Непериодические течения в открытом море

             Непериодические течения в открытом море                          

Поступательное движение масс воды в море под воздейст­вием природных сил называется морским течением. Основными характеристиками течений являются скорость, направ­ление и продолжительность действия.

Непериодические течения по силам, их вызывающим, подразделяются на ветровые и градиентные.

      Ветровое течение обусловлено влекущим действием ветра. Ка­сательное напряжение ветра, действующее на поверхность океана, значительно больше по величине, чем другие силы, вызывающие течения. Поэтому ветровое течение является одним из основных наблюдаемых течений, особенно в верхнем слое океана.

     Градиентное течение возникает в результате горизонтального градиента гидростатического давления и соответственно наклона изобарических поверхностей. Такой наклон может быть выз­ван нагоном и сгоном, вод под воздействием ветра, повышением уровня у берегов за Счет речного стока, изменением величины атмосферного давления.

    Как только возникают течения, на них начинают действо­вать вторичные силы. К таким силам относятся ускорение Кориолиса, отклоняющее течения в северном полушарии вправо, а в южном — влево от первоначального направления движения, тре­ние о дно и берега, а также внутреннее турбулентное трение, центробежная сила.

     Ветровое течение. Над океаном непрерывно движутся по­токи воздуха, увлекающие трением поверхностный слой воды. После начала действия ветра скорость течения растет, а направление отклоняется на определенный угол под воздействием  ускорения Кориолиса. Проходит определенный промежуток времени   называемый продолжительностью становления течения за   который   при    ветре   постоянной   скорости   и   направления скорость  течения   будет   отличаться   от   ее   предельного   значе­ния на 5 %

    Продолжительность становления течения зависит от скорос­ти дующего ветра, предельной скорости установившегося те­чения на данном горизонте и так называемого показателя затухания амплитуды колебаний скорости течения.

Так, для северной части Атлантического океана были полу­чены следующие данные о продолжительности становления те­чений. При ветре постоянной скорости и направления необ­ходимо около суток, чтобы течение на поверхности стало установившимся. Ветровое течение устанавливается на горизон­те до 100 м   — через 50 сут. и до 440 м — через 115 сут.

    Из приведенного примера видно, что продолжительность ста­новления течения в под поверхностных горизонтах весьма велика и установившиеся течения могут наблюдаться только в районах, где дуют устойчивые по скорости и направлению ветры.

Теоретические исследования и натурные наблюдения определи­ли, что установившиеся ветровые течения в открытом глу­боком море подчинены следующим закономерностям:

   1. Скорость ветрового течения на поверхности определяется зависимостью

                   vo=(0,127u)/(корень из sinf)                                                       (46)

где uo — скорость ветра, выражен­ная  в тех же единицах, что и  скорость течения; f — широта места.

   2.    Направление   ветрового течения на поверхности откло­нено от направления дующего ветра на угол 45° вправо в се­верном полушарии, а в южном на тот же угол влево.

   3.   В  под поверхностных  го­ризонтах z  вектор течения  по абсолютной    величине    умень­шается   по   экспоненциальному закону  (е^-az), а по направле­нию все больше и  больше по­ворачивает   вправо   (рис.   59).

  4.  На горизонте

z=D=7,6/(u*корень из sinf)            (47)

который   называют   «глубиной трения», вектор течения направ­лен в сторону, обратную век­тору поверхностного течения, а скорость равна 1/23 поверхно­стной.

    Из формулы (47) следует, что горизонт, на который прони­кает течение, зависит от скорости   ветра   и   широты   места.

Изменение «глубины трения» D, м, в зависимости от ско­рости ветра и, м/с, и широты места <р° имеет следующие зна­чения (табл. 15).

  5.  Зависимость между скоростями ветра  и и течения vo оп­ределяется ветровым коэффициентом

K,= vo/u.(48)

Для открытого глубокого моря значение ветрового коэффи­циента не зависит от скорости ветра и составляет 0,02.

6.  Суммарный поток всей толщи воды, создаваемый ветровым течением, движется в направлении, перпендикулярном действию

ветра.

     Градиентные течения. Эти течения являются наиболее обшир­ной  группой течений,  вызываемых рядом  природных сил.  Так, течения связанные с  нагоном  и  сгоном  вод,  называются  сточ­ными. Примером сточного течения может служить Флоридское, которое  является  результатом  нагона  вод в  Мексиканский за­лив   ветровым   Карибским  течением.   Вследствие   нагона   вод  в залив избыточные воды через Флоридский пролив устремляются в Атлантический океан, давая начало мощному течению Гольфст­рим. Стоковые течения возникают вследствие стока речных вод в море. К таким течениям относятся Обь-Енисейское и Ленское течения, проникающие  на сотни  километров в Северный Ледо­витый океан. Неравномерное изменение атмосферного давления над  соседними   районами  океана   и   связанные  с   ним  повыше­ние или понижение уровня приводят к возникновению бароградиентных течений.