Njihovo se kretanje u pravilu događa u strogo definiranom smjeru i može imati veliku mjeru. Trenutna karta u nastavku prikazuje ih u cijelosti.
Vodotoci su znatne veličine: mogu biti široki desetke ili čak stotine kilometara i imati veliku dubinu (stotine metara). Brzina oceanskih i morskih struja je različita - u prosjeku je 1-3 tisuće m / h. Ali, postoje i takozvani brzi. Njihova brzina može doseći 9000 m / h.
Odakle dolaze struje?
Uzroci strujanja vode mogu biti oštra promjena temperature vode uslijed zagrijavanja ili, obrnuto, hlađenja. Na njih utječu i različite gustoće, na primjer, na mjestu gdje se sudari nekoliko potoka (morskih i oceanskih), oborina, isparavanja. Ali uglavnom hladne i tople struje nastaju uslijed djelovanja vjetrova. Stoga smjer najvećih oceanskih protoka vode uglavnom ovisi o zračnim strujanjima planeta.
Struje vođene vjetrom
Pasat su primjer stalnog puhanja. Svoje živote započinju s 30-ih geografskih širina. Struje koje stvaraju ove zračne mase nazivaju se pasatima. Postoje struje Južni Passat i Sjeverni Passat. U umjerenom pojasu takvi tokovi vode nastaju pod utjecajem zapadnih vjetrova. Oni tvore jednu od najvećih struja na planetu. Na sjevernoj i južnoj hemisferi postoje dva ciklusa vodenog toka: ciklonski i anticiklonalni. Na njihovo stvaranje utječe inercijska sila Zemlje.
Sorte struja
Mješovite, neutralne, hladne i tople struje su vrste cirkulirajućih masa na planetu. Kad je temperatura vode u toku niža od temperature okolne vode, to je Ako je, naprotiv, to njena topla sorta. Neutralne struje se ne razlikuju od temperature okolnih voda. A mješoviti se mogu mijenjati cijelom dužinom. Treba napomenuti da ne postoji stalni temperaturni pokazatelj struja. Ova je brojka vrlo relativna. Određuje se usporedbom okolnih vodenih masa.
U tropskim geografskim širinama topla strujanja kruže istočnim rubnim dijelovima kontinenata. Hladne - uz zapadne. U umjerenim geografskim širinama topla struja prolazi zapadnim obalama, a hladna strujama istočnom. Sortu možete odrediti i prema drugom čimbeniku. Dakle, postoji lakše pravilo: hladne struje idu na ekvator, a tople od njega.
Vrijednost
Vrijedno je detaljnije razgovarati o tome. Hladne i tople struje igraju važnu ulogu na planeti Zemlji. Značaj cirkulirajućih vodenih masa je da se zbog njihovog kretanja sunčeva toplina preraspodjeljuje na planetu. Topla struja povećava temperaturu zraka u obližnjim područjima, dok je hladna struja snižava. Nastali na vodi, vodeni tokovi imaju ozbiljan utjecaj na kopno. U područjima gdje tople struje neprestano prolaze, klima je vlažna, a hladna, naprotiv, suha. Također, oceanske struje doprinose migraciji oceanske ihtiofaune. Pod njihovim utjecajem plankton se kreće, a ribe migriraju iza njega.
Mogu se navesti primjeri tople i hladne struje. Krenimo od prve sorte. Najveći su sljedeći vodotoci: Golfska struja, Norveški, Sjeverni Atlantik, Sjeverni i Južni Passat, Brazilski, Kuroshio, Madagaskar i drugi. Najhladnije oceanske struje: Somali, Labrador, Kalifornija.
Glavne struje
Najveća najtoplija struja na planetu je Golfska struja. Ovo je meridionalna cirkulirajuća struja koja svake sekunde nosi 75 milijuna tona vode. Širina Golfske struje je od 70 do 90 km. Zahvaljujući njemu, Europa dobiva ugodnu blagu klimu. Iz toga proizlazi da hladna i topla struja uvelike utječe na život svih živih organizama na planeti.
Od zonskih, hladnih tokova, struja je od najveće važnosti.Na južnoj hemisferi, nedaleko od obale Antarktika, nema otočnih ili kontinentalnih nakupina. Veliko područje planeta potpuno je ispunjeno vodom. Ovdje se Indijski, Tihi spajaju u jedan potok i ujedinjuju u zaseban ogromni rezervoar. Neki znanstvenici priznaju njegovo postojanje i nazivaju ga južnjačkim. Tu se formira najveći protok vode - struja zapadnih vjetrova. Svake sekunde nosi struju vode koja je tri puta veća od Golfske struje.
Kanarski ili hladni?
Struje mogu promijeniti temperaturu. Na primjer, protok započinje hladnim masama. Tada se zagrije i postane toplo. Jedna od varijanti takve cirkulirajuće vodene mase je Kanarska struja. Potječe sa sjeveroistoka Atlantskog oceana. Poslato hladnim potokom duž Europe. Prolazeći uz zapadnu obalu Afrike, postaje toplo. Ovu struju pomorci već dugo koriste za putovanja.
Koji se kreće određenim ciklusom i frekvencijom. Razlikuje se u postojanosti fizikalnih i kemijskih svojstava i određenom zemljopisnom položaju. Može biti hladno ili toplo, ovisno o hemisferi. Svaka takva struja karakterizira povećana gustoća i tlak. Brzina protoka vodenih masa mjeri se u prekoračenjima, u širem smislu - u jedinicama zapremnine.
Sorte struja
Prije svega, ciklički usmjereni protoci vode karakteriziraju takve karakteristike kao što su stabilnost, brzina kretanja, dubina i širina, kemijska svojstva, utjecajne sile itd. Prema međunarodnoj klasifikaciji, protoci su tri kategorije:
1. Gradijent. Nastaju kada su izloženi izobarnim slojevima vode. Gradijentska oceanska struja je tok koji karakterizira vodoravno pomicanje izopotencijalnih površina vodenog područja. Prema svojim početnim značajkama dijele se na gustoću, tlak, drenažu, kompenzaciju i seiche. Kao rezultat protoka kanalizacije nastaju oborine i otapanje leda.
2. Vjetar. Određuje se nagibom razine mora, snagom protoka zraka i kolebanjem gustoće mase. Podvrsta je zanošenje, ovo je protok vode, uzrokovan isključivo djelovanjem vjetra. Samo je površina bazena izložena vibracijama.
3. Plima i oseka. Najsnažnije se manifestiraju u plitkim vodama, na ustima rijeka i uz obalu.
Zasebna vrsta protoka je inercijska. Uzrokovano je djelovanjem nekoliko sila odjednom. Prema varijabilnosti kretanja postoje stalni, periodični, monsunski i pasatni vjetrovi. Posljednje dvije sezonski se određuju smjerom i brzinom.
Uzroci oceanskih struja
Trenutno se kruženje voda u svjetskom vodnom području tek počinje detaljno proučavati. Općenito, specifične su informacije poznate samo o površinskim i plitkim strujama. Glavna je kvaka u tome što oceanografski sustav nema jasne granice i u stalnom je kretanju. Riječ je o složenoj mreži protoka zbog različitih fizikalnih i kemijskih čimbenika.
Ipak, danas su poznati sljedeći uzroci oceanskih struja:
1. Kozmički utjecaj. Ovo je najzanimljiviji i ujedno najteži proces za naučiti. U ovom je slučaju protok uzrokovan rotacijom Zemlje, utjecajem na atmosferu i hidrološki sustav planeta kozmičkih tijela itd. Zapanjujući primjer su plime i oseke.
2. Utjecaj vjetra. Kruženje vode ovisi o snazi \u200b\u200bi smjeru zračnih masa. U rijetkim se slučajevima može govoriti o dubokim strujama.
3. Razlika u gustoći. Potoci nastaju zbog neravnomjerne raspodjele slanosti i temperature vodenih masa.
Utjecaj atmosfere
U svjetskom vodenom području ovakav utjecaj uzrokovan je pritiskom nehomogenih masa. Zajedno s svemirskim anomalijama, protok vode u oceanima i manjim bazenima mijenja ne samo njihov smjer, već i snagu. To je posebno uočljivo u morima i tjesnacima. Zaljevska struja je sjajan primjer. Na početku putovanja karakterizira povećana brzina.
Na Golfskoj struji ubrzavaju ga i gadni i stražnji vjetrovi. Ova pojava stvara ciklički pritisak na slojeve bazena, ubrzavajući protok. Odavde u određenom vremenskom razdoblju dolazi do značajnog odljeva i dotoka velike količine vode. Što je atmosferski tlak slabiji, plima je veća.
Kako se razina vode smanjuje, nagib Floridskog tjesnaca postaje sve manji. Zbog toga se brzina protoka značajno smanjuje. Stoga se može zaključiti da povećani tlak smanjuje silu protoka.
Izloženost vjetru
Povezanost strujanja zraka i vode toliko je jaka i istodobno jednostavna da je teško ne primijetiti je ni golim okom. Još od davnina pomorci su mogli izračunati prikladnu oceansku struju. To je postalo moguće zahvaljujući radovima znanstvenika V. Franklina o Golfskoj struji, koji datiraju iz 18. stoljeća. Nekoliko desetljeća kasnije, A. Humboldt je istaknuo vjetar na popisu glavnih stranih sila koje djeluju na vodene mase.
S matematičkog gledišta, teoriju je potkrijepio fizičar Zeppritz 1878. godine. Dokazao je da u oceanima postoji stalan prijenos površinskog sloja vode na dublje razine. U tom slučaju vjetar postaje glavna sila koja utječe na kretanje. Trenutna brzina u ovom slučaju smanjuje se proporcionalno dubini. Uvjet koji definira stalnu cirkulaciju vode je beskrajno dugo vrijeme vjetra. Izuzetak su samo pasati, koji sezonski određuju kretanje vodenih masa u ekvatorijalnoj zoni Svjetskog oceana.
Razlika u gustoći
Utjecaj ovog čimbenika na cirkulaciju vode najvažniji je uzrok strujanja u Svjetskom oceanu. Opsežne studije teorije provodila je međunarodna ekspedicija Challenger. Poslije su rad znanstvenika potvrdili skandinavski fizičari.
Nehomogenost gustoće vodenih masa rezultat je djelovanja nekoliko čimbenika odjednom. Oni su oduvijek postojali u prirodi, predstavljajući kontinuirani hidrološki sustav planeta. Svako odstupanje temperature vode dovodi do promjene njezine gustoće. U ovom se slučaju uvijek opaža obrnuto proporcionalni odnos. Što je temperatura viša, gustoća je niža.
Također, na razliku u fizičkim pokazateljima utječe agregatno stanje vode. Zamrzavanje ili isparavanje povećava gustoću, a oborine je smanjuju. Utječe na jakost struje i slanost vodenih masa. Ovisi o topljenju leda, oborinama i isparavanju. Što se tiče gustoće, Svjetski ocean prilično je neravan. To se odnosi i na površinske i na duboke slojeve vodenog područja.
Pacifičke struje
Opći obrazac protoka određuje se atmosferskom cirkulacijom. Dakle, istočni pasati doprinose stvaranju Sjeverne struje. Prelazi vodeno područje od Filipinskih otoka do obale Srednje Amerike. Ima dva ogranka koji napajaju indonezijski bazen i Tihu ekvatorsku oceansku struju.
Najveći potoci u vodenom području su struje Kuroshio, Aljaska i Kalifornija. Prva dva su topla. Treća struja je hladna struja Tihog oceana. Sliv južne hemisfere tvore Australian i Tradewinds. Ekvatorijalna protustruja opaža se blago istočno od središta vodenog područja. Uz obalu Južne Amerike nalazi se ogranak hladnog peruanskog potoka.
Ljeti u ekvatorijalnoj regiji djeluje oceanska struja El Niño. Ona potiskuje hladne mase vode iz peruanskog potoka, stvarajući povoljnu klimu.
Indijski ocean i njegove struje
Sjeverni dio sliva karakterizira sezonsko izmjenjivanje toplih i hladnih tokova. Ova konstantna dinamika posljedica je djelovanja monsunske cirkulacije.
Zimi dominira Jugozapadna struja koja potječe iz Bengalskog zaljeva. Zapad se nalazi nešto južnije. Ova oceanska struja Indijskog oceana prelazi vodeno područje od obale Afrike do Nikobarskih otoka.
Ljeti istočni monsun pridonosi značajnoj promjeni površinskih voda. Ekvatorijalna protustruja pomiče se dublje i osjetno gubi na snazi. Kao rezultat toga, zamjenjuju ga snažne tople somalijske i madagaskarske struje.
Kruženje Arktičkog oceana
Glavni razlog za razvoj podvodnih struja u ovom dijelu Svjetskog oceana je snažan dotok vodenih masa s Atlantika. Činjenica je da stoljetni ledeni pokrivač ne dopušta atmosferi i svemirskim tijelima da utječu na unutarnju cirkulaciju.
Najvažnija struja Arktičkog oceana je Sjeverni Atlantik. Donosi ogromne količine toplih masa, sprječavajući da temperatura vode padne na kritične razine.
Transarktička struja odgovorna je za smjer zanošenja leda. Ostali glavni potoci uključuju potoke Yamal, Spitsbergen, Sjeverni rt i Norvešku, kao i ogranak Golfske struje.
Struje Atlantskog bazena
Slanost oceana je izuzetno velika. Područje cirkulacije vode najslabije je među ostalim slivovima.
Ovdje je glavna oceanska struja Golfska struja. Zahvaljujući njemu, prosječni temperaturni pokazatelji vode drže se na oko +17 stupnjeva. Ovaj topli oceanski grije obje hemisfere.
Također najvažniji tokovi sliva su Kanarski, Brazilski, Benguela i Tradewinds.
Ovaj rad uključuje pojašnjenja pojmova "cirkulacija vode", "struje", shemu opće cirkulacije oceana, ističe klasifikaciju struja, moderne ideje o vodoravnoj i okomitoj strukturi struja; na temelju nekih rezultata studije o problemu "Interakcija ocean-atmosfera" ispituje utjecaj oceanskih struja na klimu. Djelo daje popis glavnih površinskih struja Svjetskog oceana.
Struje su vodoravno usmjereni tok vode određene brzine i smjera.
Struje su podijeljene prema raznim karakteristikama: sile koje uzrokuju njihovo stvaranje, smjer kretanja, stabilnost i fizikalna svojstva.
1 Podjela struja prema silama koje uzrokuju
Ovisno o silama koje pobuđuju struje, kombiniraju se u sljedeće skupine: 1) trenje, 2) gravitacijski gradijent,
3) plimni, 4) inercijski.
1) Struje trenja dijele se na strujanja zanošenja i vjetra, koje nastaju uz sudjelovanje sila trenja.
Struje vjetra uzrokuju privremeni i kratkotrajni vjetrovi, a razina se ne naginje.
Nanosne struje stvaraju stalni ili dugotrajni vjetrovi i dovode do nagiba ravni površine (sjeverni i južni ekvatorijalni ili pasat Atlantskog i Tihog oceana, južna ekvatorijalna struja Indijskog oceana). Monsunske struje sjevernog Indijskog oceana, antarktičke kružnice, arktički zanos također su nanosi.
Temelj teorije drift struja razvio je švedski znanstvenik Ekman 1903. - 1905., čiji su zemljopisni zaključci:
Površinske struje odstupaju od smjera vjetra na sjevernoj hemisferi za 45 ° udesno, a na jugu za 45 ° ulijevo. Odstupanje zanošenih struja iz smjera vjetra posljedica je Coriolisove sile koja proizlazi iz rotacije Zemlje oko svoje osi.
S povećanjem dubine mijenja se brzina i smjer struje. Vektor brzine s dubinom sve više odstupa udesno od smjera vjetra na sjevernoj polutki i sve više ulijevo na južnoj polutki. Na nekoj dubini vektor dubine je suprotan površinskom.
Dubina na kojoj tok ima smjer suprotan površini naziva se dubina trenja. Trenutna brzina na ovom horizontu iznosi oko 4% površinske brzine.
U praksi se čisto nanosne struje zaustavljaju na dubini od 100-200 m na malim geografskim širinama i 50 m na geografskoj širini od 50 °.
2) Gravitacijsko-gradijentne struje, ovisno o razlozima koji stvaraju nagib morske površine, dijele se na:
a) prenaponski val uzrokovan prenaponom i naletom vode pod djelovanjem
b) barogradient, povezan s promjenama atmosferskog tlaka. Povećanje (smanjenje) atmosferskog tlaka za 1 mb dovodi do smanjenja (povećanja) razine mora za 1,33 cm. Baro-gradijentne struje usmjerene su iz područja više razine (smanjenog tlaka) u područje s niskim položaj u nivou (povećani atmosferski tlak);
c) struje otjecanja nastaju kao rezultat nagiba morske površine uzrokovane dotokom riječnih voda sa kopna (Ob-Jenisejska i Lena struje u Karskom moru i Laptevovo more, struja u Kaspijskom moru povezana s otjecanje Volge), atmosferske oborine, isparavanje, dotok vode iz drugog okruga ili njihov odljev. Razne struje otjecanja su kanalizacijske struje uzrokovane dotokom vode iz drugog područja (Florida struja koja dovodi do Golfske struje). Karipska struja koja zanosi povlači veliku količinu vode u Meksički zaljev, gdje se razina povećava. Višak vode teče Floridskim tjesnacem u Atlantski ocean;
d) gradijentne struje uzrokovane horizontalnim gradijentom gustoće vode nazivaju se strujama gustoće. Gustoća oceanske vode uglavnom se povećava od ekvatora do polova. Primjeri lokalnog gradijentnog (gustoćnog) toka su donje struje u tjesnacima mora bazena Atlantskog oceana - Bospora i Gibraltara. Razlika u salinitetu vode (i gustoći) između Crnog (prosjek S \u003d 22 0/0 o) i Mramornog (38-38,5 0/0 o) mora stvara struju gustoće u Bosporu od Mramornog do Crnog mora . U donjim slojevima Gibraltara struja gustoće usmjerena je od Sredozemnog mora (S \u003d 38-38,5 0/00) prema Atlantskom oceanu (S \u003d 36-37,5 0/00);
e) kompenzacijske struje koje nadoknađuju gubitak vode uslijed istjecanja. Kao rezultat istjecanja vode iz istočnih regija oceana jod djelovanjem pasata stvara se masni deficit koji se nadoknađuje kompenzacijskim ekvatorijalnim protustrujom. Naknada također uključuje kanarske, bengelske, kalifornijske, djelomično peruanske površinske struje u tjesnacima Bosfor i Gibraltar, usmjerene prema Mramornom i Sredozemnom moru.
3) Plimne struje koje nastaju pod utjecajem plimnih sila Mjeseca i Sunca. Razlikuju se po tome što pokrivaju čitav vodeni stupac. Promjena brzine od površine do dna je beznačajna. Tipični su za uske (uvale, tjesnaci) - brzina doseže do 5-10 m / s.
4) Inercijalne struje su zaostale struje uočene nakon prestanka djelovanja sila koje su uzrokovale kretanje.
Zonske imaju smjer blizu širine i kreću se prema istoku ili zapadu (Sjeverna i Južna ekvatorijalna struja Atlantskog i Tihog oceana, Južna ekvatorijalna struja Indijskog oceana, Arktički zanos u Arktičkom oceanu, Sjeverni Atlantik i sjevernopacifičke struje). Najupečatljiviji primjer zonskih struja je Antarktička kružnica.
Meridionalne struje koje povezuju zonske struje u jedinstveni sustav. Podijeljeni su na zapadnu granicu (Golfska struja, Brazil, Aguliasovo. Kuroshio, Istočna Australija) - usku i brzu, a istočnu granicu (Kanari, Benguela, Kalifornija, Peruan, Zapadna Australija) - široke i spore struje.
3 Po položaju se protustruje razlikuju u vodoravnoj i okomitoj ravnini.
U vodoravnoj ravnini - inter-trade, Antilo-Gvajana, pasati.
U vertikalnoj ravnini nazivaju se podzemnim (perujsko-čileanski, kalifornijski, Cromwell u Tihom oceanu, Lomonosov u Atlantskom oceanu, Torejev u Indijskom oceanu, koji je manje stabilan zbog monsunskih struja) ili dubokim protustrujama (na primjer, ispod Golfske struje). Uz njih se razlikuju i donje struje.
4 Prema vremenu djelovanja (stabilnosti), struje se mogu podijeliti na konstantne, periodične i privremene (slučajne).
Stalne struje prikazuju se na karti - to je većina površinskih struja, one zadržavaju svoje osnovne parametre (smjer, brzinu, brzinu protoka).
Povremeni ili izmjenični tokovi povezani su s promjenom sila koje ih tvore. Monsunske struje u sjevernom Indijskom oceanu su zapadno zimi sjeveroistočnog monsuna, a istočno ljeti u jugozapadnom monsunu. Periodična je i somalijska struja, povezana s monsunskom cirkulacijom, koja je tijekom zimskog monsuna usmjerena na jug; pod utjecajem ljetnog monsuna mijenja smjer i teče prema sjeveru, a istovremeno snižava temperaturu. Varijable također uključuju plimne struje s dominantnim dnevnim ili poludnevnim razdobljem.
Privremene ili slučajne struje odražavaju varijabilnost njihovih uzroka: kratkotrajne promjene vjetra, razine, gustoće itd.
5 Po prirodi kretanja struje se dijele na pravolinijske, krivolinijske, ciklonalne i anticiklonalne.
6 Prema svojim fizikalno-kemijskim svojstvima struje se razlikuju hladne, tople, desalinizirane, slane i neutralne.
Meridionalne struje usmjerene od ekvatora prema polovima uvijek su tople, od suptropskih uvijek slane i obrnuto. Priroda zonskih struja određena je omjerom temperature ili slanosti voda tekuće i voda koje je okružuju. Ako je temperatura struje viša od temperature okolnih voda, struje se nazivaju toplim, ako su niže, hladnim. Slane i osvježene struje definiraju se slično. Neutralne struje (na primjer pasati u središnjim dijelovima oceana) nose vode koje se po temperaturi i salinitetu ne razlikuju od onih oko njih.
Utjecaj struja na klimu. Izravni utjecaj struja na klimu jasno se očituje i dobro proučava. Tople struje djeluju omekšavajuće, neznatno povećavajući trajanje tople sezone i godišnju količinu atmosferskih oborina. Povoljni utjecaj Golfske struje i njenog nastavka Sjevernoatlantske struje na klimu sjeverozapadne Europe nadaleko je poznat. Prosječna siječanjska temperatura u Oslu je 25-30 ° viša nego na istoj geografskoj širini u Magadanu. Razdoblje bez mraza u Kanadi je 60 dana, u Europi - 150-200 dana. Topla struja Kuro-Sio ima značajan utjecaj na klimatske uvjete pacifičke obale, iako je slabija od utjecaja Golfske struje i sjevernog Atlantika, jer prodire na sjever gotovo 40 ° prema jugu. Uz to, sadržaj topline Kuro-Sio znatno je manji od naznačenih atlantskih toplih struja.
Hladne struje utječu na klimu u smjeru njenog hlađenja, povećanje trajanja hladne sezone i značajno smanjenje godišnje količine atmosferskih oborina. Na kanadskoj obali, prana strujom labradora između 55 ° i 70 ° S lat. prolazi godišnja izoterma od 0, -10 °, na istoj geografskoj širini u sjevernoj Europi izoterma od 0, + 10 °. Ova svojstva hladnih struja presudno utječu na stvaranje pustinjskih područja.
Zemljišta (Kanari i pustinje sjeverozapadne Afrike, peruanska pustinja i Atacama, itd.). Hladne struje Kamčatke i Oya-Sia od velike su važnosti za klimu Kurilskog grebena i Hokaida. Njihov sadržaj topline ovisi o ozbiljnosti zima u Beringovom i Ohotskom moru. Što su ove struje hladnije, ljeto je hladnije i oblačnije i, shodno tome, niži je prinos riže u Japanu.
Neizravni učinak struja na klimu očituje se kroz atmosfersku cirkulaciju i nije dovoljno proučen. Prije svega, očituje se u tome što se nad toplim strujama stvaraju šupljine niskog atmosferskog tlaka, a iznad hladnih struja ostruge visokog tlaka. Dakle, kod obala Sjeverne Amerike preko Golfske struje, takva depresija niskog tlaka posebno je izražena zimi, pa zapadni vjetrovi koji ovdje prevladavaju još više pojačavaju, donoseći rashlađene zračne mase s kopna i stvarajući klimatske uvjete ozbiljnije nego u sjeverozapadnoj Europi, koju isto zagrijava i sama struja. Ostruge visokog tlaka iznad hladnih struja (Peruan, Kalifornija) određuju smanjenje količine atmosferskih oborina. Sadržaj topline u strujama, mjesto glavnih mlaznica utječu na razvoj atmosferskih procesa. Ciklone, prelazeći vodena područja s povećanim otpuštanjem topline u atmosferu, dobivaju dodatnu energiju i mogućnost daljnjeg razvoja i kretanja. Ciklone koje prelaze preko vrlo ohlađenih voda brzo troše rezerve topline i prestaju postojati.
Studije utjecaja struja na klimu kroz interakciju s atmosferom omogućile su utvrđivanje sljedećih zakonitosti. Ako je sadržaj topline Golfske struje veći na njegovom južnom dijelu, tada se vremenski i klimatski uvjeti u Europi ne mijenjaju. Ako se sadržaj topline Golfske struje poveća u njenom srednjem dijelu, tada će zima u Europi biti hladnija nego inače kao rezultat pogoršanja gradijenata tlaka nad koritom i povećanja učestalosti hladnih zapadnih, sjeverozapadnih i sjevernih vjetrova . Zagrijavanje vode u Golfskoj struji uzrokuje hlađenje američke obale kao rezultat povećane monsunske cirkulacije. S povećanjem toplinskog sadržaja Golfske struje na njegovom sjevernom dijelu, zime u Europi bit će toplije nego inače, a na Grenlandu hladnije i još hladnije, Golfska struja toplija.
Najupečatljiviji primjer interakcije procesa koji se odvijaju u oceanu i atmosferi je područje hladne peruanske struje i periodično nastajuće tople El Niño, otkriveno 60-ih godina. Ovaj snažni protok javlja se jednom u 7-14 godina, kada jugoistočni pasat, koji je tipičan za ovo područje Tihog oceana, oslabi ili ga uopće nema. U ovom slučaju, ogromna masa tople vode iz zapadnog dijela oceana kreće se prema zapadnoj obali Amerike i, dolazeći u sudar sa sjevernom peruanskom strujom, skreće je u otvoreno more. Ovaj tok, na nastavku međuprodajne struje, tvori toplu struju El Niño, čija pojava dovodi do ozbiljnih poremećaja u meteorološkoj situaciji, uvjetima staništa za ribe, ptice, faunu na prostranim prostranstvima ekvatorijalne regije Tihi ocean, otoci i obale. Ta se situacija razvila u zimu 1982. godine, kada je intenzitet El Niño premašio sve do sada poznate slučajeve. Pod utjecajem El Niño temperatura voda koja okružuje Galapagoške otoke dosegla je + 30 ° S, tj. 5 ° iznad normale, krdo morskih lavova otišlo je u hladnije vode, a zabilježena je visoka stopa smrtnosti. Na Galapagoškim otocima u siječnju 1983. količina atmosferskih padalina pala je za 2 tjedna, što je premašilo njihovu količinu u prethodnih 6 godina. Sušna zemljišta u razdoblju hladne peruanske struje sada su prekrivena bujnom vegetacijom, pasmina se opaža krajnje oživljavanje među pticama, gmazovima, posebno divovskim kornjačama, leptirima, konjima, komarcima. Obilne kiše u sjevernom Peruu i na obali rezultirale su smrću milijuna ptica nastanjenih na "otocima guana" i tako dalje. Ozbiljne posljedice ovog fenomena očitovale su se i u gospodarstvu Perua - ulov srdela naglo je opao. Utjecaj El Niña nije bio ograničen na otoke i zapadnu obalu Južne Amerike. Kako su pasati slabili, atmosferski tlak se povećavao iznad Australije, Indonezije, gdje je suša dovela do propadanja usjeva i gladi. Istodobno, produbljivanje područja niskog tlaka odrazilo se na intenziviranje olujne aktivnosti nad istočnim dijelom Tihog oceana u Kaliforniji, regija Havaji, i zabilježene su neviđene plime i oseke.
Dakle, varijabilnost topline koju prenose oceanske struje određuje velike anomalije u atmosferi, koje zauzvrat imaju suprotan učinak na ocean. Kvantitativna studija ovih procesa, njihova prostorna i vremenska varijabilnost, najvažniji su čimbenici u predviđanju dugoročnih vremenskih anomalija i klimatskih promjena.
Glavni zadaci rada
Laboratorijski rad izvodi se na konturnoj karti Svijeta bilo koje kartografske projekcije. Za crtanje glavnih struja koriste se mape oceanskih struja zimi i ljeti.
1 Praktični dio je mapiranje glavnih površinskih struja Svjetskog oceana (tople crvene, hladne struje plave), naznačene u nastavku.
Glavne površinske struje Svjetskog oceana
Južni ocean
1. Antarktička kružnica (zapadna struja) 35.
2. Obalni Antarktik (struja istočnih vjetrova)
Atlantik
3. Sjeverni pasat
4. Azori
5. Florida
6. portugalski
7. angolski
8. Levontski
9. Sjevernoafrička
10. Antili
11. Golfska struja
12. Sjeverni Atlantik
13. Portugalac
14. Kanarska
15. Irminger
16. Zapadni Grenland
17. Baffinova
18. labrador
19. Južni pasat
20. Gvajana
21. Karibi
22. Međutrgovinska protustruja
23. gvinejski
24. Brazilac
25. Falklandski otoci
26. bengalski
tihi ocean
27. Sjeverni pasat
28. Novozelandski zapad
29. Istočni Novi Zeland
30. formozijski
31. Mindanao
32. Primorskoe
33. Tsushima
34. Kuroshio
35. Sjeverni Pacifik
36. Kalifornija
37. Kamčatka
38. Oyashio
39. aljaški
40. Aleutski
41. Međutrgovinska protustruja
42. El Niño struja (periodična)
43. Južni pasat
44. Istočna Australija
45. Zapadni Novi Zeland
46. \u200b\u200bIstočni Novi Zeland
47. peruanski
Indijski ocean
48. Južni pasat
49. Madagaskar
50. Mozambikanac
51. Igla
52. Međutrgovinska protustruja
53. Monsunski zapad (zima)
54. Istočni monsun (ljeto)
55.Somalijski (sezonska promjena)
56. zapadna Australija
Arktički ocean
57. Norvežanin
58. Sjeverni rt
59. Spitsbergen
60. Istočni Grenland
61. zapadni Arktik (arktički zanos)
U oceanima i morima ogromni potoci vode široki desetinama i stotinama kilometara i duboki nekoliko stotina metara kreću se u određenim smjerovima na udaljenosti od tisuća kilometara. Takvi se potoci - "u oceanima" - nazivaju morskim strujama. Kreću se brzinom od 1-3 km / h, ponekad i do 9 km / h. Postoji nekoliko razloga za struje: na primjer, zagrijavanje i hlađenje površine vode i isparavanje, razlike u gustoći vode, ali najznačajnija uloga u nastanku struja je.
Struje u smjeru koji u njima prevladavaju podijeljene su na one koje idu prema zapadu i istoku, a meridijalne - noseći svoje vode prema sjeveru ili jugu.
Zasebna skupina podijeljena je na struje koje idu prema susjednim, snažnijim i proširenijim. Takvi se tokovi nazivaju protustrujama. Te struje koje mijenjaju snagu iz sezone u sezonu, ovisno o smjeru obalnih vjetrova, nazivaju se monsunima.
Među meridijalnim strujama najbolje je poznata Golfska struja. U prosjeku nosi oko 75 milijuna tona vode svake sekunde. Za usporedbu, može se naznačiti da najdublji svake sekunde nosi samo 220 tisuća tona vode. Golfska struja transportira tropske vode do umjerenih geografskih širina, što uvelike određuje, a time i život Europe. Zahvaljujući ovoj struji dobila je blagu, toplu klimu i postala obećana civilizacijska zemlja, unatoč sjevernom položaju. Približavajući se Europi, Golfska struja više nije ista struja koja bježi iz Zalivske vode. Stoga se naziva sjeverni nastavak struje. Plave vode ustupaju mjesto zelenijima i zelenijima.Zonske struje najjači su zapadni vjetrovi. Na golemom području južne polutke nema značajnih kopnenih masa izvan obale. Na cijelom ovom području prevladavaju jaki i stalni zapadni vjetrovi. Intenzivno prevoze vode oceana prema istoku, stvarajući najsnažniju struju zapadnih vjetrova u cijeloj struji. Povezuje vode tri oceana u svom kružnom toku i svake sekunde prevozi oko 200 milijuna tona vode (gotovo 3 puta više od Golfske struje). Brzina ove struje nije velika: treba joj 16 godina da zaobiđe Antarktiku. Širina struje zapadnih vjetrova je oko 1300 km.
Ovisno o vodi, struje mogu biti tople, hladne i neutralne. Voda prvih je toplija od vode u predjelu oceana kroz koji prolaze; potonji su, naprotiv, hladniji od okolne vode; treći se ne razlikuju od temperature voda među kojima teku. Struje s ekvatora u pravilu su tople; struje koje teku teku su hladne. Obično su manje slani nego topli. To je zato što teku iz područja s više oborina i manje isparavanja ili iz područja u kojima se voda osvježava topljenjem leda. Hladne struje u dijelovima oceana nastaju uslijed porasta hladnih dubokih voda.
Važna pravilnost strujanja u otvorenom oceanu je da se njihov smjer ne poklapa sa smjerom vjetra. Odstupa udesno na sjevernoj hemisferi i ulijevo na južnoj hemisferi od smjera vjetra pod kutom do 45 °. Promatranja pokazuju da je u stvarnim uvjetima odstupanje na svim geografskim širinama nešto manje od 45 °. Svaki temeljni sloj nastavlja odstupati udesno (lijevo) iz smjera kretanja gornjeg sloja. U tom se slučaju protok smanjuje. Brojna mjerenja pokazala su da struje završavaju na dubinama ne većim od 300 m. Značaj oceanskih strujanja leži prije svega u preraspodjeli sunčeve topline na Zemlji: tople struje povećavaju temperaturu, a hladne je spuštaju. Struje imaju ogroman utjecaj na raspodjelu oborina na kopnu. Teritoriji oprani toplim vodama uvijek imaju vlažnu klimu, a hladni - suhu; u potonjem slučaju kiše ne padaju, imaju samo vlažnu vrijednost. Živi organizmi nose se zajedno s strujama. To se prije svega odnosi na plankton, a slijede ga velike životinje. Kada se tople struje susretnu s hladnim, stvaraju se uzlazne struje vode. Uzgajaju duboku vodu bogatu hranjivim solima. Ova je voda povoljna za razvoj planktona, riba i morskih životinja. Takva su mjesta važna ribolovna mjesta.
Proučavanje morskih struja provodi se kako u obalnim područjima mora i oceana, tako i na otvorenom moru posebnim morskim ekspedicijama.
Uzbuđenje Je li oscilatorno gibanje vode. Promatrač ga doživljava kao kretanje valova po površini vode. Zapravo, površina vode oscilira gore-dolje od prosječne razine ravnotežnog položaja. Oblik vala tijekom uzbuđenja neprestano se mijenja zbog kretanja čestica u zatvorenim, gotovo kružnim orbitama.
Svaki je val glatka veza uzvišenja i udubljenja. Glavni dijelovi vala su: grb - najviši dio; potplat - najniži dio; nagib - profil između grebena i baze vala. Naziva se crta duž grebena vala valna fronta (Sl. 1).
Lik: 1. Glavni dijelovi vala
Glavne karakteristike valova su visina - razlika u razinama grebena i dna vala duljina - najkraća udaljenost između susjednih grebena ili korita valova; strmina - kut između nagiba vala i vodoravne ravnine (slika 1).
Lik: 1. Glavne karakteristike vala
Valovi imaju vrlo visoku kinetičku energiju. Što je val veći, to je u njemu više kinetičke energije (proporcionalno kvadratu povećanja visine).
Pod utjecajem Coriolisove sile, desno nizvodno, od kopna, pojavljuje se vodeni zid i u blizini kopna stvara se udubljenje.
Po podrijetlo valovi se dijele na sljedeći način:
- valovi trenja;
- barički valovi;
- seizmički valovi ili tsunami;
- seiches;
- plimni valovi.
Valovi trenja
Valovi trenja, pak, mogu biti vjetar(slika 2) ili duboko. Valovi vjetra uzrokovano valovima vjetra, trenjem na spoju zrak-voda. Visina valova vjetra ne prelazi 4 m, ali s jakim i dugotrajnim olujama povećava se na 10-15 m i više. Najviši valovi - do 25 m - opažaju se na zapadnim vjetrovima južne hemisfere.
Lik: 2. Valovi vjetra i valovi surfanja
Zovu se piramidalni, visoki i strmi valovi vjetra gužva. Ti su valovi svojstveni središnjim područjima ciklona. Kad vjetar utihne, uzbuđenje poprima karakter nadimati se, tj. uzbuđenje inercijom.
Primarni oblik valova vjetra je mreškanje. Javlja se kada je brzina vjetra manja od 1 m / s, a pri brzini većoj od 1 m / s nastaju prvo mali, a zatim veći valovi.
Pozvan je val u blizini obale, uglavnom u plitkim vodama, temeljen na kretanju naprijed surfati(vidi sliku 2).
Duboki valovi nastaju na granici dva sloja vode s različitim svojstvima. Često se javljaju u tjesnacima s dvije razine protoka, u blizini ušća rijeka, na rubu otapanja leda. Ti valovi miješaju morsku vodu i vrlo su opasni za nautičare.
Barički val
Barički valovi nastaju uslijed brze promjene atmosferskog tlaka u mjestima nastanka ciklona, \u200b\u200bposebno tropskih. Obično su ti valovi usamljeni i ne uzrokuju veliku štetu. Iznimka je kada se podudaraju s osekom. Takvim katastrofama su najčešće izloženi Antili, poluotok Florida, obale Kine, Indije i Japana.
Tsunami
Seizmički valovi javljaju se pod utjecajem potresa i primorskih potresa. To su vrlo dugi i niski valovi u otvorenom oceanu, ali sila njihovog širenja prilično je velika. Kreću se vrlo velikom brzinom. Na obalama im se duljina smanjuje, a visina naglo povećava (u prosjeku od 10 do 50 m). Njihov izgled podrazumijeva ljudske žrtve. Prvo se morse povlači nekoliko kilometara od obale, dobivajući snagu za guranje, a zatim valovi prskaju na obalu ogromnom brzinom u razmaku od 15-20 minuta (slika 3).
Lik: 3. Transformacija cunamija
Japanci su imenovali seizmičke valove tsunamii ovaj se izraz koristi u cijelom svijetu.
Seizmički pojas Tihog oceana glavno je područje stvaranja tsunamija.
Seiches
Seiches Jesu li stojeći valovi koji se javljaju u zaljevima i unutrašnjim morima. Javljaju se po inerciji nakon prestanka djelovanja vanjskih sila - vjetra, seizmičkih udara, naglih promjena, intenzivnih oborina itd. Istodobno, na jednom mjestu voda raste, a na drugom - pada.
Talas plime
Plimni valovi - to su pokreti izvedeni pod utjecajem plimnih sila Mjeseca i Sunca. Obrnuta reakcija morske vode na plimu i oseku - oseka. Traka drenirana za oseke naziva se sušenje.
Postoji bliska veza s visinom oseke i protoka s mjesečevim fazama. Novi i puni mjeseci imaju najveću plimu i oseku. Pozvani su syzygy. U to vrijeme, lunarna i solarna plima i oseka, koje dolaze istodobno, prekrivaju se jedna na drugu. U intervalima između njih, prvog i zadnjeg četvrtka mjesečeve faze, opažaju se najniže, kvadratura valunzi.
Kao što je već spomenuto u drugom odjeljku, u otvorenom oceanu visina plime i oseke je niska - 1,0–2,0 m, dok na krševitoj obali naglo raste. Plima doseže maksimalnu vrijednost na atlantskoj obali Sjeverne Amerike, u zaljevu Fundy (do 18 m). U Rusiji je maksimalna vrijednost plime i oseke - 12,9 m - zabilježena u zaljevu Šelihov (Ohotsko more). U kopnenim morima plime su jedva primjetne, na primjer, u Baltičkom moru u blizini Sankt Peterburga plima iznosi 4,8 cm, ali duž nekih rijeka plima se može pratiti stotinama, pa i tisućama kilometara od ušća, na primjer , u Amazoniji - do 1400 cm.
Zove se strmi plimni val koji se uzdiže rijekom bor. Na Amazoniji borova šuma doseže visinu od 5 m i osjeća se na udaljenosti od 1400 km od ušća rijeke.
Čak i s mirnom površinom, valovi se javljaju u stupcu oceanske vode. To su tzv unutarnji valovi -spor, ali opsega vrlo značajan, ponekad dosežu i stotine metara. Nastaju kao rezultat vanjskog djelovanja na vertikalno heterogenu masu vode. Uz to, budući da se temperatura, slanost i gustoća oceanske vode s dubinom mijenjaju ne postupno, već naglo iz jednog sloja u drugi, na granici između tih slojeva nastaju specifični unutarnji valovi.
Morske struje
Morske struje - to su vodoravna translacijska kretanja vodenih masa u oceanima i morima, karakterizirana određenim smjerom i brzinom. Dosežu nekoliko tisuća kilometara u dužinu, desetine do stotine kilometara u širinu, stotine metara u dubinu. U pogledu fizikalnih i kemijskih svojstava, vode morskih struja razlikuju se od onih oko sebe.
Po trajanje postojanja (održivost) morske struje podijeljene su na sljedeći način:
- trajnikoji prolaze u istim područjima oceana, imaju jedan opći smjer, više ili manje konstantnu brzinu i stabilna fizikalno-kemijska svojstva prevoženih vodenih masa (sjeverni i južni pasat, Golfska struja, itd.);
- periodična, u kojem su smjer, brzina i temperatura podložni povremenim zakonima. Javljaju se u pravilnim razmacima u određenom slijedu (ljetne i zimske monsunske struje u sjevernom dijelu Indijskog oceana, plimne struje);
- privremeninajčešće uzrokovane vjetrovima.
Po indikator temperature morske struje su:
- toplokoji imaju temperaturu višu od okolne vode (na primjer, Murmanska struja s temperaturom od 2-3 ° C među vodama O ° C); imaju smjer od ekvatora do polova;
- hladnočija je temperatura niža od okolne vode (na primjer, Kanarska struja s temperaturom od 15-16 ° C među vodama s temperaturom od oko 20 ° C); te su struje usmjerene od polova prema ekvatoru;
- neutralankoji imaju temperaturu blizu okoliša (na primjer, ekvatorijalne struje).
Po dubini smještaja u vodenom stupcu razlikuju se struje:
- površna (do 200 m dubine);
- podzemnikoji imaju smjer suprotan površini;
- dubokočije je kretanje vrlo sporo - reda veličine nekoliko centimetara ili prvih desetaka centimetara u sekundi;
- dnoreguliranje razmjene voda između polarnih - subpolarnih i ekvatorijalno-tropskih širina.
Po podrijetlo razlikuju se sljedeći trendovi:
- frikcijski, što može biti zanošenje ili vjetar. Zanošeni nastaju pod utjecajem stalnih vjetrova, a vjetroviti nastaju sezonskim vjetrovima;
- gradijent-gravitacija, među kojima ima zaliharezultat nagiba površine uzrokovanog suvišnom vodom iz oceana i obilnim kišama, i kompenzacijski, koji nastaju zbog izljeva vode, oskudnih oborina;
- inertankoji se uočavaju nakon prestanka djelovanja čimbenika koji ih pobuđuju (na primjer, plimne struje).
Sustav oceanskih struja određen je općom cirkulacijom atmosfere.
Ako zamislimo hipotetički ocean, koji se neprekidno proteže od Sjevernog pola do Južnog pola, i na njega nametnemo generalizirani obrazac atmosferskih vjetrova, tada ćemo, uzimajući u obzir Coriolisovu silu koja odbija, dobiti šest zatvorenih prstenova -
koluti morskih struja: sjeverni i južni ekvatorijalni, sjeverni i južni suptropski, subarktički i subantarktički (slika 4).
Lik: 4. Ciklusi morskih struja
Odstupanja od idealne sheme uzrokovana su prisutnošću kontinenata i osobitostima njihove raspodjele po zemljinoj površini. Međutim, kao u idealnom dijagramu, u stvarnosti, na površini oceana, zonska promjena velika - duga nekoliko tisuća kilometara - nije u potpunosti zatvorena cirkulacijski sustavi: ekvatorijalna je anticiklonska; tropska ciklonska, sjeverna i južna; suptropski anticiklonalni, sjeverni i južni; Antarktički cirkumpolar; ciklonski velike geografske širine; arktički anticiklonski sustav.
Na sjevernoj hemisferi kreću se u smjeru kazaljke na satu, na južnoj - protiv. Usmjereno od zapada prema istoku ekvatorijalne protustruje.
U umjerenim subpolarnim geografskim širinama sjeverne polutke postoje mali strujni prstenovi oko baričnih minimuma. Kretanje voda u njima usmjereno je suprotno od kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi - od zapada prema istoku oko Antarktike.
Struje u sustavima zonske cirkulacije prilično se dobro prate do dubine od 200 m. S dubinom mijenjaju smjer, slabe i pretvaraju se u slabe vrtloge. Umjesto toga, meridionalne se struje pojačavaju u dubini.
Najdublje i najsnažnije površinske struje igraju presudnu ulogu u globalnoj cirkulaciji oceana. Najstabilnije površinske struje su sjeverni i južni pasati Tihog i Atlantskog oceana i južni Indijski ocean. Imaju smjer od istoka prema zapadu. Tropske geografske širine karakteriziraju tople tokove struje, na primjer, Golfska struja, Kuroshio, Brazilska itd.
Pod utjecajem stalnih zapadnih vjetrova u umjerenim geografskim širinama postoje topli sjeverni Atlantik i sjever
Pacifička struja na sjevernoj hemisferi i hladna (neutralna) struja zapadnih vjetrova na jugu. Potonji tvori prsten u tri oceana oko Antarktika. Velike vrtače na sjevernoj hemisferi zatvorene su hladnim kompenzacijskim strujama: duž zapadnih obala u tropskim geografskim širinama - Kaliforniji, Kanari i na jugu - Peruanu, Bengalu, Zapadnoj Australiji.
Najpoznatije struje su također topla norveška struja na Arktiku, hladna struja labradora u Atlantiku, topla aljaška i hladna kurilsko-kamčatska struja u Tihom oceanu.
Monsunska cirkulacija u sjevernom Indijskom oceanu generira sezonske struje vjetra: zimi - s istoka na zapad i ljeti - sa zapada na istok.
U Arktičkom oceanu smjer kretanja vode i leda javlja se od istoka prema zapadu (Transatlantska struja). Razlozi su mu obilno otjecanje rijeka Sibira, rotacijsko ciklonalno kretanje (suprotno od kazaljke na satu) iznad Barentsovog i Karskog mora.
Osim cirkulirajućih makrosustava, postoje i otvoreni oceanski vrtlozi. Njihova je veličina 100-150 km, a brzina kretanja vodenih masa oko središta 10-20 cm / s. Ti se mezosustavi nazivaju sinoptički vrtlozi. Smatra se da sadrže najmanje 90% kinetičke energije oceana. Vrtlozi se ne opažaju samo na otvorenom oceanu, već i u morskim strujama poput Golfske struje. Ovdje se okreću još većom brzinom nego u otvorenom oceanu, njihov je prsten bolje izražen, stoga su i pozvani prstenovi.
Za klimu i prirodu Zemlje, posebno obalna područja, važnost morskih struja je velika. Topla i hladna struja održavaju temperaturnu razliku između zapadne i istočne obale kontinenata, kršeći njezinu zonsku raspodjelu. Dakle, luka koja se ne smrzava nalazi se izvan Arktičkog kruga, a na istočnoj obali Sjeverne Amerike zaljev St. Lovre (48 ° S). Tople struje pogoduju oborinama, dok hladne smanjuju mogućnost padalina. Stoga teritoriji isprani toplim strujama imaju vlažnu klimu, a hladni - suhu. Uz pomoć morskih struja provodi se migracija biljaka i životinja, prijenos hranjivih tvari i izmjena plinova. Struje se uzimaju u obzir i prilikom plovidbe.
