Циркуляция вод в Мировом океане

Генеральная схема циркуляции вод в Мировом океане от его поверхности до нижней границы главного термоклина (до глубин около 1,5 км) отражает основные черты реальных течений на его

Рис. 10.19. Динамическая карта района Кали­форнийского течения для июля (по Уайли).

Динамические высоты (м) даны относительно отсчетной поверхности 500 м (5 • 10^б Па)

поверхности, и в основном она определяется атмосферной цирку­ляцией, ветром. На рис. 10.20 показаны главные элементы системы циркуляции: течения зональные и меридиональные, циклонические и антициклонические, пограничные, разделяющие их океанологи­ческие фронты и области дивергенции и конвергенции. Нижние слои тоже не находятся в покое. Движение их вызвано отчасти движением верхнего слоя, а отчасти — различиями температуры и солености, т. е. это термохалинная циркуляция (подробнее о гло­бальной термохалинной циркуляции речь пойдет в 10.15).

Однако реальная картина течений значительно сложнее пока­занной на схеме. Прежде всего, движение неоднородно по всей толще воды: на разных горизонтах могут наблюдаться разные ско­рости и направления движения. Существует, например, глубинное противотечение под Гольфстримом вдоль материкового склона Се­верной Америки на горизонтах около 2000—3000 м. Особенно ин­тересно экваториальное подповерхностное противотечение. Оно про­ходит узкой струей, направленной на восток, в плоскости экватора, захватывая по 1—2° широты к северу и к югу от него на горизонтах от 20—30 до 150—200 м со стрежнем очень большой скорости на горизонте около 75 м. Вокруг же этой струи вода течет на запад.

с

Поток зарождается у западных берегов океанов, куда пассатные течения приносят много воды. Противотечение уносит часть из­бытка воды, а оставшаяся его часть уходит с поверхностными течениями от экватора на север и на юг.

На разрезах изотерм и изо- галин во многих районах океа­на, особенно в полярных и при­полярных, заметны «языки» бо­лее теплых и более холодных, опресненных или осолоненных вод. Эти промежуточные слои свидетельствуют, как правило, об адвективном происхождении та­ких вод, принесенных течени­ем. Противотечения наблюда­ются и на поверхности океана, например противотечения у во­сточных краев Гольфстрима, Ку- росио.

У интенсивных струйных пограничных течений у западных окраин океанов обнаружены ме­андры, подобные речным, толь­ко гораздо более подвижные. Такие меандры иногда отшну- ровываются от основного пото­ка течения в виде вихрей (рин­гов) и существуют самостоятель­но месяцами и даже годами.

Длительные наблюдения на полигонах в океане показали, что в океане существуют вихри и другого происхождения: то- погенные, созданные неровностя­ми дна, синоптические, подоб­ные атмосферным. Вихри рас­пространены по всему океану, но чаще встречаются в районах струйных течений, таких, как Гольфстрим, Куросио, Агульяс. Синоптические вихри бывают по направлению вращения циклони- ю

И; 0

\*ххх\4 |ooo°j5

Рис. 10.20. Общая схема циркуляции для толщи поверхностных вод океана (по В. Н. Степанову):

макроциркуляционные системы: I — экваториаль­ная антициклическая; II — тропические цикло­нические; III — субтропические антициклониче­ские; IV — антарктическая циркумполярная; V — высокоширотные циклонические; VI — арк­тическая антициклоническая; / — береговая ли­ния, ограничивающая площадь океана, занима­емую им (в среднем по всем океанам) на дан­ной географической широте; 2 — направление перемещения основных потоков; 3 — главные океанические фронты (зоны, разделяющие мак­роциркуляционные системы): Э — экваториаль­ный, СЭ — субэкваториальный, Т — тропические, СП — субполярные, П — полярные; 4— конвер­генции макроциркуляционных систем (проходя­щие по их гребням и ложбинам); 5—диверген­ции макроциркуляционных систем (проходящие по их гребням и ложбинам)

ческими и антициклоническими, имеют диаметр около 100—300 км и захватывают слои воды в сотни метров толщиной. Перемещаются вихри со скоростями километры в сутки, а скорости орбитальных движений (течения) измеряются десятками сантиметров в секунду. Кинетическая энергия вихрей превышает энергию средних («посто­янных») течений: сильных в два-четыре раза, а слабых в открытых частях океана в 15—30 раз. Вихри играют весьма существенную роль в переносе масс воды, теплоты и солей, влияют на погоду и на климат. За последние 30—40 лет собран очень богатый мате­риал наблюдений за вихрями, разработана теория их динамики, а современные компьютерные модели течений способны воспроиз­водить образование вихрей и их перемещение.

Длительные наблюдения за время изучения океана позволили составить не только генеральную схему (см. рис. 10.20), но дать схематическую карту основных течений Мирового океана (рис. 10.21). В табл. 10.5 даны названия течений и их краткая характеристика. Течения, температура которых выше средней температуры для тех же широт, называются теплыми, при одинаковой температуре говорят о нейтральных течениях, если же их температура ниже — холодными.

Таблица 10.5. Основные течения Мирового океана*

* Номера в таблице соответствуют номерам на карте рис. 10.21. Прочерк — отсутствие данных.

Рис. 10.21. Схематическая карта течений в Мировом океане (по Г. Дитриху). Пояснения см. в табл. 10.5