Циркуляция вод Мирового океана определяет обмен количеством вещества, тепла и механической энергии между океаном и атмосферой, поверхностными и глубинными, тропическими и полярными водами. Морские течения переносят большие массы воды из одних областей в другие, часто весьма в отдаленные районы. Течения нарушают широтную зональность в распределении температуры. Во всех трех океанах - Атлантическом, Индийском и Тихом - под влиянием течений возникают температурные аномалии: положительные аномалии связаны с переносом теплых вод от экватора в более высокие широты течениями, имеющими близкое к меридиональному направление; отрицательные аномалии вызваны противоположно направленными (от высоких широт к экватору) холодными течениями. Отрицательные аномалии температуры усиливаются, кроме того, подъемом глубинных вод у западных берегов континентов, вызванным сгонами вод пассатными ветрами.
Влияние течений сказывается не только на величине и распределении средних годовых значений температуры, но и на ее годовых амплитудах. Это особенно отчетливо проявляется в районах соприкосновения теплых и холодных течений, там, где границы их смещаются в течение года, как, например, в Атлантическом океане в районе соприкосновения Гольфстрима и Лабрадорского течений, в Тихом океане в районе соприкосновения течений Куросио и Курильского (Ойясио).
Течения оказывают влияние на распределение и других океанологических характеристик: солености, содержания кислорода, биогенных веществ, цвета, прозрачности и др. Распределение этих характеристик оказывает огромное влияние на развитие биологических процессов, растительный и животный мир морей и океанов. Изменчивость морских течений во времени и пространстве, смещение их фронтальных зон влияют на биологическую продуктивность океанов и морей.
Большое влияние оказывают течения на климат Земли. Например, в тропических областях, где преобладает восточный перенос, на западных берегах океанов наблюдаются значительные облачность, осадки, влажность, а у восточных, где ветры дуют с материков, - относительно сухой климат. Течения существенно влияют на распределение давления и циркуляцию атмосферы. Над осями теплых течений, как, например, Гольфстрим, Северо-Атлантическое, Куросио, Северо-Тихоокеанское, движутся серии циклонов, которые определяют погодные условия прибрежных районов материков. Теплое Северо-Атлантическое течение благоприятствует усилению исландского минимума давления, а, следовательно, и интенсивной циклонической деятельности в Северной Атлантике, Северном и Балтийском морях. Аналогично влияние Куросио на область алеутского минимума давления в северо-восточном районе Тихого океана. С теплыми течениями, проникающими в высокие широты, связана циклоническая циркуляция атмосферы, что способствует выпадению обильных атмосферных осадков. Над холодными течениями, напротив, развиваются отроги высокого давления, что вызывает уменьшение количества осадков. В районах встречи теплых и холодных течений часто отмечаются туманы и сплошная облачность.
Там, где теплые течения глубоко проникают в умеренные и приполярные широты, их влияние на климат сказывается особенно ярко. Хорошо известно смягчающее влияние Гольфстрима, Северо-Атлантического течения и его ветвей на климат Европы, течения Куросио -- на климатические условия северной части Тихого океана. Следует отметить большее значение в этом отношении Северо-Атлантического течения, чем Куросио, так как Северо-Атлантическое течение проникает почти на 40° севернее Куросио.
Резкие различия в климате создаются в том случае, если берега континентов или океанов омываются холодными и теплыми течениями. Так, например, восточное побережье Канады находится под влиянием холодного Лабрадорского течения, западное же побережье Европы омывается теплыми водами Северо-Атлантического течения. В результате в зоне между 55 и 70° с. ш. продолжительность безморозного периода на побережье Канады менее 60 дней, на европейском - 150-210 дней. Ярким примером воздействия течений на климатические и погодные условия служит Чилийско-Перуанское холодное течение, температура вод которого на 8-10° ниже окружающих вод Тихого океана. Над холодными водами этого течения воздушные массы, охлаждаясь, образуют сплошной покров слоисто-кучевых облаков, в результате на побережье Чили и Перу наблюдаются сплошная облачность и отсутствие осадков. Юго-восточный пассат создает в этом районе сгон, т. е. отход от берега поверхностных вод и подъем холодных глубинных вод. Когда побережье Перу находится только под воздействием этого холодного течения, этот период характеризуется отсутствием тропических штормов, дождей и гроз, а летом, особенно при усилении идущего навстречу теплого прибрежного течения Эль-Ниньо, здесь наблюдаются тропические штормы, разрушительной силы грозы, ливни, размывающие почву, жилые постройки, дамбы, насыпи.
Пульсации океанических течений, меандрирование и смещение их осей к югу или северу оказывают существенное влияние на климат прибрежных районов. Одновременными наблюдениями за распределением температуры в пределах таких крупномасштабных потоков, как Гольфстрим и Куросио, обнаружены извилины (меандры), имеющие волнообразный характер. Они напоминают меандры рек и в виде сгущения изотерм в оси главного потока перемещаются вместе с течением. Например, смещение оси Куросио к югу и северу достигает 350 миль между 34 и 40° с. ш. Положение фронтов Куросио - Ойясио, Гольфстрим - Лабрадорское и других течений испытывает полумесячные, месячные, полугодовые, годовые и многолетние колебания. В связи с этим наблюдаются колебания климатологических и метеорологических факторов на побережьях близлежащих материков. Погодные условия Японии связывают с колебаниями фронта Куросио, климатические условия Курильской гряды, о. Хоккайдо и севера о. Хонсю находятся под влиянием холодного течения Ойясио.
Многие знают о Гольфстриме, который, неся огромные массы воды из экваториальных широт в полярные, буквально согревает север Западной Европы и Скандинавию. Но мало кто знает, что существуют и другие теплые и холодные течения Атлантического океана. Как они влияют на климат прибрежных районов? Об этом расскажет наша статья. На самом деле течений в Атлантике очень много. Кратко перечислим их для общего развития. Это Западно-Гренландское, Ангольское, Антильское, Бенгельское, Гвинейское, Ломоносова, Бразильское, Гвианское, Азорское, Гольфстрим, Ирмингера, Канарское, Восточно-Исландское, Лабрадорское, Португальское, Североатлантическое, Флоридское, Фолклендское, Североэкваториальное, Южное Пассатное, а еще Экваториальное противотечение. Не все они оказывают на климат большое влияние. Некоторые из них вообще являются частью или фрагментами основных, более крупных течений. Вот о них и пойдет речь в нашей статье.
Почему образуются течения
В Мировом океане постоянно идет циркуляция больших невидимых «рек без берегов». Вода вообще очень динамичная стихия. Но с реками все понятно: они стекают от истока к устью из-за разницы в высотах между этими пунктами. Но что заставляет двигаться огромные массы воды в рамках океана? Из множества причин главными являются две: пассатные ветра и изменения атмосферного давления. Из-за этого течения делятся на дрейфовые и бароградиентные. Первые образуются пассатами - постоянно дующими в одном направлении ветрами. Таких течений большинство. Могучие реки выносят в моря большое количество воды, отличной от морской по плотности и температуре. Такие течения называются стоковыми, гравитационными и фрикционными. Следует принять во внимание и большую протяженность с севера на юг, которой обладает Атлантический океан. Течения в этой акватории поэтому имеют больше меридиональную, чем широтную направленность.
Что такое пассаты
Ветра - вот главная причина перемещения огромных масс воды в Мировом океане. Но что такое пассаты? Ответ следует искать в экваториальных областях. Там воздух прогревается больше, чем в других широтах. Он поднимается вверх и по верхним слоям тропосферы растекается по направлению к двум полюсам. Но уже на широте 30 градусов, основательно охладившись, он опускается вниз. Таким образом создается круговорот воздушных масс. В области экватора возникает зона низкого давления, а в тропических широтах - высокого. И тут проявляет себя вращение Земли вокруг оси. Если бы не оно, пассаты дули бы от тропиков обеих полушарий к экватору. Но, поскольку наша планета вращается, ветра отклоняются, приобретая западное направление. Так пассаты формируют основные течения Атлантического океана. В Северном полушарии они движутся по часовой стрелке, а в Южном - против. Это происходит потому, что в первом случае пассаты дуют с северо-востока, а во втором - с юго-востока.
Воздействие на климат
Исходя из того, что основные течения зарождаются в экваториальных и тропических областях, разумно было бы предположить, что все они являются теплыми. Но это происходит далеко не всегда. Теплое течение в Атлантическом океане, дойдя до полярных широт, не угасает, а, сделав плавный круг, обращается вспять, но уже изрядно охладившись. Это можно наблюдать на примере Гольфстрима. Он несет теплые массы воды из Саргассова моря на север Европы. Потом, под действием вращения Земли, он отклоняется на запад. Под именем Лабрадорского течения он спускается вдоль берега Североамериканского континента на юг, охлаждая приморские области Канады. Следует сказать, что теплыми и холодными эти массы воды называют условно - относительно температуры окружающей среды. Например, в Нордкапском течении зимой температура всего +2 °С, а летом - максимально +8 °С. Но его называют теплым, поскольку вода в Баренцевом море еще холоднее.
Основные течения Атлантики в Северном полушарии
Здесь, конечно же, нельзя не упомянуть Гольфстрим. Но и другие проходящие через Атлантический океан течения оказывают на климат близлежащих территорий немаловажное влияние. У Зеленого Мыса (Африка) рождается северо-восточный пассат. Он гонит огромные прогревшиеся массы воды на запад. Пересекая Атлантический океан, они соединяются с Антильским и Гвианским течениями. Эта усиленная струя движется к Карибскому морю. После этого воды устремляются на север. Это непрерывное движение по часовой стрелке называется теплым Североатлантическим течением. Край его у высоких широт неопределенный, размытый, а у экватора - более четкий.
Загадочное «Течение из Залива» (Golf-Stream)
Именно так называется течение Атлантическом океане, без которого Скандинавия и Исландия превратились бы, исходя из их близости к полюсу, в край вечных снегов. Раньше думали, что Гольфстрим рождается в Мексиканском заливе. Отсюда и название. На самом деле из Мексиканского залива вытекает лишь малая часть Гольфстрима. Основной поток поступает из Саргассова моря. В чем загадочность Гольфстрима? В том, что он, вопреки вращению Земли, течет не с запада на восток, а в обратном направлении. Его мощность превышает слив всех рек планеты. Скорость Гольфстрима внушительна - два с половиной метра в секунду на поверхности. Течение прослеживается и на глубине 800 метров. А ширина потока составляет 110-120 километров. Из-за большой скорости течения, вода из экваториальных широт не успевает охладиться. Поверхностный слой имеет температуру +25 градусов, что, конечно играет первостепенную роль в формировании климата Западной Европы. Загадка Гольфстрима состоит еще и в том, что он нигде не омывает материки. Между ним и берегом всегда имеется полоса более холодной воды.
Атлантический океан: течения Южного полушария
От африканского континента к американскому пассат гонит струю, которая из-за низкого давления в экваториальной области начинает отклоняться к югу. Так начинается аналогичный северному круговорот. Однако Южное Пассатное течение движется против часовой стрелки. Оно также проходит через весь Атлантический океан. Течения Гвианское, Бразильское (теплые), Фолклендское, Бенгельское (холодные) являются частью этого круговорота.
Особое значение для формирования и изменения климата имеет взаимодействие между океаном и атмосферой, проявляющееся в обмене теплом, влагой и количеством движения. Океан находится в непрерывном взаимодействии с атмосферой и земной корой. Он представляет собой огромный аккумулятор солнечного тепла и влаги, сглаживает резкие колебания температуры и увлажняет отдаленные районы суши (посредством воздушных течений).
Обратное воздействие атмосферы на океан проявляется главным образом через циркуляцию вод, путем ослабления или усиления поверхностных (а косвенно и глубинных) течений через ветровой режим. Неравномерное поступление солнечного тепла на поверхность океана и изменчивость атмосферных процессов оказывают непосредственное влияние на температуру, соленость и другие характеристики Мирового океана.
Особый интерес представляет пояс Мирового океана, где поглощается огромное количество солнечной радиации (зона между 30° с.ш. и 30° ю.ш.). Накопившееся там тепло переносится в более высокие широты, становясь важным фактором смягчения климата умеренных и полярных широт в холодную половину года. В результате испарения и турбулентного теплообмена с акватории океана атмосфере за год передается примерно в 2 раза больше тепла, чем с поверхности суши. Отсюда следует, что Мировой океан является одним из главных факторов формирования климата и погоды на Земле.
Климатически значимыми параметрами Мирового океана являются следующие: температура поверхности океана, соленость и характеристики толщи воды, теплосодержание деятельного слоя океана, морские течения и льды.
Существенное влияние на климат оказывают морские (океанические) течения, которые представляют собой поступательное движение водных масс в морях и океанах, на поверхности которых они распространяются широкой полосой, захватывая слой воды различной глубины. Морские течения вызываются действием силы трения между водой и воздухом, движущимся над поверхностью моря, градиентами давления, возникающими в воде, а также приливообразующими силами Луны и Солнца. На направление течений большое влияние оказывает сила вращения Земли, под влиянием которой потоки вод отклоняются в Северном полушарии вправо, а в Южном – влево.
Морские (океанические) течения играют важную роль в процессе межширотного переноса тепла. Установлено, что около половины адвективного переноса тепла из низких широт в высокие осуществляется с морскими течениями, а остальная половина – через атмосферную циркуляцию. Соответственно, в обратном направлении с холодными течениями совершается адвекция холода. Поэтому морские течения оказывают влияние в первую очередь на температуру воздуха и ее распределение.
Устойчивость течений приводит к тому, что их влияние на атмосферу имеет климатическое значение. Гребень изотерм на картах средней температуры четко показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части северной Атлантики и Западной Европы.
Воды системы Гольфстрим проникают на 10 тыс. км – от Флориды до Шпицбергена и Новой Земли. Это течение транспортирует огромные массы воды различной солености и плотности. Имея наибольшую ширину потока до 120 км и толщину 2 км, Гольфстрим переносит воды в 22 раза больше, чем все реки земного шара. Пересекая Атлантический океан, Гольфстрим направляется на северо-восток (в своей дельте он разделяется на несколько потоков). Здесь его правильнее называть Северо-Атлантическим течением; оно значительно расширяется и скорость его уменьшается до 0,26– 0,32 м/с. Гольфстрим приносит огромное количество тепла к берегам Западной Европы, где он имеет температуру летом 13–15 °С, а зимой 8 °С. Омывая берега Норвегии, Северо-Атлантическое течение проникает далее в Баренцево море до Шпицбергена и частично даже в Карское море, значительно утепляя климат западного сектора Арктики. Восточнее из-за большой плотности воды это течение опускается в более глубокие слои океана.
Океанические течения перераспределяют поглощенное солнечное тепло в горизонтальном направлении и значительно влияют на климат прибрежных территорий, которые они омывают.
Так, холодное Бенгальское течение понижает температуру воздуха прибрежной части Западной Африки. Кроме того, оно не благоприятствует выпадению дождей, т.к. охлаждает нижние слои воздуха в прибрежной части, а холодный воздух, как известно становится тяжелее, плотнее, не может подниматься, образовывать облака и давать осадки.
Теплые же течения (Мозамбикское, течение мыса Игольного ), наоборот, повышают температуру воздуха на восточном побережье материка, способствуют насыщению воздуха влагой и образованию осадков.
Теплое Восточно – Австралийское течение , омывая берега Австралии, обуславливает обилие осадков на восточных склонах Большого Водораздельного хребта .
Холодное Перуанское течение , проходя вдоль западного побережья Южной Америки, сильно охлаждает воздух прибрежных территорий и не способствует выпадению осадков. Поэтому здесь находится пустыня Атакама , где дожди – редкое явление.
Большое влияние на климат как Европы, так и Северной Америки оказывает теплое течение Гольфстрим (Северо - Атлантическое ). Скандинавский полуостров лежит примерно на тех же широтах, что и остров Гренландия . Однако последний круглый год покрыт толстым слоем снега и льда, в то время как в южной части Скандинавского полуострова, омываемого Северо - Атлантическим течением, растут хвойные и широколиственные леса.
Приливы и отливы
Периодические колебания уровня океана (моря), вызываемые силами притяжения Луны и Солнца, - это приливы иотливы .
Приливно-отливные течения в Мировом океаневозникают под действием гравитационных сил (сил притяжения) Луны и Солнца. Это периодические колебания уровня воды у побережий в открытом море. Приливообразующая сила Луны почти в 2 раза больше приливообразующей силы Солнца. В открытом море величина прилива не более 1м, но при входе в сужающиеся заливы приливная волна поднимается; наибольшие высоты приливов в заливе Фанди на юго-востоке Канады - 18м.Частота приливов и отливов может быть полусуточная, суточная или смешанная.
Мировой океан имеет огромное значение в жизни людей. Это источник природных ресурсов: биологических (рыбы, морепродукты, жемчуг и пр.) и минеральных (нефть, газ). Это транспортное пространство и источник энергетических ресурсов.