какие движения морских и океанических вод возникают в результате трения ветра о водную поверхность

Движения морской воды

Рассмотрим важнейшие движения морских вод:

1) волновые движения (в том числе цунами, приливы и отливы),

Волновые движения представляют собой перемещения частиц воды по замкнутым или почти замкнутым круговым орбитам в вертикальной плоскости параллельно направлению ветра в некотором слое водной массы. По происхождению волны делят на волны трения (фрикционные или ветровые), приливы, анемобарические (например, сейши), цунами, корабельные. Кроме того, различают поверхностные волны, возникающие на поверхности и в приповерхностном слое моря, и внутренние, проявляющиеся на некоторой глубине и незаметные на поверхности. Существуют также поступательные и стоячие волны; короткие (длина волны меньше глубины моря); коротко- и длиннопериодные.

В любой волне можно выделить следующие элементы:

Гребень – наивысшая точка волнового профиля.

Подошва – самая низшая точка волнового профиля.

Фронт волны – линия, проходящая вдоль гребня волны. перпендикулярная к направлению перемещения волн.

Высота волны Н – расстояние по вертикали от наивысшей до ближайшей наинизшей точки волнового профиля (обычно в океане высота волны 1-3 м, однако известны ветровые волны до 30 м).

Длина волны L – горизонтальное расстояние между двумя последовательно расположенными наинизшими или двумя наивысшими точками по фронту волны (протяженность гребня волны в направлении ее фронта).

Крутизна волны А – отношение высоты волны к ее полудлине, на практике часто берут просто отношение высоты к длине; в этом случае крутизна будет вдвое меньше принятого в научной литературе.

Перечисленные элементы относятся к геометрическим характеристикам. Выделяются также кинематические характеристики:

— скорость волны с, равную расстоянию, пробегаемому гребнем за единицу времени;

— период волны λ – время, за которое волна проходит путь равный ее длине.

Дадим характеристику пяти генетическим типам волн.

1. Волны трения (ветровые волны) обязаны своим происхождением ветру. Длина и высота волны зависит от силы ветра: при силе ветра в 4 балла высота волны составляет 2,1 м, при 10 баллах – 10,2 м. Увеличивается и средняя длина волн от 51 м до 195 м. При сильных штормах высота волны может достигать 15 – 18 м. Морские волны, подходя к берегу захватывают всю толщу воды на мелководье и вместо круговой формы, характерной для открытого моря, приобретают эллипсоидальную. Это происходит оттого, что у подошвы вода движется медленнее, чем на гребне, колебательное движение воды сменяется поступательным. Скорость и длина волны уменьшаются, но значительно возрастает высота и крутизна, особенно ее переднего склона. В результате волна опрокидывается и возникает прибой. Разрушение волн происходит на глубинах, соответствующих одной или полуторной (иногда двойной) высоте волны. У крутых берегов волны предварительно не разрушаются, а разрушаются только у берега, образуются мощные всплески.

2. Приливы и отливы – периодические колебания уровня Мирового океана, вызываемые притяжением Луны и Солнца. При этом основное воздействие оказывает Луна, меньше Солнце. Амплитуда прилива отмечается расстоянием между уровнем малой и полной воды. По периоду колебания приливные волны разделяются на полусуточные и суточные. Наивысшей величины приливы достигают при новолунии и полнолунии (2 раза в месяц), когда Земля, Луна и Солнце находятся на одной линии (сизигия – от греч.syzygia –соединения, пара – общее название двух фаз Луны: полнолуния и новолуния).

Наименьшая величина приливов бывает в квадратуре

Высота приливов в открытом море около 1 метра, но значительно возрастает в области шельфа – до 18 м. Приливно-отливные движения охватывают всю толщу воды и поэтому являются мощным динамическим фактором в перемещении осадочного материала.

3. Сейши – особый вид волн, возникающих в замкнутых или частично замкнутых бассейнах (озера, заливы). Напоминают колебания воды в ванне или кастрюле. Это так называемые стоячие волны. Классический пример их – колеблющаяся струна. Причина возникновения сейши – изменение атмосферного давления, вызванного, например, прохождением циклона.

5. Корабельные волны вызываются движением корабля. Они бывают косые (расходящиеся) и поперечные. Первые образуют угол 18-20 о с направлением движения судна, фронт вторых волн перпендикулярен направлению движения корабля. При образовании таких волн судно теряет скорость, причем величина потерь возрастает с увеличением скорости.

6. Штормовые нагоны возникают при устойчивых сильных ветрах, дующих продолжительное время в сторону суши, Высота нагонных волн достигает 6 м. Со штормовыми нагонами связаны наводнения в Санкт-Петербурге.

Течения Мирового океана

Течения – горизонтальные перемещения огромных океанских масс. Различают постоянные и периодические течения; первые возникают, в основном, за счет неравномерного прогрева океанских вод и действую постоянно, вторые – в результате действия меняющихся ветров и носят периодический характер.

Постоянные течения классифицируются на:

Все Все главнейшие течения Мирового океана являются фрикционными или дрейфовыми. Причинами их возникновения являются: перепад температур, господствующие ветры (пассаты – постоянно дующие ветры, муссоны – периодически меняющие свое направление в зависимости от времени года, зимой с суши на море, летом – наоборот), силы Кариолиса (силы вращения Земли)

Стоковые течения возникают в результате накопления воды при обильном выпадении атмосферных осадков, таянии льдов или нагонном действии ветра.

Плотностные течения обусловлены неравномерным распределением температуры и солености воды и, следовательно, плотности по горизонтали.

Скорость течений от 15-50 до 150-200 см/сек, ширина течений может достигать до 1000 км, глубина до 1000-1300 м.

Рассмотренные течения относятся к поверхностным, кроме них различают промежуточные (подповерхностные) – до глубины 1 км, глубинные (придонные) – до гл. 6 км и донные течения.

Наименее изучены глубинные течения, в движение вовлечен слой воды толщиной почти 60 см со скоростью 28 см/с.

Глубинные течения обычно направлены в противоположные стороны по отношению к поверхностным. Возникают противотечения – мощные движения глубинных вод, направленные в обратную сторону. Существует представление о том, что массы морской воды находятся в состоянии конвективного движения, при этом источник подогрева находится в верхних слоях океана, им является солнечное тепло. В тех местах, где происходит опускание масс воды, могут образовываться обширные водовороты. В местах подъема и выхода на поверхность холодных возвратных потоков возникает апвеллинг (от англ. Up-наверх, well- хлынуть). Скорость такого восходящего потока всего несколько метров в месяц (у побережья Калифорнии 20 м в месяц). Обычно они возникают в дивергентных зонах морей и океанов. Зона дивергенции – зона расхождения течений, зона конвергенции – зона схождения течений, что сопровождается погружением вод на глубину – это зона пустыни в океанах, в отличие от апвеллинга – это зона оазиса в океане – наиболее густо заселенная морскими организмами и растениями область Мирового океана, поскольку поднимающиеся из глубин холодные воды богаты биогенными элементами.

Источник

Течения Мирового океана: зачем они нужны и как работают

Воды Мирового океана не стоят на месте, они находятся в постоянном движении. Их перемещение подчинено закономерностям, образующим океанические течения. В этой статье мы расскажем, почему они возникают, чем различаются и что случилось бы, если бы их не было.

#E8F6E8Как реки текут по своему руслу, так и течения в океане движутся по своим маршрутам. Многие из них простираются на десятки километров в ширину и сотни метров в глубину.

Океаническое течение — это поток водной массы, циклично перемещающийся в пространстве Мирового океана по определённым маршрутам с определённой частотой.

Причины возникновения океанических течений

Причины образования океанических течений обусловлены сторонними влияниями на океанические воды, а также свойствами самой воды. К ним относятся:

Вращение Земли вокруг своей оси также оказывает воздействие на направления течений: в Северном полушарии все течения отклоняются вправо, а в Южном — влево.

Кроме того, на формирование течений влияет рельеф морского дна и очертания континентов.

Каждое течение в океане — результат воздействия многих сил, но практически всегда можно выделить главную, в зависимости от которой определяют виды океанических течений.

Учите географию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду GEO72021 вы получите бесплатный доступ к курсу географии 7 класса, в котором изучается тема океанических течений.

Классификация течений в Мировом океане

Океанические течения отличаются по происхождению, периодичности, глубине и температуре.

По происхождению океанические течения бывают:

По периодичности течения в Мировом океане делятся на:

Ветер приводит в движение верхние пласты воды, но разница атмосферного давления может вызвать течения в глубинах океана. В зависимости от того, как глубоко проходит течение, его относят к одной из трёх групп — поверхностных, глубинных или придонных.

По температуре воды различают нейтральные, тёплые и холодные течения океанов.

Тёплыми и холодными океанические течения называются в зависимости от окружающей температуры. Если температура потока выше, чем у воды вокруг, — течение считается тёплым, если ниже — холодным.

Поэтому Нордкапское течение у берегов Скандинавии с температурой 3-9°С является тёплым, а Калифорнийское течение, в котором вода достигает 22°С — холодным.

Основные течения Мирового океана

Тихий океан

Мощнейшие течения Тихого океана сформированы пассатами — постоянными ветрами, дующими от тропиков к экватору. Северное и Южное пассатные течения гонят массы воды в сторону Евразии и Австралии.

Достигая восточных берегов континентов, воды расходятся вдоль побережья. Часть воды возвращается на восток, образуя Межпассатное противотечение. Основная масса воды Северного пассатного течения устремляется к северу, образуя тёплое течение Куросио, а воды Южного движутся на юг, становясь Восточно-Австралийским течением.

В умеренных широтах течения подхватывают западные ветры и направляют их на восток. В Северном полушарии возникает тёплое Северо-Тихоокеанское течение, а в Южном — Течение Западных Ветров.

Достигнув восточных краёв океана, воды возвращаются к экватору, двигаясь вдоль побережья Северной Америки (Калифорнийское течение) и Южной Америки (Перуанское течение).

У экватора течения вновь подхватываются пассатом, завершая круговорот.

Атлантический океан

Поскольку Атлантический океан вытянут по вертикали, его основные течения также направлены с севера на юг и обратно.

Как и в случае с Тихим океаном, течения Атлантики образуют кольца в Северном и Южном полушариях.

В Северном полушарии Северное пассатное течение гонит воду к берегам Центральной Америки, где зарождается тёплое течение Гольфстрим, движущееся в сторону Европы к Северному полюсу, откуда воды возвращаются к экватору холодным Канарским течением. Так в северной части Атлантики происходит циркуляция течений по часовой стрелке.

В Южном полушарии потоки океанических вод направлены против часовой стрелки: Южное пассатное течение, достигая берегов Южной Америки, движется на юг вдоль континента, становясь тёплым Бразильским течением. У берегов Антарктиды оно разворачивается на восток, вливаясь в течение Западных Ветров. Затем вода возвращается к экватору вдоль западного берега Африки, гонимая холодным Бенгельским течением.

Индийский океан

Особенность Индийского океана — изменчивые течения в его северной части. Они подчинены муссонам — ветрам, которые меняют направление в зависимости от сезона.

Зимой северо-восточный муссон несёт воды из Бенгальского залива к Африке, где течение поворачивает на юг, и достигнув области экватора, возвращается на восток, создавая Экваториальное противотечение. Затем, достигнув Суматры, течение разделяется на два потока: первый движется на север, замыкая круговорот, а второй устремляется в Тихий океан.

Летом течения направляются в обратную сторону, с запада на восток, при этом противотечения не возникает. Юго-западный муссон гонит воду на север, образуя холодное Сомалийское течение, которое впоследствии объединяется с Южным пассатным.

Южный круговорот не зависит от сезона и действует без изменений. Южный пассат направляет воду к Мадагаскару, где образует два потока, огибающие остров. При этом часть воды возвращается на восток через противотечение.

Затем южный поток направляется в Атлантический океан и вливается в Течение Западных ветров. У западного побережья Австралии от него отделяется течение, возвращающее воду в район экватора, где её вновь подхватывает Южный пассат.

Северный Ледовитый океан

Поскольку большая часть Северного Ледовитого океана находится подо льдом, о его течениях известно немного.

Основным проводником тепла является Норвежское течение — продолжение Гольфстрима. В районе 67 параллели оно разделяется на Нордкапское и Шпицбергенское течения.

Нейтральное Трансарктическое течение формируется благодаря стоковым водам с Аляски и севера Азии. Оно движется от Чукотского моря к полюсу по направлению к Гренландии. Примечательно, что его температура такая же, как у окружающей воды.

Холодное Восточно-Гренландское течение берёт начало от моря Лаптевых и движется вдоль восточного берега Гренландии, после чего через Датский пролив устремляется в Атлантический океан.

Роль течений в Мировом океане

Океанические течения формируют климат на планете, распределяя тепло и холод, влагу и засуху. Если бы в океанах не было течений, на Земле не существовало бы умеренных климатических зон, северные районы Европы оказались покрыты вечными снегами, а саванны Африки и тропические леса Южной Америки превратились в выжженные солнцем пустыни.

Другая важная роль, которую играют океанические течения, — обеспечение биологической жизни в водных системах. Глубинные течения поднимают питательные вещества со дна океана к поверхности, снабжая пищей многие виды морских существ. Кроме того, течения переносят на большие расстояния животных, икру, личинки и споры, способствуя размножению.

Схема течений Мирового океана

На данной схеме видны крупнейшие мировые океанические течения. Холодные обозначены синим цветом, тёплые — красным.

Итоги

У нас вы сможете учиться в удобном темпе, делать упор на любимые предметы и общаться со сверстниками по всему миру.

Попробовать бесплатно

Интересное по рубрике

Найдите необходимую статью по тегам

Подпишитесь на нашу рассылку

Мы в инстаграм

Домашняя онлайн-школа
Помогаем ученикам 5–11 классов получать качественные знания в любой точке мира, совмещать учёбу со спортом и творчеством

Посмотреть

Рекомендуем прочитать

Реальный опыт семейного обучения

Звонок по России бесплатный

Посмотреть на карте

Если вы не нашли ответ на свой вопрос на нашем сайте, включая раздел «Вопросы и ответы», закажите обратный звонок. Мы скоро свяжемся с вами.

Источник

Какие движения морских и океанических вод возникают в результате трения ветра о водную поверхность

Пена сплошь покрывает склоны волн, поверхность становится белой

Вся поверхность волны покрыта слоем пены, воздух наполнен водяной пылью и брызгами, видимость уменьшается

Для защиты от волн портовых сооружений, причалов, береговых участков моря из камня и бетонных глыб строят волноломы, гасящие энергию волн.

ЦУНАМИ (японск.) — гигантские волны, обладающие разрушительной силой. Они вызываются подводными землетрясениями, вулканическими извержениями или подводными оползнями. Эти явления обычно сопровождаются сильным подземным толчком, передаваемым водой на поверхность, что бывает небезопасно для судов, находящихся в этом районе. Последующие волны, вызванные ударом, в открытом океане заметить практически невозможно, поскольку они здесь очень пологие. Зато они распространяются с огромной скоростью (до 1000 км/час). Приближаясь к берегу, они становятся круче и выше, приобретая страшную разрушительную силу. В результате на побережье могут обрушиваться гигантские водяные валы высотой от 10 до 50 метров и более.

Наиболее часто цунами обрушиваются на побережье Тихого океана, что связано с высокой вулканической активностью этого бассейна. За последнее тысячелетие тихоокеанское побережье подвергалось ударам цунами около 1000 раз, в то время как на побережьях Атлантического и Индийского океанов гигантские волны разрушительной силы наблюдались лишь несколько десятков раз.

Перед приходом цунами в течение от 1 до 15 минут вода обычно отступает от берега на сотни метров, а иногда и на километры. Чем дальше отступила вода от берега, тем большей высоты цунами надо ожидать. О приближении цунами можно узнать заранее и с помощью регистрации сейсмических волн, возникающих при землетрясении и распространяющихся в воде со скоростью, во много раз превосходящей скорость цунами. Существует специальная служба оповещения, заблаговременно предупреждающая жителей побережья о возможной опасности. Людям приходится покидать свои дома и подниматься на возвышенности, пережидая цунами. Благодаря этой службе число жертв становится меньше.

Докатилась волна и до берегов Европы: например, в Гавре (северо-запад Франции) она была через 32 часа 35 минут, пройдя расстояние, равное половине окружности земного шара.

С цунами связаны не только сильные разрушения, но и значительные человеческие жертвы. Цунами, вызванные извержением вулкана Кракатау в 1883 году, унесли жизни 40000 человек, а во время цунами в 1703 году в Японии погибло около 100000 человек.

Уровень поверхности океанов и морей периодически, приблизительно два раза в течение суток, изменяется. Эти колебания называются приливами и отливами. Во время прилива уровень океана постепенно повышается и достигает наивысшего положения. При отливе уровень постепенно падает до наинизшего. При приливе вода течет к берегам, при отливе — от берегов.

Приливы и отливы — это стоячие волны. Они образуются вследствие влияния таких космических тел, как Луна и Солнце. По законам взаимодействия космических тел наша планета и Луна взаимно притягивают друг друга. Лунное притяжение столь велико, что поверхность океана как бы выгибается ему навстречу. Луна движется вокруг Земли, и за ней «бежит» по океану приливная волна. Дойдет волна до берега — вот и прилив. Пройдет немного времени, вода вслед за Луной отойдет от берега — вот и отлив. По тем же всеобщим космическим законам приливы и отливы образуются и от притяжения Солнца. Однако приливообразующая сила Солнца в связи с его удаленностью значительно меньше лунной, и если бы не было Луны, то приливы на Земле были бы в 2,17 раз меньше. Объяснение приливообразующих сил впервые было дано Ньютоном.

Приливы отличаются друг от друга продолжительностью и величиной. Чаще всего в течение суток происходит два прилива и два отлива. На островных дугах и побережьях Восточной Азии и Центральной Америки наблюдается один прилив и один отлив в течение суток.

Величина приливов еще более разнообразна, чем их период. Теоретически один лунный прилив равен 0,53 м, солнечный — 0,24 м. Таким образом, самый большой прилив должен иметь высоту 0,77 м.

В открытом океане и у островов величина прилива довольно близка к теоретической: на Гавайских островах — 1 м, на острове Святой Елены — 1,1 м; на островах Фиджи — 1,7 м. У материков величина приливов колеблется от 1,5 до 2 м.

Во внутренних морях приливы очень незначительны: в Черном — 13 см, в Балтийском — 4,8 см. Средиземное море считается бесприливным, но около Венеции приливы бывают до 1 м.

Наиболее крупными можно отметить следующие приливы, зарегистрированные в Мировом океане:

1. В Атлантическом океане в заливе Фанди (США) прилив достиг высоты 16-17 м. Это самый большой показатель прилива на всем земном шаре.

2. На севере Охотского моря в Пенжинской губе высота прилива достигла 12-14 м. Это самый большой прилив у берегов России. Однако приведенные выше показатели приливов являются скорее исключением, чем правилом. В преобладающем большинстве пунктов измерений уровня приливов они невелики и редко превышают 2 м.

Значение приливов очень велико для морского судоходства, устройства портов. Каждая приливная волна несет огромный запас энергии.

В океанах и морях в определенных направлениях на расстояния в тысячи километров перемещаются огромные потоки воды шириной в десятки и сотни километров, глубиной в несколько сотен метров. Такие потоки — «реки в океанах» — называются морскими течениями. Движутся они со скоростью 1-3 км/ч, иногда до 9 км/ч.

Причин, вызывающих течения, несколько: например,

Течения по преобладающему в них направлению делятся на зональные, идущие на запад и на восток, и меридиональные — несущие свои воды на север или юг.

В отдельную группу выделяют течения, идущие навстречу соседним, более мощным и протяженным. Такие потоки называют противотечениями.

Те течения, которые изменяют свою силу от сезона к сезону в зависимости от направления прибрежных ветров, называются муссонными.

Среди меридиональных течений наиболее известен Гольфстрим. Он переносит в среднем каждую секунду около 75 млн. тонн воды. Для сравнения можно указать, что самая полноводная река мира Амазонка переносит каждую секунду лишь 220 тысяч тонн воды. Гольфстрим переносит тропические воды к умеренным широтам, во многом определяя климат, а значит, и жизнь Европы. Именно благодаря этому течению Европа получила мягкий, теплый климат и стала землей обетованной для цивилизации, несмотря на свое северное положение. Подходя к Европе, Гольфстрим уже не тот поток, что вырывается из Мексиканского залива. Поэтому северное продолжение течения называется Северо-Атлантическим.

Из зональных течений наиболее мощным является течение Западных ветров. На огромном пространстве Южного полушария у побережья Антарктиды нет сколько-нибудь значительных массивов суши. Над всем этим пространством преобладают сильные и устойчивые западные ветры. Они интенсивно переносят воды океанов в восточном направлении, создавая самое мощное во всем Мировом океане течение Западных ветров. Оно соединяет в своем круговом потоке воды трех океанов и переносит каждую секунду около 200 млн. тонн воды (почти в 3 раза больше, чем Гольфстрим).

Важной закономерностью течений в открытом океане является то, что их направление не совпадает с направлением ветра. Оно отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии от направления ветра на угол до 45°. Наблюдения показывают, что в реальных условиях величина отклонения на всех широтах несколько меньше 45°. Каждый нижележащий слой продолжает отклоняться вправо (влево) от направления движения вышележащего слоя. Скорость течения при этом уменьшается. Многочисленные измерения показали, что течения оканчиваются на глубинах, не превышающих 300 метров.

Значение океанских течений заключается прежде всего в перераспределении на Земле солнечного тепла: теплые течения способствуют повышению температуры, а холодные понижают ее. Огромное влияние оказывают течения на распределение осадков на суше. Территории, омываемые теплыми водами, всегда имеют влажный климат, а холодные — сухой; в последнем случае дожди не выпадают, увлажняющее значение имеют только туманы. С течениями переносятся и живые организмы. Это в первую очередь относится к планктону, вслед за которым движутся и крупные животные. При встрече теплых течений с холодными образуются восходящие токи воды. Они поднимают глубинную воду, богатую питательными солями. Эта вода благоприятствует развитию планктона, рыб и морских животных. Такие места являются важными рыболовными участками.

Изучение морских течений ведется как в прибрежных зонах морей и океанов, так и в открытом море специальными морскими экспедициями.

Источник