ЦИРКУЛАЦИЯ НА ВОДАТА
Тази работа включва разяснения на понятията "циркулация на водата", "течения", схемата на общата циркулация на океаните, подчертава класификацията на теченията, съвременните идеи за хоризонталната и вертикалната структура на текущите потоци; въз основа на някои резултати от изследването на проблема "Взаимодействие на океана и атмосферата" разглежда влиянието на океанските течения върху климата. Документът предоставя списък на основните повърхностни течения на Световния океан.
Теченията представляват хоризонтално насочен воден поток с определена скорост и посока.
Теченията се подразделят според различни характеристики: силите, които причиняват тяхното образуване, посоката на движение, стабилността и физическите свойства.
1 Разделяне на теченията според силите, които ги предизвикват
В зависимост от силите, които възбуждат теченията, те се обединяват в следните групи: 1) фрикционни, 2) гравитационно-градиентни,
3) приливна, 4) инерционна.
1) Теченията на триене се разделят на дрейф и вятър, които се образуват с участието на сили на триене.
Вятърните течения се причиняват от временни и краткотрайни ветрове, докато нивото не се накланя.
Дрейфовите течения се създават от постоянни или дълготрайни ветрове и водят до наклон на повърхността на нивото (Северно и Южно Екваториално или Пасатно течение на Атлантическия и Тихия океан, Южно Екваториално течение на Индийския океан). Мусонните течения в северната част на Индийския океан, Антарктическият кръг и Арктическият дрейф също са дрейфови течения.
Основата на теорията на дрейфовите течения е разработена от шведския учен Екман през 1903-1905 г., чиито географски заключения са:
• повърхностните течения се отклоняват от посоката на вятъра45° надясно в северното полукълбо и 45° наляво в южното полукълбо. Отклонението на дрейфовите течения от посоката на вятъра се дължи на силата на Кориолис, която възниква, когато Земята се върти около оста си.
• с увеличаване на дълбочината скоростта и посоката на течението се променят. Векторът на скоростта се отклонява с дълбочина все повече и повече вдясно от посоката на вятъра в северното полукълбо и все повече и повече вляво в южното полукълбо. На известна дълбочина дълбокият вектор е противоположен на повърхностния вектор.
Дълбочината, при която потокът има посока, противоположна на повърхността, се нарича дълбочина на триене. Текущата скорост на този хоризонт е около 4% от скоростта на повърхността.
На практика чисто дрейфовите течения спират на дълбочина 100-200 m при ниски географски ширини и на 50 m при ширина 50°.
2) Гравитационно-градиентните течения, в зависимост от причините, които създават наклона на морската повърхност, се разделят на:
а) вълна, причинена от вълна и вълна на вода под действието на
б) бароградиент, свързан с промени в атмосферното налягане. Увеличаването (спадането) на атмосферното налягане с 1 mb води до намаляване (повишаване) на морското равнище с 1,33 cm.
в) теченията на оттока се образуват в резултат на наклона на морската повърхност, причинен от притока на речни води от сушата (теченията Об-Енисей и Лена в Карско море и морето на Лаптеви, течението в Каспийско море, свързано с оттока на Волга), атмосферни валежи, изпарение, приток на вода от друга зона или тяхното изтичане. Разнообразие от отточни течения са отточни течения, причинени от притока на вода от друга област (Флоридското течение, което поражда Гълфстрийм).Носещото се Карибско течение носи голяма маса вода в Мексиканския залив, където нивото се повишава. Излишната вода през пролива на Флорида се втурва като отпадъчен поток в Атлантическия океан;
г) градиентните течения, дължащи се на хоризонталния градиент на плътността на водата, се наричат течения на плътността. Плътността на океанската вода обикновено се увеличава от екватора към полюсите. Примери за локални градиентни (плътностни) течения са дънните течения в проливите на моретата от басейна на Атлантическия океан - Босфора и Гибралтар. Разликата в солеността (и плътността) на водата между Черно (средно S=22 0 /0o) и Мраморно (38-38,5 0 /0o) морета създава поток на плътност в Босфора от Мраморно море към Черно. В долните слоеве на Гибралтар течението на плътността е насочено от Средиземно море (S=38-38.5 0/00) към Атлантическия океан (S=36-37.5 0/00);
д) компенсаторни течения, които компенсират загубата на вода поради изтичане. В резултат на изтичането на вода от източните райони на океаните се създава масов дефицит от действието на пасатите, който се попълва от компенсаторно екваториално противоточение. Компенсаторните включват също Канарските, Бенгелските, Калифорнийските, отчасти Перуанските, повърхностни течения в Босфора и Гибралтарския пролив, насочени съответно към Мраморно и Средиземно море.
3) Приливни течения, възникващи под въздействието на приливните сили на Луната и Слънцето. Те се различават по това, че покриват целия воден стълб. Промяната в скоростта от повърхността към дъното е незначителна. Характерни са в тесни места (заливи, проливи) - скоростта достига до 5-10 m/s.
4) Инерционните течения са остатъчни потоци, наблюдавани след прекратяване на действието на силите, предизвикали движението.
2 Според посоката се разграничават зонални и меридионални течения.
Зоналнаимат посока, близка до ширината и се движат на изток или запад (северни и южни екваториални течения на Атлантическия и Тихия океан, южно екваториално течение на Индийския океан, арктически дрейф в Северния ледовит океан, северноатлантически и севернотихоокеански течения). Най-яркият пример за зонални течения е антарктическият кръг.
Меридионални течения, свързващи зоналните течения в една система. Делят се на западна граница (Гълфстрийм, Бразилско, Агулхасово, Куросио, Източноавстралийско) – тесни и бързи и източна граница (Канарско, Бенгелско, Калифорнийско, Перуанско, Западноавстралийско) – широки и бавни течения.
3 Според разположението се разграничават противотечения в хоризонтална и вертикална равнина.
В хоризонталната равнина - Пасати, Антило-Гвиана, Пасати.
Във вертикалната равнина те се наричат подземни (Перу-Чили, Калифорния, Кромуел в Тихия океан, Ломоносов в Атлантическия океан, Тореев в Индийския океан, който е по-малко стабилен поради мусонните течения) или дълбоки противотечения (например под Гълфстрийм). Освен тях се разграничават и дънни течения.
4 Според времето на действие (стабилност) теченията се разделят на постоянни, периодични и временни (случайни).
На картата се показват постоянни течения - това са повечето повърхностни течения, те запазват основните си параметри (посока, скорост, поток).
Периодичните или променливи токове са свързани с промяна в силите, които ги формират. Мусонните течения в северната част на Индийския океан са на запад през зимния период на североизточния мусон и на изток през летния сезон под действието на югозападния мусон. периодиченСъществува и сомалийското течение, свързано с мусонната циркулация, което по време на зимния мусон е насочено на юг, под влиянието на летния мусон променя посоката си и тече на север, като същевременно понижава температурата си. Променливите включват също приливни течения, които имат преобладаващ дневен или полуденонощен период.
Временните или случайни течения отразяват променливостта на причините, които ги причиняват: краткотрайни промени във вятъра, нивото, плътността и др.
5 Според характера на движението на течението те се делят на праволинейни, криволинейни, циклонални и антициклонални.
6 По физични и химични свойства теченията са студени, топли, обезсолени, солени и неутрални.
Меридионалните течения, насочени от екватора към полюсите, винаги са топли, от субтропиците - винаги солени и обратно. Характерът на зоналните течения се определя от съотношението на температурата или солеността на водите на течението и водите около него. Ако температурата на течението е по-висока от температурата на околните води, течението се нарича топло, ако е по-ниско - студено. Солените и пресните течения се определят по подобен начин. Неутралните течения (например пасатите в централните части на океаните) носят води, които не се различават от тези около тях по температура и соленост.
Студените течения влияят на климата в посока на неговото охлаждане, увеличаване на продължителността на студения сезон и значително намаляване на годишната сума на валежите. На канадското крайбрежие, измито от Лабрадорското течение между 55° и 70° с.ш. преминава годишната изотерма 0, -10°, на същата географска ширина в Северна Европа изотермата 0, +10°. Тези свойства на студените течения оказват решаващо влияние върху формирането на пустинни райони.
По този начин променливостта на топлината, пренасяна от океанските течения, еопределя мащабни аномалии в атмосферата, а те от своя страна имат обратен ефект върху океана. Количественото изследване на тези процеси, тяхната пространствена и времева променливост са най-важните фактори за прогнозиране на дългосрочни метеорологични аномалии и изменение на климата.
Основните задачи на работата
Лабораторната работа се извършва върху контурна карта на света на всяка картографска проекция. За нанасяне на основните течения се използват карти на океанските течения за зимата и лятото.
1 Практическата част е да се картографират основните повърхностни течения на Световния океан (топли течения в червено, студени течения в синьо), посочени по-долу.
Основни повърхностни течения на океаните
1. Антарктически кръг (Западно вятърно течение)35.
2. Крайбрежна Антарктика (течение на източните ветрове)