в Северном Ледовитом океане.

Интересно, что все течения Северного Ледовитого океана движутся с одинаковой скоростью – 50 см/сек, три из них, а именно Западно-Гренландское, Западно-Шпицбергенское и Норвежское, являются тёплыми, и лишь Восточно-Гренландское относится к холодному течению.

А вот почти все океанические течения Индийского океана относятся к теплым или нейтральным, при этом Муссонное, Сомалийское, Западно-Австралийское и течение Игольного мыса (холодное) движутся со скоростью 70 см/сек., скорость остальных варьирует от 25 до 75 см/сек. Водные потоки этого океана интересны тем, что вместе с сезонными муссонными ветрами, которые два раза в год меняют своё направление, океанические реки также изменяют свой ход: зимой они в основном текут на запад, летом – на восток (явление, характерное только для Индийского океана).

Поскольку Атлантический океан протянулся с севера на юг, его течения также имеют меридиональное направление. Водные потоки, расположенные на севере, движутся по часовой стрелке, на юге – против неё.

Ярким примером течения Атлантического океана является Гольфстрим, который начинаясь в Карибском море, несёт тёплые воды на север, распадаясь по дороге на несколько боковых потоков. Когда воды Гольфстрима оказываются в Баренцевом море, они попадают в Северный Ледовитый океан, где охлаждаются и поворачивают на юг в виде холодного Гренландского течения, после чего на каком-то этапе отклоняются на запад и опять примыкают к Гольфстриму, образуя замкнутый круг.

Течения Тихого океана имеют в основном широтное направление и формируют два огромных круга: северный и южный. Поскольку Тихий океан чрезвычайно велик, не удивительно, что его водные потоки оказывают значительное влияние на большую часть нашей планеты.

Например, пассатные водные потоки перегоняют тёплые воды от западных тропических берегов к восточным, из-за чего в тропической зоне западная часть Тихого океана намного теплее противоположной стороны. А вот в умеренных широтах Тихого океана, наоборот, температура выше на востоке.

Глубинные течения

Довольно длительное время учёные считали, что глубинные океанские воды почти неподвижны. Но вскоре специальные подводные аппараты обнаружили на большой глубине как медленно, так и быстротекущие водные потоки.

Например, под Экваториальным течением Тихого океана на глубине около ста метров учёные определили подводный поток Кромвель, движущийся в восточном направлении со скоростью 112 км/сутки.

Подобное движение водных потоков, но уже в Атлантическом океане, нашли советские учёные: ширина течения Ломоносова составляет около 322 км, а максимальная скорость в 90 км/сутки была зафиксирована на глубине около ста метров. После этого был обнаружен ещё один подводный поток в Индийском океане, правда, скорость его оказалась намного ниже – около 45 км/сутки.

Открытие этих течений в океане послужило поводом к возникновению новых теорий и загадок, основной из которых является вопрос – почему они появились, как сформировались, а также вся ли площадь океана охвачена течениями или существует точка, где вода неподвижна.

Влияние океана на жизнь планеты

Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат планеты, погоду, морские организмы. Многие сравнивают океан с огромной тепловой машиной, которую приводит в движение солнечная энергия. Эта машина создаёт беспрестанный водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана, обеспечивая его растворённым в воде кислородом и влияя на жизнь морских обитателей.

Этот процесс можно проследить, например, рассматривая Перуанское течение, что находится в Тихом океане. Благодаря подъёму глубинных вод, которые поднимают наверх фосфор и азот, на океанической поверхности успешно развивается животный и растительный планктон, в результате чего организовывается пищевая цепь. Планктон поедает мелкая рыбка, та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц, морских млекопитающих, которые при таком пищевом изобилии поселяются здесь, делая регион одним из самых высокопродуктивных районов Мирового океана.

Случается и так, что холодное течение становится тёплым: средняя температура окружающей среды повышается на несколько градусов, из-за чего на землю проливаются теплые тропические ливни, которые, оказавшись в океане, губят рыбу, привыкшую к холодной температуре. Результат плачевный – в океане оказывается огромное количество дохлой мелкой рыбы, крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается, птицы покидают свои гнездовья. В результате местное население лишается рыбы, урожая, который побили ливни, и прибыли от продажи гуано (птичьего помёта) в качестве удобрения. На восстановление прежней экосистемы нередко может уйти несколько лет.

Ветровые течения

течения поверхностных вод океанов и морей, возникающие в результате действия ветра на водную поверхность. Развитие В. т. происходит под совокупным влиянием сил трения, турбулентной вязкости, градиента давления, отклоняющей силы вращения Земли и др. Ветровая составляющая этих течений без учёта градиента давления носит название дрейфового течения. В условиях устойчивых по направлению ветров развиваются мощные потоки В. т., как, например, Северные и Южные Пассатные течения, течение Западных Ветров и др. Теория В. т. была разработана шведом В. Экманом, русским учёными В. Б. Штокманом и Н. С. Линейкиным, американцем Г. Стомлом.