10.15. Течії в океанах і морях

Течія– поступальний рух часток води з одного місця океану чи моря в інше.

1. Класифікація течій за походженням:

Густинні течії– течії, що зумовлені нерівномірним горизонтальним розподілом густини води по горизонталі.

Фрикційні(вітрові й дрейфові) течії – течії, спричинені силою тертя рухомого повітря. Прикладом дрейфових течій є пасатні, Північноатлантична, течія Західних Вітрів.

Теорія дрейфових течій була розроблена Екманом, який для спрощення приймав океан безмежним, глибини нескінченно великими, а вітер, що діє на поверхню моря – постійним. В результаті Екман дійшов висновку, що поверхнева течія відхиляється від напрямку вітру на 45° вправо в північній півкулі, а в південній – вліво (рис. 38). Причому це відхилення не залежить ані від швидкості вітру і течії, ані від географічної широти.

Рис. 38. Схема структури вітрової течії (за В. Екманом)

На глибині система течій відрізняється від поверхневої. На глибині кількох сотень метрів спостерігаються протитечії, спрямовані в протилежний бік від поверхневих течій; швидкість течій дуже уповільнюється і становить лише 4 % швидкості поверхневої течії.

Припливно-відпливні течії– течії, зумовлені дією періодичних припливноутворючих сил Місяця і Сонця.

Згінно-нагінні– течії, що викликані похилом поверхні моря в результаті дії вітру.

Бароградієнтні течії, пов’язані з похилом рівня моря, зумовленого змінами в розподілі атмосферного тиску.

Стокові течії– течії, що утворюються за рахунок підвищення рівня в прибережних ділянках у результаті річкового стоку або значних опадів (Флоридська течія). Окрім того, стокову течію може викликати вітер у зв’язку зі згоном або нагоном води у прибережних районах.

2. Класифікація течій за стійкістю:

• Постійні течіїмало змінюють швидкість і напрямок протягом року

або сезону (пасатні течії, Гольфстрім, Куро-Сіо тощо).

• Періодичні течії– це течії, що повторюються через однакові про

міжки часу в певній послідовності (припливно-відпливні).

• Тимчасові течії– течії, що виникають внаслідок неперіодичної взає

модії зовнішніх сил, насамперед вітру.

3. Класифікація течій за глибиною розміщення:

• Поверхневі течії– це течії, які поширюються на глибину до 100 м.

• Глибинні течії– течії, які зустрічаються на різних глибинах від

поверхні моря.

– Придонні течії– течії, що поширені в шарі, прилеглому до дна.

4. За характером рухувиділяютьпрямолінійні і криволінійні течії, які поділяються нациклонічні й антициклонічні.

5. За фізико-хімічними властивостями розрізняють теплі й холодні, солоні й розпріснені течії.

Загальна схема течій в Світовому океан

Загальна схема течій у Світовому океані формується, головним чином, під впливом складних процесів взаємодії океану та атмосфери (рис. 39). Сучасні уявлення про океанічні течії сформувалися на підставі багатьох вимірювань під час тривалих спостережень. Загальна схема течій у Світовому океані приблизно відповідає циркуляції нижніх шарів атмосфери. Уся система поверхневих течій — це закономірна зміна кругообігів. Ця схема характеризується наявністю антициклонічного (у низьких широтах) та циклонічного (який у північних полярних областях знову змінюється на антициклонічний) кругообігів у північній та південній півкулях, і що змінюють один одного за годинниковою та проти годинникової стрілки.

У тропічній зоні, де переважають стійкі пасати, виникають потужні пасатні течії західного напрямку. Зустрічаючи на своєму шляху східні береги материків, вони роздвоюються; менша частина води повертає до екватора, а більша — до полюсів. На сорокових широтах в обох півкулях під впливом західних вітрів і сили Коріоліса ці течії повертають на схід. Поблизу західних берегів материків вони також роздвоюються; частина води спрямовується до екватора, замикаючи коло тропічної циркуляції, частина течії повертає в північній півкулі до полюса, даючи початок самостійним циркуляціям помірних широт. У південній півкулі між 40 та 55° південної широти, де немає суходолу, під впливом західних вітрів води рухаються лише на схід, утворюючи три струмені течії Західних Вітрів (Антарктичної Циркумполярної). Це Прибережна Антарктична, південний струмінь Антарктичної Циркумполярної та сама Антарктична Циркумполярна.

В екваторіальній зоні, крім суто поверхневих, існує система східних підповерхневих течій, яка складається з трьох струменів: серединної найпотужнішої екваторіальної течії і двох симетричних – в північній та південній півкулях. В природі не існує течій одного походження, це є комплексний потік, який формується під впливом кількох сил.

Між течіями пасатних зонвиникають протитечії, спрямовані на схід. Вони виникають у результаті нерівномірності розподілу вітру, який зароджується в тропічній зоні, а також різниці густини води та зміни рівнів води у західній і східній частинах океанів (наприклад, Міжпасатна протитечія). Разом з пасатними течіями ці протитечії утворюють приекваторіальні кру-

гообіги.

Рис. 39. Найважливіші поверхневі течії і макроциркуляційні системи у Світовому океані (за В. М. Степановим)

У помірних широтах (між 45º та 65º)північної частини Атлантичного та Тихого океанів течії утворюють кільця циркуляції проти годинникової стрілки, але вони не є стійкими. Винятком є течії, які утворилися в результаті існування постійного нахилу рівня моря від екватора до полюсів (наприклад, Північноатлантична).

У полярних широтахпро характер течій на поверхні можна судити на основі дрейфу льоду, що вкриває басейн Північного Льодовитого океану в північній півкулі і примикає до материка Антарктиди в південній. У Північному Льодовитому океані загальний рух води відбувається проти годинникової стрілки. В океан у вигляді Шпіцбергенської течії заходять атлантичні води. Внаслідок більшої щільності вони занурюються на глибину і рухаються на схід вздовж материкового схилу, проникаючи по глибоких жолобах у моря Північного Льодовитого океану.

У приантарктичних водах трьох океанів в напрямі з заходу на схід проходить течія Західних вітрів, викликана постійними західними вітрами. Крім великих, в океані існують вихори менших розмірів, від 100 до 400 км у поперечнику. Такі мезоциркуляційні системи відкриті у 1970 р. і названі синоптичними вихорами. Вони охоплюють значну товщу води, період їх існування від кількох місяців до 5 років.

За останні роки в океані виявлені потужні завихрення, подібні до атмосферних циклонів і антициклонів. Але океанські вихори на 1–8 порядки менші за атмосферні. Основним механізмом їх утворення є гідродинамічна нестійкість океанських течій, яка за певних умов досягає стадії утворення замкнутих вихрових циркуляцій вод середніх масштабів, нестаціонарних в просторі й часі. Сприятливими умовами є горизонтальна неоднорідність щільності води і швидкості течій, вплив атмосфери. Основними є фронтальні завихрення. Фронти в океанах – це межі між водами з різною температурою і солоністю. Поступово виникає потужний вихор з ядром, де чітко виражені аномальні властивості вод, та кільцем, що оточує ядро, з наявними максимальними градієнтами. Це так званий ринг, розміри якого в середньому становлять 100–200 км, аномалії температур досягають 10-14 °С солоності –1 ‰ і більше. Спостерігаються фронтальні вихори і більших розмірів (300–400 км), але меншої інтенсивності. Ринги часто рухаються складними траєкторіями зі швидкістю кілька кілометрів за добу. Коли зникають аномальні властивості вод, ринги розмиваються. Час їх існування - від кількох місяців до 2 років. Ринги бувають циклональні та антициклональні. У циклональних рингах відбувається спливання глибинних вод, а в антициклональних — поринання поверхневих вод. Ринги простежені в течіях Гольфстрім, Куросіо, Антарктичній, Бразильській, Східно-Австралійській в Мексиканській затоці, Середземному, Чорному морях та ін.

Вважають, що саме в синоптичних вихорах сконцентровано не менше 90 % кінетичної енергії океану.

Реально циркуляція водних мас Світового океану є набагато складнішою. Течії вигинаються, утворюючи гігантські меандри, поділяються на окремі струмені, ускладнюються вихорами і навіть змінюють напрямок руху на протилежний.

Завдяки дослідженням установлено, що під Південною Пасатною течією Тихого океану на схід рухається вузький і швидкий потік течії Кромвеля. Вона простягається від району Нової Гвінеї до Галапагоських островів на 15000 км. Під Південною Пасатною течією в Атлантичному океані діє течія Ломоносова протяжністю 5000 км, а в Індійському океані – у смузі між 2° пд. ш. і 2° пн. ш. уздовж екватора на схід прямує течія Тарєєва.

Основні течії Світового океану подані в табл. 10.9.

Таблиця 10.9

Основні течії Світового океану

Назва	Температурна градація	Середня швидкість, см/с
Тихий океан
1.Алеутська	Нейтральна	15
2.Аляскінська	Тепла	15
3.Антарктична циркумполярна	Нейтральна	25–75
4.Східно-Австралійська	Тепла	20
5.Каліфорнійська	Холодна	12
6.Курило-Камчатська	Холодна	25
7.Куросіо	Тепла	35
8.Міжпасатна (екваторіальна) протитечія	Нейтральна	50–130
9.Перуанська	Холодна	10
10.Північна пасатна	Нейтральна	80
11.Північно-Тихоокеанська	Нейтральна	35
12.Ель-Нініо	Тепла	-
13.Південа пасатна	Нейтральна	95
14.Південно-Тихоокеанська	Нейтральна	5
Атлантичний океан
1.Антарктична циркумполярна	Нейтральна	25–75
2.Міжпасатна протитечія	Нейтральна	75
3.Північна пасатна	Нейтральна	25
4.Південна пасатна	Нейтральна	95
5.Бразильська	Тепла	25
6.Гвіанська	Тепла	-
7.Гольфстрім	Тепла	75
8.Ірмінгера	Тепла	-
9.Канарська	Холодна	50
10.Лабрадорська	Холодна	75
11.Північно-Атлантична	Тепла	50
12.Фолклендська	Холодна	-
13.Південно-Атлантична	Нейтральна	65
Індійський океан
1. Антарктична циркумполярна	Нейтральна	25–75
2.Міжпасатна протитечія	Нейтральна	-
3.Південна пасатна	Нейтральна	-
4.Ангульяська	Тепла	70
5.Західно-Австралійська	Холодна	-
6.Мусона	Нейтральна	-
7.Сомалійська	Нейтральна	-
Північний Льодовий океан
1.Східно-Гренландська	Холодна	50
2.Західно-Гренландська	Тепла	-
3.Західно-Шпіцбергенська	Тепла	-
4.Норвезька	Тепла	-