книги из ГПНТБ / Истошин, Ю. В. Морские течения

вызывается не ветром, дующим перпендикулярно берегу, а ветром, направленным параллельно берегу, расположенному справа. Этот вывод основан на известном законе Экмана, согласно которому по­ верхностное дрейфовое течение отклоняется от направления ветра на 45°. Если же учесть современные рекомендации ученых считать этот угол равным 20°, то наибольший нагон произойдет при ветре, дующем под острым углом (20°) к берегу, расположенному справа. Наибольший сгон, естественно, будет наблюдаться при ветре обрат­ ного направления.

Приливо-отливные течения

Приливо-отливные колебания уровня и приливо-отливные тече­ ния находятся между собою в неразрывной связи и представляют две стороны одного и того же процесса. Нельзя представить себе; повышения или понижения уровня без соответствующих горизон­ тальных и вертикальных движений водных масс. Действительно, ско­ рость приливного течения зависит в первую очередь от величины’1 прилива: чем больше величина прилива, тем больше скорость Те­ чения. Но скорость приливо-отливных течений зависит также от то­

21

стве случаев имеют вращательный характер. При этом направление течения непрерывно изменяется, обходя всю картушку компаса ли­

определяется конфигурацией близлежащих берегов, силой Корио­ лиса и совокупным влиянием поступательных и стоячих приливных волн. Поворот векторов течений в северном полушарии обычно про­ исходит по часовой стрелке. Редкие случаи поворота течений про­ тив часовой стрелки обязаны интерференции двух и более при­ ливных волн.

Приливо-отливные течения, так же как и сгонно-нагонные, наблю­ даются во всей толще океана. В открытом океане вдали от бере­ гов максимальные скорости приливных течений не превышают 1 уз­ ла, в среднем составляя 0,4—0,5 узла. В проливах и узкостях в районах с большой величиной прилива скорости течений могут до­ стигать 9—10 и даже более узлов. Наибольшие скорости течений зафиксированы в восточных проливах Алеутской гряды и у северозападных берегов Канады. В узкости Сеймур близ г. Ванкувера скорость приливных течений, по данным лоции, может достигать 12 узлов. В 1934 году ледокол «Красин» проходил этим проливом. Он ¿шел навстречу течению, с трудом продвигаясь вперед. Чтобы удер­ жаться на узком фарватере, ледоколу приходилось помимо управ­ ления рулем попеременно давать разные хода обеим бортовым ма­ шинам. Суда с менее мощными двигателями отстаиваются в ожи­ дании более благоприятных условий для прохода проливом.

Практическое значение приливо-отливных течений велико, по­ этому для некоторых районов океана в настоящее время состав­ ляются специальные, наперед вычисленные таблицы течений.

Морские тёчения—реки океана?

Издавна люди называли мощные морские течения реками океа­ на. Посмотрим, насколько правомерно такое сравнение. Существу­ ет много оснований ответить на этот вопрос положительно. Одна­

22

ко некоторые обстоятельства не позволяют сделать это утвержде­ ние. Начнем наш анализ с отрицания такой аналогии.

Принципиальное различие между морскими течениями и река­ ми состоит в том, что реки всегда текут от мест, расположенных выше, к местам, имеющим более низкие высотные отметки. Мор­ ские течения часто циркулируют на более или менее «ровной» по­ верхности океана. Силы, которые в этом случае приводят частицы воды в движение,— весьма разнообразны. В качестве примера при­ ведем только две важнейшие: это, во-первых, приливообразующая

в результате трения воздуха о поверхность моря. Подчас морские воды, влекомые ветром, могут как бы подниматься в гору, т. е. уровень океана в направлении течения МОЖёТ Оказаться даже вы­ ше, чем уровень его в противоположном направлении. Заметим, ЧШ это бывает в том случае, когда влекущая сила ветра превосходит по величине силу тяжести, стремящуюся выравнять уровни. Подоб­ ная ситуация может возникнуть, например, в том случае, когда уме-,

будет как бы подниматься в гору, созданную предыдущим нагоном. Это принципиальное различие между морскими течениями и ре­ ками приводит к одной особенности морских течений: в отличие от рек течения могут впадать сами в себя. В океане часто наблюдают­ ся мощные круговые течения, существование которых доказывает­ ся очень просто: если на одном участке такого течения выбросить поплавки, то они через некоторое время, описав круг, вернутся в

то же место, в котором они были выброшены.

В последнее время приводится еще одно возражение против рассматриваемой аналогии. Современные исследования таких мощ­ ных течений, как Куросио и Гольфстрим, показали, что на некоторых участках течение не представляет сплошной ленты, в пределах ко­

23

потока, главным образом по его краям, возникают разных разме­ ров круговороты, появляются и исчезают малые и большие вихри. Более того, иногда под действием . ветра там, где недавно была хорошо выраженная «лента» течения, наблюдаются временные течения обратного направления.

Однако это возражение не столь убедительно, как первое, так как и реки на большом протяжении иногда текут двумя параллель­ ными рукавами (Волга и Ахтуба, например). Да и в крупных реках, текущих одним руслом, бывают два стержня (зоны максимальных скоростей), разделенные областями с незначительными течениями. Что же касается возникновения противотечений, то это обстоятель­ ство уже было подробно рассмотрено нами ранее.

Аналогия течения — реки океана — допустима лишь для так на­ зываемых «постоянных» течений, таких как Гольфстрим, Лабрадор­ ское течение, Куросио, Оясио (Курильское) и др. Именно эти и подобные им течения часто рисуются на географических картах в виде относительно узких (сравнительно с их длиной и размерами океана) полосок или лент. Когда Франклин одним из первых нанес на морскую карту главное течение Атлантического океана — Гольф­ стрим, он представил его в виде мощной реки.

Такие течения, так же как и великие реки земного шара, перено­ сят на большие расстояния в несколько сотен и даже тысяч миль огромные массы воды, а вместе с нею тепло или холод, иногда льды и айсберги, различные живые существа, обломки затонувших кораблей и т. д,

все прочие виды течений никак нельзя сравнить с реками. Это

•относится, например, к приливо-отливным течениям, которые в от­ крытом море имеют вращательный характер. В морских узких про­ ливах приливное течение проносится часто как кипящая пенная река, однако с отливом вода с такой же силой устремляется в об­ ратном направлении. Неприменима аналогия с реками и к неустой­ чивым ветровым течениям, прекращающимся, как только утихнет вызвавший их ветер, не относится она также к сгонно-нагонным течениям и многим другим.

Что же роднит «постоянные» течения с реками? Оказывается, что генетического родства между ними нет, а есть лишь чисто

24

внешнее, геометрическое сходство. Так, морские течения, как и ре­ ки, имеют берега: реки — твердые, а течения — жидкие. Как у рек, так и у морских течений берега не являются раз и навсегда ус­ тановившимися. Как река «блуждает» в своей долине, с каждым половодьем прокладывая новое русло, так и течения смещаются влево или вправо от своей оси в зависимости от преобладающих ветров, а также от мощности соседних течений.

Мощные океанические течения так же, как и реки, могут разби­ ваться на рукава и образовывать дельты. Так, Гольфстрим к югу от Ньюфаундлендской банки разбивается на ряд рукавов, образуя дельту: один из рукавов при этом направляется на север к бере­ гам Гренландии, другой — самый мощный — на северо-восток (Се­ веро-Атлантическое течение), третий — на юго-восток. Куросио к востоку от Японии также имеет дельту, но она не так хорошо вы­ ражена, как у Гольфстрима.

В последнее время обнаружилось, что, как и реки, морские те­ чения нередко образуют в океане огромные петли. Чаще всего такие петли-меандры появляются под воздействием длительно дующих ветров одного и того же направления или в результате вклинивания соседнего течения. Со временем образовавшиеся пет­ ли могут полностью отшнуроваться от основного потока и превра­ титься в своего рода «старицы». К разряду «стариц» можно отнес­ ти также отшнуровавшиеся вихри большого масштаба, всегда об­ разующиеся по краям мощных течений.

Общая схема течений Мирового океана

Если посмотреть на карты течений Атлантического и Тихого оке­ анов, то можно легко обнаружить черты большого сходства. А ес­ ли еще сопоставить карты течений с соответствующими картами ветров, то станет очевидной большая роль ветра в формировании течений обоих океанов. Действительно, как в Тихом, так и в Атлан­ тическом океанах в тропической зоне по обеим сторонам эквато­ ра круглый год дуют пассатные ветры: в северном полушарии — северо-восточный пассат, а в южном полушарии — юго-восточный

25

пассат. В соответствии с ветрами в обоих океанах располагаются

ивызванные пассатами Северное іи Южное пассатные течения, на­ правленные с востока на запад. Ранее их часто называли экватори­ альными течениями, однако первое название более употребительно

иболее удачно, так как указывает на происхождение течений. Пас­ сатные течения представляют собой классический пример чисто дрейфовых течений.

Характерной чертой пассатных течений является их огромная ширина и малая толщина (т. е. небольшое проникновение в глуби­ ну). В самом деле, по ширине пассатные течения превосходят все остальные течения Мирового океана: их ширина достигает 1300—

1500 километров, в то время как в глубину они распространяются всего лишь на 100—120 метров от поверхности.

Между Южным и Северным пассатными течениями в обоих океанах хорошо просматривается узкая полоса экваториального противотечения, идущего с запада на восток. Оно располагается на 5—10° (в среднем на 7—8°) северной широты. Летом в этих широ­ тах обычно сходятся пассаты южного и северного полушарий и наблюдается полоса относительного затишья. Зимой линия встречи пассатов и полоса затишья смещаются к югу, ближе к экватору.

Согласно гипотезе советского ученого В. Б. Штокмана, эквато­ риальное противотечение является следствием наличия зоны за­ тишья между пассатами, или, выражаясь точнее, вследствие попе­ речной неравномерности скорости ветра. Штокман теоретически доказал, что в этом случае в зоне, где пассатные ветры обладают значительной силой и постоянством, возникают течения, в основ­ ном направленные по ветру, а в зоне затишья течение идет против ветра, т. е. с запада на восток.

Однако вернемся к пассатным течениям. При подходе к Фи­ липпинским островам Северное пассатное течение отделяет ветвь на север, которая дает начало течению Куросио.

Пройдя Восточно-Китайским морем и выйдя в океан через се­ верные проливы островной цепи Рюкю, Куросио отходит от юговосточной оконечности главного японского острова Хонсю вблизи Токио и под названием сначала Дрейфа Куросио, а затем СевероТихоокеанского течения пересекает Тихий океан на широтах 36—

26

40°. При подходе к берегам Америки Северо-Тихоокеанское тече­ ние разделяется на две ветви — одна из них направляется на юг. Эта ветвь под названием Калифорнийского течения замыкает глав­ ный круговорот вод в северной части Тихого океана. Таким обра­ зом, отдельными звеньями круговорота служат Северное пассат­ ное течение, Куросио, Северо-Тихоокеанское и Калифорнийское те­ чения. В пределах этого круговорота вода движется по часовой стрелке.

Другая ветвь Северо-Тихоокеанского течения (Аляскинское те­ чение) следует на север, огибает берег Аляскинского залива и да­ лее направляется на запад вдоль Алеутских островов. Так образу­ ется между 40 и 52° северной широты второй замкнутый кругово­ рот вод, направленный против часовой стрелки. Западным звеном этого круговорота служит Курильское течение, идущее на юг вдоль Курильской гряды.

В южном полушарии также существует большой круговорот вод. Его звеньями являются Южное пассатное течение на севере, а на востоке океана — Перуанское течение, идущее на север вдоль бе­ регов Южной Америки. Западным звеном служит следующее в юж­ ном направлении Восточно-Австралийское течение, а южным зве­ ном— так называемое течение Западных Ветров, опоясывающее по широте 40—55° весь земной шар. Движение вод в круговороте южного полушария происходит против часовой стрелки. Аналога малого круговорота, который наблюдается на севере океана, в южном полушарии нет. Причина заключается в малой вытянутости Тихого океана в меридиональном направлении в южном полуша­ рии.

Такова схема течений Тихого океана. Нет никакой возможности описать все входящие в эту схему отдельные течения хотя бы в самых общих чертах. Несколько позже мы расскажем о наиболее интересных из них. А сейчас перейдем к рассмотрению системы течений Атлантического океана.

27

Так же, как и в Тихом океане, в Северной Атлантике существуют два обширных круговорота вод. Звеньями главного круговорота в Атлантике служат Северное пассатное течение, Гольфстрим, Севе­ ро-Атлантическое и Канарское течения. Малый северный кругово­ рот, направленный против часовой стрелки, образуют течения: Се­ веро-Атлантическое, Восточно-Гренландское и Лабрадорское.

Почти полным аналогом Куросио в Атлантике является Гольф­

ют здесь 4—5 и более узлов (7,5—9 км в час). Как Гольфстрим в районе к югу от Большой Ньюфаундлендской банки отклоняется вправо и пересекает Атлантический океан, так и Куросио от мыса Нодзима уходит в океан и пересекает его приблизительно по парал­ лели 40°. Гольфстрим отжимается от Америки холодным Лабра­ дорским течением, а Куросио холодным Курильским течением отжи­ мается от берегов островов Хоккайдо и Хонсю.

Оба течения теплые и проникают глубоко в толщу океана. Ниж­ няя граница «корытообразного» профиля обоих течений находится на глубине 800—1000 метров.

Однако на этом и кончается аналогия между этими двумя мощ­ ными течениями обоих океанов. Наиболее характерной отличитель­

ромные количества тепла. Действительно, основная ветвь СевероАтлантического течения, идущая на северо-восток вдоль берегов Великобритании и Норвегии, входит в пределы Баренцева моря (Нордкапское течение) и в Полярный бассейн (Шпицбергенское те­ чение). Ничего подобного в Тихом океане нет. Большое количество теплых вод Куросио теряется в пределах малого круговорота вод. Некоторые ученые оспаривают даже проникновение ветви Куро-

28

ное пассатное течение, идущее с востока на запад и пересекающее

на юг в виде Мадагаскарского и Мозамбикского течения, которые и представляют западное звено большого круговорота. Южным зве­ ном является течение Западных Ветров, а восточным — ЗападноАвстралийское течение, наиболее хорошо выраженное в декабре—■ феврале, т. е. летом южного полушария.

В северной части Индийского океана течения каждые полгода меняют свое направление на обратное, соответственно смене мус­ сонов, которые нигде еще в мире не обладают такой устойчивостью и правильностью, как здесь. Зимой, в период северо-восточного муссона, течение направляется. с востока на запад.

Зимою между муссонным течением, направленным на запад, и южным пассатным течением, имеющим точно такое же направле­ ние, наблюдается хорошо выраженное экваториальное противоте­

ствует юго-западный муссон, муссонное течение следует преиму­ щественно с запада на восток. В этот сезон года экваториального противотечения не существует.

Таким образом, по характеру течений Индийский океан разде­ ляется на две совершенно различные части: южную и северную. Граница между этими частями лежит на параллели 10° ю._ ш. Систе­ ма течений в южной части океана имеет большое сходство с си­ стемами Тихого и Атлантического океанов, северная же часть оке­ ана в отношении течений не имеет аналогов в других океанах.

Достоверную схему течений и дрейфа льдов Северного Ледо­ витого океана удалось установить после дрейфов «Фрама», «Се­ дова», советских станций «Северный полюс», а также в результа­ те советских и американских наблюдений за дрейфующими «ледя­ ными островами».

30