Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Монин А.С. Изменчивость мирового океана

.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.4 Mб
Скачать

В течение лета юго-западный муссон формирует интенсивное Со­ малийское течение, идущее вдоль африканского берега (см. рис. 9.11) к северу (скорости ~3,5 м/с). Интересно, что в формирова-

а)

 

Д

о

л

г

о

 

б)

т

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

20

30

40

50

60

70°

0

10

20

30

40

50

60

70°

Д

о

л г

 

ото.

 

10

20

30

40

50

60

70

Рис. 9.7. Осредненная по глу­ бине горизонтальная циркуля­ ция для трех форм бассейнов (по Гиллу и Брайену [44]).

Значения расходов

указаны в без­

размерной

форме.

а — пролив

закрыт;

б — пролив

полностью

открыт;

 

в — пролив от­

крыт наполовину.

нии этого течения существенную роль играет подъем вод вдоль африканского берега, вызванный юго-западным муссоном, и обус­ ловленное этим подъемом прибрежное «похолодание». Этот эффект усиливает перпендикулярный берегу градиент давления, что

240

Рис. 9.8. Линии тока интегральной циркуляции в Мироводг

океане с реальным рельефом диа для декабря (по Кагану

и др.

[34]).

Для определения расхода воды (в см3 /с) между соседними изолиниями разность указанных на них значений следует умножить на 6,37 • 1012.

30 60 90120 150

ISO 120 90 60

60 30 0 30

Рис. 9.9. Линии тока интегральной циркуляции для июля (по Кагану и др. [34]).

Пояснения см. в подписи к рис. 9.8.

Рис.

9.10. Значения

на

поверхности

Индийского океана: касательного

напряжения

ветра

(а),

осредненного

по пятиградусным квадратам и по

трем

летним

месяцам

(слева) и трем

зимним

(справа),

температуры

(б),

осредненной

для

лета

(слева)

и

зимы

(справа),

и солености

(в)

 

 

 

 

 

(по

Коксу [43]).

 

 

 

16*

и приводит в силу условия геострофичности к интенсивному вдольбереговому течению. Оценки Кокса показывают, что этот бароклинный эффект является определяющим к северу от 3° с. ш. (основная зона формирования Сомалийского течения); к югу от 3° с. ш. пре­ обладает баротропный механизм («прижатие» океанского кругово­ рота к западному берегу из-за Р-эффекта) (рис. 9.11, 9.13, 9.14).

Осенью юго-западный муссон ослабевает и меняет свое направ­ ление на обратное. Сомалийское течение также ослабевает

\Г71

 

Г/77Г/7Г/77Г/77/Т7Г/77/

'

I

'

1

I

1

1—

 

 

 

 

 

 

 

У/7 Г/7

Г/7 Г/7/7

1

Г/7/777777/

40

50 60

70

80

90

100 °

40 50

_)

 

1

 

1—

60

 

70 80

 

90

100'

 

 

 

'10

 

 

•0-20

 

 

•20-40 см/с

Рис. 9.11. Схематическая картина наблюденных поверхностных течений

—-в

августе,

б — в феврале)

и

соответствующих

течений,

рассчитан-

ных по модели

(осредненных по

верхнему 50-метровому

 

слою) (в —

в августе, г—-в феврале). Расчет выполнен с учетом реального

рельефа

 

 

 

 

дна (по Коксу [43]).

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 9.11, 9.14)

и

интенсивные

течения

смещаются

к

югу. Это

в значительной степени

связано

 

с тем, что из-за изменения зимой

направления муссона прибрежный подъем вод сменяется более сла­ бым прибрежным опусканием вод, что приводит к уменьшению перпендикулярного берегу градиента давления. Обусловленные ветром сезонные колебания Сомалийского течения отчетливо видны на рис. 9.15. Фазовый сдвиг между колебаниями скорости течения и ветром очень мал (порядка 2 недель). Сезонные колебания тем­ пературного поля, в значительной степени обусловливающие се­ зонные колебания Сомалийского течения, уподобляются Коксом

244

Рис. 9.12. Рассчитанные поля

температуры (/) и солености (//)

для зимы

(по Коксу [43]).

Положение разрезов указано внизу. Расчет выполнен с учетом реального рельефа дна.

Расстояние от бер

О

200

400

0

200

400

0

200

400

600км р 200 400 0 200 Шкм

М

Рис.

9.13. Вертикальная

скорость w • 105

м/с (а), температура Т (б)

и соленость s

(в), осредиенные за лето в преде­

лах

областей, указанных

на вставке; « + » — расположение слоев

по

вертикали.

Справа указаны наблюденные поля

 

 

температуры

и солености для августа

(по Уоррену и др. [56]).

Расчет выполнен с учетом реального рельефа дна. Рисунок заимствован из работы Кокса [43]).

4

Расстояние

от

берега

100 200

300 WO S00 600

0 100

200 300 ЪОО 500 км

500

L.600

<-600

Рис. 9.14. Параллельные берегу (слева) и перпендикулярные берегу (справа) компоненты скорости Сомалийского течения (по Коксу [43]).

а — среднее за лето, б — среднее за зиму.

Значения

рассчитаны по модели

с реальным рельефом дна;

скорости

в см/с.

некоторому осциллятору: генерация колебаний обусловлена подъе­ мом вод, а демпфирование осуществляется горизонтальной адвек­ цией и перемешиванием.

Рассмотрим теперь кратко эксперимент Везеральда и Манабе [48], осуществленный при помощи модели океан—атмосфера Брайена и Манабе. Приняв стационарное состояние океан—атмосфера, рассчитанное Брайеном [39], за начальное, Везеральд и Манабе провели интегрирование на 1,5 года, допуская сезонные изменения

Ь4дин/см

2

притока

солнечной

радиа-

Я О г и г

ц и и _

Н а

р и с _ g 1 6

у

к а з а

н ы

 

. 62см/с

 

 

 

 

 

 

 

 

- 148см/с

сезонные

 

колебания

темпе­

 

 

ратуры

океана

на

разных

 

 

широтах

и глубинах

(25,

50,

 

 

100, 300

м).

 

 

 

 

 

 

Широта

60°:

амплитуда

 

 

колебаний

температуры

за­

тухает с глубиной; на глуби­ не 300 м колебания практи­

 

 

 

 

чески

уже

отсутствуют.

 

 

 

 

Здесь существенную

роль

 

 

 

 

играют

перемешивание

и

 

 

 

 

конвекция.

Очень

интерес­

 

 

 

 

но,

что

средняя

сезонная

 

 

 

 

температура

на

поверхности

Рис. 9.15. Сравнение временного

хода

будет

значительно

выше

средней

годовой

 

температу­

касательного напряжения ветра (1), ис­

ры, полученной

путем

реше­

пользованного в модели, осредненной по

первому разностному слою скорости те­

ния

стационарной

задачи

со

чения (2) и наблюденной скорости тече­

средним

годовым

притоком

ния (<?) (по Коксу

[43]).

 

 

солнечной

радиации.

Этот

Все величины — компоненты

вдоль

Сомалий­

нелинейный

эффект

цели­

ского берега, осредненные по области / ука­

занной на вставке рис. 9.13.

 

 

ком

обусловлен

мелкомас­

 

 

 

 

штабной

конвекцией и пере­

мешиванием. Действительно,

в

период охлаждения

поверхности

океана (осень—зима) из-за конвективного перемешивания верхнего слоя температура на поверхности океана будет выше по сравнению со случаем отсутствия конвекции. Аналогично весной и летом по­ верхностные слои должны иметь более высокую, чем средняя годо­ вая, температуру.

Широта 31°: здесь амплитуда колебаний температуры

затухает

более резко, чем

в высоких широтах, поскольку конвекция прони­

кает на меньшую

глубину. Естественно, что

описанный

эффект

среднего сезонного потепления поверхностных вод здесь

выражен

не так сильно.

 

 

 

Широта 3°: здесь доминируют адвективные

процессы

(подъемы

и опускания вод, обусловленные ветром); перемешивание и кон­ векция играют второстепенную роль. Вероятно, с этим связан тот факт, что амплитуды колебаний температуры мало меняются с глу­ биной. Интересно, что средняя сезонная температура на поверхности

248

Л XI XII I

II III IV V VI VII VIIIIX X XI XII I

1962

1963

Рис. 9.16. Изменения во времени зонально осредненной температуры для различных глубин для обоих полушарий на широтах 60° (а), 31° (б), 3° (в) (по Везеральду и Манабе [48]).

Средние значения для северного полушария изображены сплошными линиями, а для южного полушария — пунк­ тирными. Цифры указывают глубины.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ