23 Билет

1. Тропические циклоны - сравнительно небольшие по размерам атмосферные вихри с низким давлением и ветрами ураганной силы, образующими круговорот против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой в южном с небольшим отклонением к центру. Отклоняющая сила вращения Земли в низких широтах невелика, поэтому большие градиенты давления, которые смещают воздух в центр низкого давления, уравновешиваются направленной от центра наружу центробежной силой, возникающей при вращении по малому кругу. Это одно из самых грозных явлений природы. Диаметр тропического циклона бывает менее 200 км и не более 1000 км. Он возникает внезапно, сопровождается ураганным ветром и проливным дождем с прояснением в центре (“глаз бури”), резкими переходами ветра на противоположные направления, в океане - громадными волнами и повышением уровня моря у берега.

Тропические циклоны образуются между 8⁰ и 20⁰ широты и перемещаются к западу. Ближе к экватору они не могут образоваться из-за низкого значения силы Кориолиса. Обычный путь следования имеет форму параболы, опоясывающей с западной стороны квазистационарную область высокого давления. Место, где тропический циклон поворачивает с запада на восток, называется “точкой поворота”. Скорость тропического циклона меньше, чем у обычных циклонов, и достигает лишь 15 узлов, но после поворота на северо-восток она увеличивается до 20-25 узлов и более. Ряд таких циклонов имеют более сложную, иногда петлеобразную траекторию. Они ослабевают при выходе на сушу и в высокие широты и усиливаются при прохождении над морскими акваториями с повышенной температурой. Тропические циклоны фронтальной структуры не имеют.

Ураганы (в Тихом океане - тайфуны) образуются в западных тропических частях океанов в течение лета и начале осени, когда температура воды максимальна. При этом еще необходимо наличие мощного слоя влажного неустойчивого экваториального воздуха. Источником их энергии является скрытая теплота конденсации водяного пара в поднимающихся потоках воздуха. Зоны с максимальной температурой воды являются самыми благоприятными районами для таких процессов. В южной части Атлантического океана тропические циклоны не образуются.

Признаки приближения тропического циклона:

1. резкое и правильное падение давления (если исправленный отсчет барометра окажется на 5 мб ниже нормального, значит тропический циклон не далее 200 миль);

2. заметное изменение скорости и направления ветра;

3. очень знойный и душный день с хорошей видимостью;

4. дождь;

5. появление зыби;

6. сильные осадки на расстоянии до 30 миль (обнаруживаемые по радиолокатору).

При обнаружении тропического циклона каждый капитан обязан немедленно оповестить по радио другие суда.

2. Приливные течения бывают: суточные, которые характеризуются одним максимальным приливным и одним максимальным отливным течением; полусуточные, характеризующиеся дважды повторяющимися за время лунных суток максимальными приливными и максимальными отливными течениями; истинные приливо-отливные течения смешанного типа, которые имеют дважды в сутки максимальное отливное течение. Однако скорость максимального приливоотливного течения, первого за время суток, существенно отличается от скорости вторичного максимального приливоотливного течения.

Наибольшие скорости приливоотливных течений наблюдаются у побережий и в узкостях. Приливные течения максимальны в полную воду, отливные - в малую. Однако, на малых глубинах у берега ось вертикальной орбиты движения частиц воды, занимает положение, параллельное уклону дна, вследствие чего смена течений происходит в моменты, близкие к полной и малой воде. Максимальные скорости приливоотливных течений приходятся на моменты среднего уровня.

Мелководье влияет также на скорость приливоотливных течений. В этом случае определить скорость течений можно по формуле

где А - величина прилива, Н - глубина места, знак (+) относится к полной, а (-) - к малой воде.

Из этой формулы следует, что скорость приливного течения на мелководье меньше скорости отливного течения.

Очертания берегов оказывают большое влияние на характер движения приливоотливных течений. В узких длинных проливах и заливах наблюдаются реверсивные приливо-отливные течения. При реверсивных течениях полусуточного типа в продолжении примерно 6 часов наблюдается почти постоянное направление, причем первые три часа скорость течения постепенно нарастает, затем последние три часа убывает. В конце шестого часа возрастает, а затем постепенно уменьшается. Таким образом, наиболее характерный признак реверсивного приливоотливного течения - это отсутствие постепенной смены направления течений.

Для открытого моря и средних частей достаточно широких приливов и заливов характерны вращательные приливо-отливные течения (Рис.11). Направления таких течений постепенно изменяются за время прилива, а часовые скорости незначительно отличаются друг от друга. Таким образом, при вращательном характере приливоотливного течения нет ярко выраженной смены направления течения.

3. Температура наибольшей плотности пресной воды равняется 4⁰С, поэтому в пресных водоемах вода с температурой, превышающей это значение, занимает верхние слои, а при более низкой - также поднимается при термической конвекции вверх. Таким образом, зимой в покрытых льдом озерах и прудах сохраняется глубинная вода с температурой 4⁰, что обеспечивает существование в них живых организмов.

С увеличением солености точка замерзания воды понижается и достигает примерно -2⁰. Далее точка наибольшей плотности становится ниже точки замерзания и поэтому вода с температурой ниже -2⁰ в море не встречается. Кривые этих двух зависимостей пересекаются в точке с температурой -1,332⁰ и соленостью 24,695⁰/₀₀ (Табл 2).

Соленость ( S%_o ), температура наибольшей плотности (t_ ), температура

Замерзания ( t_f ) и плотность воды (  ).

Таблица 2

S%o	t	tf	
0	3,95	0,00	1,00000
5	2,93	-0,27	415
10	1,86	-0,53	818
15	0,77	-0,80	1213
20	-0,31	-1,07	1607
24,695	-1,332	-1,332	1,019852
25	-1,40	-1,35	2001
30	-2,47	-1,63	2415
35	-3,52	-1,91	2822
40	-4,54	-2,20	3232

Вода с соленостью меньше этой величины имеет температуру наибольшей плотности выше температуры замерзания и в этом смысле сходна с пресной водой. При солености выше 24,695⁰/₀₀ соотношение температур обратное. По предложению Н.М. Книповича, два типа вод называются соответственно солоноватыми и морскими.

Поэтому различаются и процессы льдообразования. В пресной воде тепловая конвекция кончается при 4⁰, после чего выхоложенные и более легкие воды на поверхности замерзают при 0⁰. В морской воде конвективное перемешивание не прекращается вплоть до достижения температуры замерзания. Понятно, что температура наибольшей плотности в этом случае не может быть достигнута, так как вода не охлаждается ниже температуры замерзания. При весеннем таянии плотность поверхностного слоя сразу же понижается, что затрудняет его перемешивание со слоями, лежащими глубже. Значительная толща промежуточных вод в бореальных морях (Охотское, Черное и др.) сохраняет летом низкие температуры.

Образование первичных форм льда в море начинается с появления тонких ледяных игл-кристаллов. Рост их первоначально происходит по горизонтали, увеличивая площадь первичного льда, затем начинается рост кристаллов в вертикальном направлении. Соли, растворенные в морской воде, располагаются в промежутках между кристаллами. Постепенно солевой рассол стекает вниз, благодаря чему лед уменьшает свою соленость и может стать совсем пресным. В море лед может образовываться в глубинных слоях или у дна, а затем всплывать.

Наиболее благоприятными условиями для начала льдообразования являются: спокойное море, тонкий поверхностный распресненный слой воды, большая отдача тепла водой в атмосферу и, наконец, выпадение на поверхность моря твердых осадков в виде снега или снежной крупы. При начале ледообразования у берегов возникает неподвижный лед-припай, который в первые дни существования взламывается течениями, сгонно-нагонными ветрами и сильным волнением. С увеличением его толщины случаи взлома становятся реже