§ 36. движения воды в океане. волны

Циркуляция вод Мирового океана

На первый взгляд карта течений Мирового океана очень сложна. Она действительно не проста, но есть определенные закономерности движения воды, которые помогают в этой карте разобраться.

Представим себе, что у нас на планете существует какой-то средний океан: не такой узкий, как Атлантический, но и не такой широкий, как Тихий. Упростим до предела очертания его берегов, и в результате получится океан овальной формы (рис. 54). Обычно такие вымышленные географические объекты принято называть идеальными. Рассмотрим, как будут двигаться водные массы в таком идеальном океане.

Итак, начнем с экваториальных районов идеального океана. Вдоль экватора строго с востока на запад, подчиняясь ветрам пассатного переноса, разгоняется пассатное течение (1 ). Достигая материка, оно разделяется надве ветви стоковых течений, расходящихся к северу и югу от экватора (2 и 3). Удаляясь от экватора, эти два течения достигают умеренных широт, где попадают в зону действия ветров западного переноса и пересекают океан в обратном направлении с запада на восток (3 и 4). В восточной части океана они вновь разделяются на две ветви стоковых течений. Ветви, направленные к экватору (5 и 6), возвращают водные массы в район экваториальных широт, где они вновь попадают под действие пассатов. Так замыкается круг. Течения 7 и 8, которые удаляются от экватора, попадают под воздействие ветров северовосточного переноса и вновь пересекают океан с востока на запад (9 и 10). Впрочем, так далеко на север наши земные океаны почти не простираются.

Конечно, реальные океаны нашей планеты не имеют такой правильной формы, как идеальный, поэтому далеко не во всех океанах движение воды осуществляется точно таким оразом. Но всеже большая их часть существует и в реальных океанах. Попробуй найти их на карте течений Мирового океана.

У реальных земных океанов, как и у идеального, тоже есть западный и восточный берег, да и систему постоянных ветров использовали настоящую. Так что можно сделать важный вывод.

Морские течения образуют в океанах замкнутые круги. Движение воды в этих кругах в Северноного полушарии происходит по часовой стрелке, а в Южном — против.

Проверим знания

1. Назовите основные виды волн 2. Какова высота ветровых волн? 3. По каким причинам вознткают цунами?

А теперь более сложные вопросы

1. Почему возникают поверхностные течения? 2. Как на карте отличить теплое течение от холодного? 3. На примере северной части Тихого океана объясните образование замкнутых кругов поверхностных течений.

Поработаем с картой

Берега каких стран омывают Калифорнийское, ское и Аляскинское течения?

Интересные факты

Известно, что люди всегда предпочитали строить свои поселения ближе к океану, сейчас 80 % всего населения планеты живет на побережье.

Вот несколько любопытных фактов из жизни океанов:

1. Средний Океанический кряж является самой длинной горной цепью на планете, он опоясывает ее всю, его длина составляет более 50 тысяч км.
2. Под азиатской частью Евразии есть подземный океан, животный мир которого — загадка.
3. Каждый год люди вылавливают в 3 раза меньше рыбы по весу, чем выбрасывают в океан мусора.
4. Солтфиорд является самым быстрым течением, находится оно у побережья Норвегии, его скорость составляет 30 км/ч.
5. Гольфстрим доставляет к берегам Норвегии столько тепла, сколько даст целое море нефти.
6. В Атлантике под Гольфстримом обнаружили придонное течение, которое движется в противоположную сторону, но с меньшей скоростью.
7. Россия обладает удивительным Охотским морем, льды и воды которого иногда светятся, вероятнее всего, из-за флюоресцирующего планктона.

Океан — удивительное место, полное многообразия населяющих его миров, но многое о нем до сих пор неизвестно. Однако если мы хотим успеть раскрыть все его тайны, то сохранение вод должно стать глобальной задачей.

Течения вод мирового океана

В тот момент, когда мореплаватели впервые вышли в открытое море, они тут же узнали о существовании течений

Хотя их и раньше считали довольно важной морской реалией, пусть и довольно опасной, по-настоящему на них обратили внимание лишь к началу эпохи Великих географических открытий, когда капризные течения могли подталкивать корабли к неизведанным землям

За примером далеко ходить не нужно: легендарный Христофор Колумб доплыл до Америки с помощью течения, ныне известного как Северное Экваториальное. Именно после предположений о том, что великому открытию поспособствовало течение, к нему – да и к прочим – стали присматриваться всё пристальнее.

Ко второй половине XVIII столетия мореплаватели имели довольно неплохое представление об одном из крупнейших течений, Гольфстриме. Изучен он был весьма подробно, хотя за счёт отсутствия подходящей техники и не так хорошо, как мог бы быть исследован сегодня. В те времена моряки предпочитали двигаться по течению из Америки в Европу, а при возвращении держались от течения на некотором – внушительном – расстоянии. Владение этой хитростью позволяло на две-три недели опережать те корабли, капитаны которых не имели представления о крупном течении.

Интересно то, что большинство течений в Северном полушарии направлено по часовой стрелке, а в Южном движутся в противоположном направлении. Ну а наиболее мощные течения фиксируются у восточных берегов материков.

Как именно возникают течения? Дело в том, что на циркуляцию потоков воды оказывает существенное влияние ряд таких важных факторов как ветер, структура дна, и очертания материков и особенности береговых линий, разница в показателях плотности, температуры, давления воды, даже гравитационные поля Луны и Земли и вращение планеты вокруг собственной оси. Поверхностные течения Мирового океана, как отмечают исследователи, выражены наиболее ярко.

Теории происхождения Мирового океана

Принято считать, что происхождение океанической воды глубинное. Согласно этой теории, она была образована во время дифференцировки первичного вещества Земли. Ныне она представляет собой раствор неорганических солей, концентрация которого сильно варьируется от региона к региону и зависит от множества внешних факторов. Этот раствор поступает к мантии планеты во время извержения вулканов по областям глубинных разломов.

Колебания уровня океанов на протяжении миллионов лет находились в зависимости от движений тектонических плит, изменениям глубины и объёма впадин, образованием и таянием на материках гигантских ледяных покровов. Для ранних периодов истории планеты хронология изменений уровня Мирового океана выяснена ещё не полностью, но последний миллион лет наивысший и самый низкий уровни воды океана имеют довольно точную датировку.

Наука, к сожалению, ещё достаточно далека от разгадки величайшей тайны в истории – тайны появления жизни. Но тщательное изучение истории Мирового океана способно пролить свет на некоторые аспекты данной проблемы. Уже полученные данные помогают в решении самых сложных задач, которые также входят в вопрос о зарождении всего  живого. Так, например, выяснена и детально изучена роль океанов в процессах биологической эволюции. Учёные весьма убедительно продемонстрировали, что зародившаяся жизнь с океанскими водами была тесно взаимосвязана: она не только зависела от них, но и стала мощным преобразователем всей Земли, поскольку из-за жизнедеятельности уже существовавших водных организмов значительно менялся качественный и количественный состав всей гидросферы.

Самые крупные споры возникают при обсуждении образования и формирования дна океана. В отношении данной проблемы разработано несколько интересных концепций. С течением времени они несколько видоизменяются, поскольку с результатами всё новых исследований приходят свежие данные о том или ином аспекте каждой, а также отпадают нежизнеспособные теории.

Так, к примеру, гипотеза о формировании рельефа дна Тихого океана в результате отрыва от Земли ещё части, которая в дальнейшем превратилась в Луну, была опровергнута. Современные представления об этом, как правило, основываются на информации об особенностях движения земной коры под океанами и распределении геофизических полей.

Морские геологи достигли невероятных успехов в изучении слоёв осадочных пород на дне, а также физический и географических условий, в которых эти слои образовывались. Дня некоторых периодов удалось просчитать температуры Мирового океана в разных его регионах, солёность воды, её циркуляцию. Стало возможным представить общую схему развития основной части гидросферы на протяжении практически всего её существования, Постепенно становятся известными многие занятные подробности, которые способствуют восполнению пробелов в знаниях об истории великого земного океана.

Воздействие на климат и экологию

Океанские течения важны при изучении морского мусора , и наоборот. Эти токи также влияют на температуру во всем мире. Например, океаническое течение, которое приносит теплые воды через северную Атлантику в северо-западную Европу, также кумулятивно и медленно блокирует образование льда вдоль берегов моря, что также блокирует вход и выход судов во внутренние водные пути и морские порты, следовательно, океанские течения играют решающую роль. во влиянии на климат регионов, через которые они протекают. Холодные океанические водные течения, текущие из полярных и субполярных регионов, приносят много планктона, который имеет решающее значение для дальнейшего выживания нескольких ключевых видов морских существ в морских экосистемах . Поскольку планктон является пищей рыб, многочисленные популяции рыб часто живут там, где преобладают эти течения.

Океанские течения также очень важны для распространения многих форм жизни. Примером может служить жизненный цикл европейского угря .

Влияние на биогеохимический цикл

Хотя круговорот воды сам по себе является биогеохимическим круговоротом , поток воды над и под Землей является ключевым компонентом круговорота других биогеохимических веществ. Сток ответственен за почти весь перенос эродированных наносов и фосфора с суши в водоемы . Солености океанов происходят от эрозии и транспорта растворенных солей из земли. Культурное эвтрофикация озер происходит в первую очередь из-за фосфора, который вносится в избытке в сельскохозяйственные поля в виде удобрений , а затем переносится по суше и вниз по рекам. И сток, и поток грунтовых вод играют важную роль в переносе азота с суши в водоемы. Мертвая зона на выходе из реки Миссисипи является следствием нитратов из удобрений осуществляется от сельскохозяйственных полей и направляются вниз речной системы в Мексиканском заливе . Сток также играет роль в углеродном цикле , опять же за счет переноса эродированных горных пород и почвы.

Состав океанской воды Мирового океана

Контактируя с атмосферой, проходя гидрологический цикл, морская вода обменивается с воздухом содержащимися в нём газами: кислородом, азотом, углекислым газом и другими элементами. В океанической воде обнаружены почти все химические вещества.

Таблица № 2 «Состав морской воды».

Время проживания

Время пребывания резервуара в гидрологическом цикле — это среднее время, которое молекула воды проведет в этом резервуаре ( см. Соседнюю таблицу ). Это показатель среднего возраста воды в этом водохранилище.

Подземные воды могут находиться под поверхностью Земли более 10 000 лет, прежде чем уйти. Особенно старые подземные воды называют ископаемыми . Вода, хранящаяся в почве, остается там очень недолго, потому что она тонко рассеивается по Земле и легко теряется в результате испарения, транспирации, ручья или подпитки грунтовых вод. После испарения время пребывания в атмосфере составляет около 9 дней до конденсации и выпадения на Землю в виде осадков.

Основные ледовые щиты — Антарктида и Гренландия — хранят лед в течение очень долгого времени. Лед из Антарктиды был надежно датирован 800 000 лет назад, хотя среднее время пребывания здесь меньше.

В гидрологии время пребывания можно оценить двумя способами. Более распространенный метод основан на принципе сохранения массы ( водный баланс ) и предполагает, что количество воды в данном резервуаре примерно постоянно. С помощью этого метода время пребывания оценивается путем деления объема резервуара на скорость, с которой вода входит или выходит из резервуара. Концептуально это эквивалентно измерению времени, в течение которого резервуар будет заполнен из пустого, если вода не будет выходить (или сколько времени потребуется, чтобы резервуар опустошился из полного, если бы вода не поступала).

Альтернативный метод оценки времени пребывания, который становится все более популярным для датирования подземных вод, — это использование изотопных методов. Это делается в подполе изотопной гидрологии .

Ледники

Посмотрите на карту или на глобус: большая часть материка Антарктида и островов в Арктике, в том числе самый большой остров нашей планеты Гренландия, а также высокогорья закрашены белым цветом. Так принято обозначать не тающие летом льды — ледники. Именно в ледниках законсервирована большая часть пресной воды на Земле, а если бы они вдруг растаяли, уровень воды в морях и океанах поднялся бы на несколько метров, и моря затопили бы огромные участки суши. Многие думают, что ледники — это скопление замёрзшей воды. Это не совсем так. В местах, где скапливаются многометровые толщи снега, он под собственной тяжестью начинает уплотняться и превращается сначала в зернистый фирн, а потом в прозрачный зеленоватый лёд. Ледники бывают горные или покровные. Вершины высоких гор покрыты вечными льдами, даже если они находятся вблизи экватора, как высшая точка Африки вулкан Килиманджаро или ряд вершин в Андах.

Антарктида

Мощные ледяные щиты толщиной в несколько километров покрывают не только южный материк Антарктиду, но и такие острова, как Гренландия на севере. В горах ледники «стекают» вниз по склону, а ледяные щиты полярных островов «наступают», то есть движутся вперёд. Скорость движения небольших горных ледников около 100 м в год, а огромных ледников Антарктиды достигает до 10 м в сутки.

В истории Земли было много ледниковых периодов, когда климат был холоднее, чем сейчас, и многокилометровые ледяные щиты существовали и близ полюсов и существенно южнее. Учёными лучше всего изучены оледенения сравнительно недавнего времени — за последний миллион лет, когда территория значительной части севера Евразии и Северной Америки четырежды покрывалась льдом толщиной в несколько километров.

Максимальное из оледенений, Днепровское, происходило 230—100 тыс. лет назад. В ту эпоху существовало два центра оледенения. Самый крупный центр находился на территории Скандинавского полуострова, другой — на Новой Земле и на севере Урала. Языки ледника спускались по долинам Днепра и Дона до широты современного г. Днепропетровска.

Карта оледенения Земли

Последнее по времени оледенение, Валдайское, закончилось около 11 тыс. лет назад, когда в Древнем Египте, Индии, Китае уже существовали развитые цивилизации. Во время ледниковых периодов наступающие ледники «утюжили» равнины, а отступающие «бросали» огромные камни, валуны. Воды отступающего, то есть тающего, ледника углубляли речные долины и овраги. В тех местах, где когда-то находился ледник, в углублениях в земной поверхности осталось много озёр.

Поделиться ссылкой

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.

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.

Свойства вод Мирового океана

Ученые справедливо называют Мировой океан главным аккумулятором тепла на нашей планете. Средняя температура вод мирового океана равна +17 градусам.

Толща воды прогревается солнечными лучами более медленно, нежели поверхность суши. Однако в отличие от материковой поверхности, океаническая вода медленнее отдает свое тепло атмосфере.

Обогрев планеты в ночное время происходит именно за счет тепла, которые излучают океанические воды. Воды океана замерзают при низких температурах, однако если для вод суши такие температуры должны быть ниже 0 °С, то для океанических вод – ниже -4 °С.

Это объясняется тем, что воды в океанах имеют очень высокий показатель солености. Плотность воды в океане зависит также от температурных показателях.

В северных широтах на поверхности океанов образовываются айсберги, их плотность значительно меньше плотности поверхности океана: за счет этого они могут передвигаться на незначительные расстояния.

Причины образования течений

Динамика любого природного движения зависит от многих сил. Их взаимодействие определяет особенности каждого течения.

Причины, под действием которых вода в океане движется в разных направлениях, можно разделить на внешние, объективные и внутренние, вторичные.

К внешним источникам воздействия относятся:

• направление и сила ветра;
• влияние приливов и отливов;
• изменение атмосферного давления;
• изменение уровня Мирового океана под действием таяния снегов, осадков, испарения.

К внутренним причинам возникновения относят неоднородность плотности, температуры и солености воды.

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.

Приливные и сейсмические волны

Приливные волны

Приливными волнами называют явления, возникающие от воздействия сил притяжения Солнца и Луны и вызывающие периодические характерные колебания уровня водных масс в Мировом океане. Приливная деятельность начинает формироваться от влияния Луны и Солнца, но, по причине большей удаленности Солнца, приливы спровоцированные им случаются не так часто, как из-за Луны (их в два раза меньше). Основное влияние на приливную деятельность оказывают острова и очертания линии берега. Данная причина может объяснить то, как колебания Мирового океана во время приливов на одинаковой широте изменяются в более широких пределах. Возле островов приливы совсем не значительные, а вот в открытых водах, вода поднимается до 1 метра. На много больших значений приливы могут достигать в заливах, имеющих извилистые берега, проливах и речных устьях.

Сейсмические волны

Причина, из-за которой начинают формироваться сейсмические волны (цунами) — это изменение рельефа на морском дне, которое происходит из-за передвижений литосферных плит, в следствии чего могут появляться поднятия, провалы, оползни или землетрясения. Нужно подчеркнуть, что механизм, при котором зарождаются сейсмические волны, имеет прямую зависимость от характера процессов, которые преобразуют рельеф на океаническом дне. К примеру, во время образования цунами в водах открытого океана при появлении трещины или провала на дне, вода сразу же стремиться попасть в центр появившегося углубления, наполнив вначале его, а потом переполняет, образуя гигантский по объему водяной столб на поверхности мирового океана.

Перед тем как начинается процесс образования цунами и их обрушение на береговую линию, обычно предшествует серьезное понижение уровня воды. Буквально за пару минут вода начинает отступать от берега на несколько сотен метров, а в редких случаях на километры, после чего на береговую линию начинается обрушение цунами. Сразу же за первой, самой большой и разрушительной волной приходят еще 2-5 волн небольшого размера.

Скорость передвижения волн цунами очень высока и может достигать 150 — 900 км/ч. При обрушении на города и поселки, находящиеся на береговой линии в зоне их воздействия, они могут нанести серьезные разрушения и способны уносить жизни людей. Одно из самых разрушительных цунами произошло в 2004 году в Индийском океане, из-за него погибло больше чем 200 000 человек, а ущерб причиненный им составил миллиарды долларов.

В наше время появление цунами можно предсказать с максимально высоким коэффициентом точности. Базируются эти прогнозы на наблюдениях и контроле сейсмической активности под водными массами Мирового океана. Обычно, прогнозы делаются на основе таких наблюдений как:

• акустическое наблюдение;
• мониторинг при помощи мареографов;
• сейсмический мониторинг.

Эти способы дают возможность вырабатывать и предпринимать определенные меры, которые направлены на обеспечение безопасности.

Приливы и отливы

Приливами и отливами называются циклические изменений уровня
воды в мировом океане под воздействием гравитационной силы солнца или луны.
Отмечают, что сила солнечного притяжения в два раза меньше, чем лунного,
поэтому солнечные приливы и отливы проходят практически незаметно. Поскольку воды
океанов и морей составляют ¾ от всего объема гидросферы, влияние ближайшего
спутника земли на водные ресурсы интересует ученых на протяжении многих лет.

Несмотря на частоту и заметность этого явления приливы и
отливы не несут существенной угрозы, кроме судов, которым приходится заходить
на материковые реки по каким-либо причинам. В этом случае, игнорирование цикла
изменения высоты воды в мировом океане способно привести к крушению или
серьезным повреждениям.

Человечество пытается приспособить силу приливных волн для
получения энергии, поскольку доля вод мирового океана в гидросфере составляет
70,8%, но пока это направление развивается очень медленно и неохотно.

Движение воды в реках

Вода в реках движется под действием силы тяжести F’. Эту силу можно разложить на две составляющие: параллельную дну F_x и нормальную ко дну F’_y (см. рис. 68). Сила F’ уравновешивается силой реакции со стороны дна. Сила F’_х, зависящая от уклона, вызывает движение воды в потоке. Эта сила, действуя постоянно, должна бы вызвать ускорение движения. Этого не происходит, так как она уравновешивается силой сопротивления, возникающей в потоке в результате внутреннего трения между частицами воды и трения движущейся массы воды о дно и берега. Изменение уклона, шероховатости дна, сужения и расширения русла вызывают изменение соотношения движущей силы и силы сопротивления, что приводит к изменению скоростей течения по длине реки и в живом сечении.

Выделяются следующие виды движения воды в потоках: 1) равномерное, 2) неравномерное, 3) неустановившееся.
При равномерном движении скорости течения, живое сечение, расход воды постоянны по длине потока и не меняются во времени. Такого рода движение можно наблюдать в каналах с призматическим сечением.

При неравномерном движении уклон, скорости, живое сечение не изменяются в данном сечении во времени, но изменяются по длине потока. Этот вид движения наблюдается в реках в период межени при устойчивых расходах воды в них, а также в условиях подпора, образованного плотиной.

Неустановившееся движение — это такое, при котором все гидравлические элементы потока (уклоны, скорости, площадь живого сечения) на рассматриваемом участке изменяются и во времени и по длине. Неустановившееся движение характерно для рек во время прохождения паводков и половодий.

При равномерном движении уклон поверхности потока I равен уклону дна i и водная поверхность параллельна выровненной поверхности дна. Неравномерное движение может быть замедленным и ускоренным. При замедляющемся течении вниз по реке кривая свободной водной поверхности принимает форму кривой подпора. Поверхностный уклон становится меньше уклона дна (I i) (рис. 65).

Рис. 68. Схема к выводу уравнения Шези (по А. В. Караушеву).

Скорости течения воды и распределение их по живому сечению

Скорости течения в реках неодинаковы в различных точках потока: они изменяются и по глубине и по ширине живого сечения. На каждой отдельно взятой вертикали наименьшие скорости наблюдаются у дна, что связано с влиянием шероховатости русла. От дна к поверхности нарастание скорости сначала происходит быстро, а затем замедляется, и максимум в открытых потоках достигается у поверхности или на расстоянии 0,2H от поверхности. Кривые изменения скоростей по вертикали называются годографами или эпюрами скоростей (рис. 66). На распределение скоростей по вертикали большое влияние оказывают неровности в рельефе дна, ледяной покров, ветер и водная растительность. При наличии на дне неровностей (возвышения, валуны) скорости в потоке перед препятствием резко уменьшаются ко дну. Уменьшаются скорости в придонном слое при развитии водной растительности, значительно повышающей шероховатость дна русла. Зимой подо льдом, особенно при наличии шуги, под влиянием добавочного трения о шероховатую нижнюю поверхность льда скорости малы. Максимум скорости смещается к середине глубины и иногда расположен ближе ко дну. Ветер, дующий в направлении течения, увеличивает скорость у поверхности. При обратном соотношении направления ветра и течения скорости у поверхности уменьшаются, а положение максимума смещается на большую глубину по сравнению с его положением в безветренную погоду.

По ширине потока скорости как поверхностная, так и средняя на вертикалях меняются довольно плавно, в основном повторяя распределение глубин в живом сечении: у берегов скорость меньше, в центре потока она наибольшая. Линия, соединяющая точки на поверхности реки с наибольшими скоростями, называется стрежнем. Знание положения стрежня имеет большое значение при использовании рек для целей водного транспорта и лесосплава. Наглядное представление о распределении скоростей в живом сечении можно получить построением изотах — линий, соединяющих в живом сечении точки с одинаковыми скоростями (рис. 67). Область максимальных скоростей расположена обычно на некоторой глубине от поверхности. Линия, соединяющая по длине потока точки отдельных живых сечений с наибольшими скоростями, называется динамической осью потока.

Рис. 66. Эпюры скоростей.
а — открытое русло, б — перед препятствием, в — ледяной покров, г — скопление шуги.

Средняя скорость на вертикали вычисляется делением площади эпюры скоростей на глубину вертикали или при наличии измеренных скоростей в характерных точках по глубине (V_ПОВ, V_0,2, V_0,6, V_0,8, V_ДОН) по одной из эмпирических формул, например

Причины образования течений в Мировом океане

Океанические (и морские) течения – перемещение водной массы, провоцируемое воздействием различных факторов. Средняя скорость потоков составляет 10 м/с, глубина распространения – до 300 м.

Причинами океанических течений являются следующие факторы:

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

Морские течения появляются по тем же причинам, что и океанические. Но меньшее пространство акватории и меньшая глубина сокращают масштабность движения потоков воды, иногда придают им своеобразный характер. Так, в Черном и Средиземном море образуются круговые потоки, спровоцированные силой вращения Земли. В Белом море наблюдаются выраженные приливные и отливные процессы.

Самое холодное мощное течение – Западных Ветров, движущееся вокруг Антарктиды. Фактор его формирования – постоянные ветры, направленные на восток, захватывающие значительные территории от умеренного пояса до берегов покрытого льдами континента. Ширина потока достигает 2,5 тысяч км, глубина – 1 км. Ежесекундно смещается около 200 млн. тонн воды. Высокая скорость и большая глубина обусловлены отсутствием преград на пути водной массы.

Гольфстрим из космоса

Самое теплое сильное течение – Гольфстрим, начинающееся в Мексиканском заливе, несущее теплую воду из тропиков в холодные широты Атлантики. Существованием Гольфстрима обусловлен мягкий умеренный климат Европы. Ежесекундно поток несет почти 80 млн. тонн воды.