Течения. Океанология для малышей. Хочу все знать!
Поделитесь с друзьями, возможно,им с нужна эта информация!
Оглавление
Течения
— А я выучил уже десять названий океанских течений! — похвастался подошедший к ним Даня.
— Замечательно! Морские течения иногда называют реками в океане, они обеспечивают циркуляцию воды на нашей планете.
— Циркуляцию? От слова «цирк»? — спросила Таня.
— Ну, не совсем от слова «цирк». Точнее будет сказать, что и цирк, и циркуляция происходят от латинского слова «циркус», что означает «круг». В цирке — круглая арена, по которой бегают лошадки и клоуны, а в океане вода движется огромными кругами… Это и называют циркуляцией.
— Серёжа, Вы им лучше нарисуйте, — предложила мама.
— Хорошо! Давайте нарисуем самое знаменитое течение…
— Гольфстрим! — поспешил вставить Даня.
— Точно, Гольфстрим, — и Сергей стал разравнивать песок, чтобы удобнее было рисовать. — В появлении Гольфстрима главную роль играют самые знаменитые ветра — пассаты.
— Разве солнце может сделать ветер? Солнце ведь только греет! Наоборот, когда ветерок, становится прохладнее, — удивилась Таня.
— Конечно, солнце греет! И сильнее всего оно греет нашу Землю около экватора. Знаете, что такое экватор?
— Ещё бы! — надулся Даня. — Кто же этого не знает?
Но Сергей решил пояснить:
— Экватор — это такой воображаемый поясок, который проходит у нашей планеты ровно посередине. Там от Солнца жарче всего. Тёплый воздух около экватора поднимается вверх, потому что он более лёгкий. Ну, вы же видели здесь воздушные шары?
— Ещё бы! — откликнулся Даня. — Я даже катался!
— В этих воздушных шарах есть горелка, которая нагревает воздух. Горячий лёгкий воздух заполняет оболочку и шар всплывает, то есть взлетает.
— Это его Архимед выталкивает! — напомнила Таня.
— Ну да! Вот так и тёплый воздух около экватора поднимается вверх, как этот воздушный шар.
Сергей нарисовал на песке линию-экватор и наклонные стрелки ветров-пассатов.
— Пассаты всё время дуют в одну и ту же сторону. В те времена, когда люди плавали только на парусных судах, это было удобно, если пассат был попутным. Скажем, когда Христофор Колумб плыл в своё знаменитое путешествие открывать новый морской путь в Индию, пассат ему помогал, но он и его спутники беспокоились: как же они в Европу будут возвращаться? Сейчас-то ветер попутный, а на обратной дороге будет встречным…
Рассказывая о пассатах, Сергей успел нарисовать береговые линии:
— Вот это — Европа и Африка, а это — Южная и Северная Америки.
Между ними — Атлантический океан. Вот здесь углубление, которое называется Мексиканский залив. Сюда северный пассат постоянно гонит воду. Это движение воды называют Северным Пассатным течением. Оно протискивается через гряду Антильских островов, проходит Карибское море, оказывается в этом заливе и упирается в материк: дальше-то идти некуда! «Котёл» Мексиканского залива переполняется, уровень воды в нём выше, чем в окружающем океане, поэтому «излишки» выливаются из него через Флоридский пролив. Так и начинается Гольфстрим. Гольфстрим можно перевести как «поток из залива». Понятно, что это тёплое течение, потому что пассат гнал воду в Мексиканский залив вдоль экватора, где она успела хорошо прогреться. Температура у него около 25 градусов Цельсия. Широкая «река» Гольстрима (километров 100-200!) медленно течёт на север вдоль берегов Америки. Вот здесь, у мыса Хаттерас, она сталкивается с встречным Лабрадорским течением, несущим холодную воду из Северного Ледовитого океана. Из-за этого столкновения Гольфстрим отклоняется на восток, в открытый океан, и берёт курс на Европу.
Сергей во время объяснения чертил линии, показывающие направление течения.
Самое известное и самое большое течения.© Иллюстрация Антонины Лукьяновой,
специально для портала «Солнышко»
— Португальское, потому что вдоль берегов Португалии? — сообразил Даня.
— Да, верно.
— А Канарское — вдоль берегов Канарии? — решил догадаться Ваня.
Даня захихикал:
— Темнота! Такой страны нет! Есть Канарские острова!
— А какая страна на этих островах? — на сдавался Ваня.
— Канары! — снисходительно ответил Даня.
— Вообще-то Канарские острова принадлежат Испании. В буквальном переводе с испанского «Канарские острова» означает «собачьи острова», — оторвалась мама от своей книжки.
— А Канарское течение — собачье течение? Да? — подхватила Таня.
— Можно считать и так, — улыбнулась мама. — Но Португальское и Канарское течения — слабые по сравнению с Гольфстримом. Зато они, двигаясь вдоль берегов Африки к экватору, вливаются в Северное Пассатное течение и замыкают один из круговоротов воды в северной Атлантике. Покажите им, Серёжа.
— Вот такая получается цирк-куляция, — начертил Сергей. — А второй поток из Гольфстрима продолжает свой путь, двигаясь вдоль берегов Северной Европы. Его там называют Северо-Атлантическим течением. Тёплая вода согревает Исландию, Ирландию, Великобританию, Норвегию и даже наш российский Мурманск… Под именем Норвежского течения оно впадает в Северный Ледовитый океан. Температура у него, конечно, уже пониже, но даже зимой — около 10 градусов Цельсия. Этот поток участвует в круговороте воды Северного Ледовитого океана.
— А я знаю, какое течение самое большое! — гордо сказал Даня.
— Какое? — тут же спросила Таня.
— Течение Западных Ветров! Его ширина — 2500 километров!
— Верно, его ещё называют циркумполярным, — подтвердил Сергей.
— А, это то самое течение, которое отгораживает Южный океан! — вспомнила Таня. — Оно цирк-кулирует вокруг Антарктиды!
— О-о! Какая память! — похвалил Сергей и посмотрел на часы. — А вот у меня-то с памятью похуже: забыл, что меня сейчас ждут. Ну, немножко ещё расскажу. Гольфстрим и Течение Западных Ветров — это поверхностные течения, они захватывают всего несколько сот метров толщи воды. А есть течения в океане подповерхностные, глубинные и придонные. Кроме того, почти у каждого течения есть противотечение, направленное ему навстречу. Все вместе они помогают перемешивать воду в океанах и морях. Кроме того, есть и вертикальные движения воды: с поверхности вглубь и из глубины наверх. Например, в холодное время года (вот сейчас, когда у нас лето) около Антарктиды вода спускается вниз. А происходит это потому, что образуется лёд. Дело в том, что, когда замерзает солёная морская вода, то лёд получается пресный, почти вся соль остаётся в воде.
Поэтому при намерзании льда на антарктический берег вода около него становится солонее. А солёная вода — более тяжёлая. Поэтому она опускается вниз, тонет. Так получается Антарктическая донная пересоленная вода. Она тоже движется. Но придонные воды текут очень медленно. Предполагают, что воды, опустившиеся ко дну Атлантики, находятся там 400 лет! В Тихом океане — полторы тысячи лет! А в нашем Чёрном море придонные воды обновляются только через 1800 лет!
— А течения здесь есть? — спросил Ваня.
— Здесь есть… Очки Книповича! — сказал Сергей, таинственно понизив голос. — Ну, я пойду: меня уже заждались.
Он сделал непроницаемое лицо, быстро поднялся и ушёл, а дети пристали к маме:
— Что это за очки? Чьи?
— Идите слегка окунитесь, — предложила мама, — а я эти «очки» для вас нарисую.
Таня и Ваня побежали купаться, а Даня солидно сказал, что про очки всё и так знает, и ушёл.
Задание для детей
Научитесь находить на карте Мексиканский залив, откуда начинается Гольфстрим, и Скандинавский полуостров, рядом с которым он заканчивается, вливаясь в Северный ледовитый океан.
ДАЛЕЕ
© Автор оригинальной идеи, текстов, заданий: Антонина Лукьянова,
специально для портала «Солнышко» — solnet.ee,
опубликовано 14 августа 2017 г.
Комментарии к публикацииОкеанология для малышей
01.08.2017, 17:13
Елена
Какой интересный рассказ! Сама с удовольствием прочитала и теперь старшей дочери дам почитать или сегодня пересекает, как раз в поезде ехать будем! Автору огромное спасибо! Побольше бы таких интересных и полезных историй!
Гольфстрим жил, Гольфстрим жив — МК
В мире 15823
ПоделитьсяЕсли вспомнить погодные катаклизмы последних лет вкупе с техногенными катастрофами и выдать прогноз на будущее, то он, согласитесь, не будет оптимистичным.
Вот и заверения отдельных западных ученых о том, что Гольфстрим, эта мировая печка, после сброса нефти в Мексиканском заливе в апреле минувшего года “рассыпался” и прекратил свое существование, общество восприняло с покорной обреченностью.
За комментариями о печальной участи теплого течения “МК” обратился в Институт океанологии РАН.
— Мы знакомы с такими заявлениями, — говорит заместитель директора института кандидат географических наук Алексей СОКОВ. — Что якобы в августе Гольфстрим развалился, рассыпался в 250 км к востоку от побережья Северной Каролины.
Но в сентябре научная экспедиция нашего института мониторила Атлантический океан в северных широтах, в том числе Гольфстрим. Он на месте и никуда не делся. Самые точные замеры показывают, что “теплая река” даже ускоряется, вынос тепла в районы Гренландии и Северного Ледовитого океана увеличивается. Собственно, по этой причине тают ледниковые шапки на полюсах. Минувшая 10-летка ознаменовалась усилением выноса Гольфстрима, его интенсивность возросла на 10—15%.
— Но в публикациях западных СМИ есть ссылки на какие-то модели и даже опыты. Все они свидетельствуют, что масштабный разлив нефти в Мексиканском заливе летом прошлого года это течение не пережило. Из скважины вылилось больше 200 миллионов галлонов сырой нефти, она накрыла океан масляной пленкой, уменьшилось испарение воды. Полный дисбаланс!..
— Океан — не кастрюля и не ванна, его смоделировать невозможно, совсем другой масштаб. Что касается нефти, то в океане в течение тысячелетий идут интенсивные и естественные ее утечки — через трещины, поры.
Морская вода все перерабатывает. Года три назад в Керченском проливе затонуло 6 нефтяных танкеров. Если пересчитать углеводороды на объем воды в проливе, ситуация была гораздо серьезнее, чем в Мексиканском заливе. Но уже через год там и намеков на бедствие не осталось, хотя экологии, конечно, нанесен огромный ущерб.
“Производительность” Гольфстрима оценивается в 60—80, иногда до 100 свердрупов. Это такая океанографическая единица объема, равная 106 кубических метров воды в секунду. Расход всех рек мира — Амазонки, Ганга, Нила, Волги, Оки, балашихинской Пехорки и всех-всех вместе взятых! — составляет около одного, ну двух свердрупов. Почувствуйте разницу: все реки мира в секунду несут воды в 60—100 раз меньше, чем Гольфстрим.
Его в принципе нельзя остановить, а уж тем более напрямую связывать с Мексиканским заливом. Это западное пограничное течение, элемент глобальной мировой циркуляции. Если, допустим, Мексиканский залив как-то обрезать, блокировать, то и в этом случае “теплая река” не прекратит движение.
Перенос воды осуществляется в Мировом океане во многом и благодаря распределению ветров, воздушных потоков. Над Северной Америкой и Европой дуют западные ветры на восток. А в тропиках пассаты — ветры с востока на запад. Гольфстрим — реакция океана на неравномерное распределение воздушных масс по широте. Чтобы остановить это течение, надо остановить циркуляцию атмосферы на земном шаре. Что невозможно представить даже теоретически.
— Как тогда быть с оперативными спутниковыми данными? Ведь по ним течения не видно!
— Во-первых, просто фотография со спутника — это поверхность Гольфстрима, так называемый пленочный эффект. А Гольфстрим имеет глубину 3 км. Своими приборами с судна мы даже не изучаем первые 5 метров, из-за волнений моря, качки и возмущений оборудование работают неточно.
Изменения в Гольфстриме круглосуточно отслеживают ведущие мировые державы.Во-вторых, если сейчас посмотреть на снимки с космоса, а они обновляются каждые 3—5 дней, то увидим, что Гольфстрим на месте.
В океане размещены примерно 3000 дрейфующих буев, приборов, которые в режиме online фиксируют температуру, соленость, скорость течения в Мировом океане. Он покрыт этими “поплавками”, которые погружаются на глубину 1000—2000 метров. Ну так вот, приборы оснащены необходимыми датчиками, раз в неделю всплывают, во время всплытия опять же зондируют промежуточные слои океана по разным характеристикам и передают информацию на спутник. Там она обрабатывается и поступает к нам в компьютер.
Эти буи движутся от Мексиканского залива в сторону Великобритании, Мурманска, Гренландии. Это натуральный эксперимент, а не опыты в ванной комнате. Буи размещены в реальном Гольфстриме и фиксируют многие физические и химические параметры. Каждые 4—5 дней публикуются карты по состоянию океанических вод.
Все под контролем, за полвека инструментальных исследований в океане ничего не изменилось.
— То есть?
— Ничего в плане направленных изменений, поскольку, безусловно, все течет и все меняется.
Существуют 10-летние колебания, были два пика максимума и два минимума.
Сейчас явная интенсификация течения, это наблюдалось и в 80-х годах прошлого столетия. Глубинные слои Атлантики нагреваются и осолоняются. Когда температура в океане изменяется на тысячные доли градуса — это очень много. Помноженные на объемы — 70% территории Земли, да еще на глубину 6—8 тысяч метров, — получаем колоссальные запасы энергии.
В 70-х и 90-х прошлого века отмечался минимум. Тренда нет, хотя изменения, как видим, есть.
— Странно получается, ветры как дули, так и дуют, в океане тоже нет глобальных перемен. А климат на Земле меняется. Ученые не обещали нам небывалую за 1000 лет жару минувшим летом. Да и сугробов в Западной Европе в человеческий рост никто не ожидал. Что же все-таки происходит?
— Как я уже сказал, внутри этих 50 лет наблюдений зафиксированы сильные изменения, связанные с Гольфстримом. Тепла на Север выносится то больше, то меньше — отсюда и погодные аномалии.
По нашим данным, течение сместилось на один градус южнее, циклоны теперь движутся по другой траектории. Раньше они шли на Москву, сегодня на Мурманск. А в результате погода изменилась и здесь, и там.
Вот почему нам и надо изучать Гольфстрим!
P.S. Однажды Гольфстрим уже останавливался. Но не взаправду, а по воле сценаристов американского блокбастера 2004 г. “Послезавтра”. В частности, температура в Нью-Йорке снизилась до смертельно низкого для человека уровня.
Если бы такая беда с Гольфстримом действительно приключилась, то пострадали бы не только Штаты. Ледниковый период может погубить 2/3 всего человечества в первый же год своего наступления! Антарктические ледники появятся и в Европе, и в Азии.
Впрочем, нам такая перспектива, если верить ученым, пока не грозит.
Единственное, что огорчает в этой истории, что большинство фантастических романов почему-то рано или поздно повторяются в реальной жизни…
Подписаться
Авторы:
org/Person»>
Владимир ЧупринЧто еще почитать
Что почитать:Ещё материалы
В регионах
В Ярославле избитые модели написали заявление в полицию
Фото 57622
ЯрославльТуристка рассказала о пробке перед Крымским мостом: досматривают даже детей
33183
Крымфото: МК в Крыму
Британские фантазеры: ВСУ зайдут в Крым через месяц
10118
Крымcrimea.
mk.ru
фото: МК в Крыму7 июля – день Ивана Купалы, что можно, а что строго запрещено делать в большой праздник
Фото 8546
ПсковЧто стало причиной самого страшного в Карелии железнодорожного ДТП
Фото 7554
КарелияАлександр Трубин
В Новосибирске девушка отказалась от ребёнка после измены мужа
3133
НовосибирскДарья Мелехова
mk.ru
фото: МК в КрымуВ регионах:Ещё материалы
10+ Карта Гольфстрима Иллюстрированные, безвозмездные векторные изображения и картинки
Иллюстрированные- Горизонтальные
- Фото
- Иллюстрированные 900 06
- Vektörler
- Видео
14
карта Гольфстрим безвозмездное Сток illüstrasyonu ве вектор grafiğini inceleyin veya daha fazla stok görsel ве vektör grafiği keşfetmek için yeni bir arama başlatın.
Сирала:Популярный
tüm deniz akıntılarının dünya haritası — карта Гольфстрима фондовые иллюстрацииTüm deniz akıntılarının Dünya Haritası
поверхностные течения океана — карта Гольфстрима фондовые иллюстрацииПоверхность океана течения
термохалинная циркуляция — карта Гольфстрим стоковые иллюстрациитермохалинная циркуляция
atlantik okyanusu körfez ve kuzey atlantik akışı haritası — карта залива стоковые иллюстрацииAtlantik Okyanusu körfez ve kuzey Atlantik akışı haritası
график Гольфстрим. sıcak yüzey ve soğuk yeraltı akışı kuzey ve güney america, afrika, avrupa ve grönland arasında atlantik okyanusu. кырмызы термал юзей ве мави дерин акымлар согутмалы. — Гольфстрим карты фондовых иллюстрацийГольфстрим grafik. Sıcak yüzey ve soğuk yeraltı akışı Kuzey ve Gü
Gulfstream ve kuzey atlantik geçerli hava olayları neden kasırgalar gibi ve dünya iklim üzerinde etkili. мави ве кырмызы термаль юзей акымлары акыш дерин акымлар согутмалы.
— иллюстрация стоковой карты ГольфстримаGulfstream ve Kuzey Atlantik geçerli hava olayları neden kasırgal
Gulfstream atlantik okyanusu. kırmızı sıcak yüzey akımları ve hava olayları neden mavi serin derin akımlar dairesel akar ve kasırgalar gibi dünya iklim üzerinde etkili. — Гольфстрим карта фондовых иллюстрацийГольфстрим Атлантик Okyanusu. Kırmızı sıcak yüzey akımları ve…
okyanus akıntıları ve deniz derinlikleri, litografi, 1897 yılında yayınlandı — карта Гольфстрима стоковые иллюстрацииOkyanus akıntıları ve den из деринликлери, литографии, 1897 yılında
Старинная карта течений Атлантического океана — карта Гольфстрима фондовые иллюстрации хамалар, панамский канал. kıyı seridi, deniz, körfez, adalar ile cografi grafik. — Гольфстрим карта стоковые иллюстрацииOrta AMERIKA ve KARAYIP HAVZASı BÖLGESI Dünya Haritası: Meksika,…
античная иллюстрация — 1878 coğrafya — kuzey america fiziksel haritası — Гольфстрим карта фондовые иллюстрации Antik illüstrasyon — 1878 Coğrafya — Kuzey Amerika Fiziksel.
..
Ocean Currents & Land Drainage Chart Dünya Haritası 1894
антикварная иллюстрация — журнал harper’s — карта дрейфа Гольфстрима — карта Гольфстрима фондовые иллюстрацииAntique illustration — Harper’s Magazine — карта дрейфа…
/1Картографирование Гольфстрима с использованием характеристик воды
Последнее обновление: пт, 30 июня 2023 г. | Циркуляция океана
Как обсуждалось в разделе 4.1.1. Моряки давно знают о высоких температурах, связанных с Гольфстримом. Они также отметили, что край Гольфстрима часто отмечен скоплениями саргассума (плавающих водорослей, эндемичных для Саргассова моря) и что воды потока прозрачно-голубые, резко контрастирующие с относительно мутными водами между Ручей и побережье.
Со времен Франклина проводились различные исследования распределения температуры в районе Гольфстрима.
Они значительно расширили знания о течении: например, благодаря измерению температуры поверхностных вод капитан Стрикленд в 1802 году открыл северо-восточное продолжение Гольфстрима в сторону Британии и Скандинавии. непосредственно с кораблей требуют много времени и средств, поэтому их относительно немного и они разнесены на большие расстояния. То, что это может привести к трудностям в интерпретации результатов, графически показано на рис. 4.30 (а)-(с). На этих картах показаны графики, построенные на основе данных о температуре, собранных в 1953 в районе Гольфстрима, и важно отметить, что все три были нарисованы с использованием одних и тех же данных, собранных во время движения корабля по линиям, обозначенным красными линиями. Конечно, получение измерений в море стало проще и быстрее с 1950-х годов, но неотъемлемая проблема больших пробелов в данных (как в пространстве, так и во времени) все еще остается.
Рис. 4.30. Три интерпретации температурных данных, собранных в августе 1953 г.
Треки, вдоль которых проводились измерения, показаны красными линиями. Интерпретация (а) показывает одиночный простой поток, тогда как (б) показывает двойной поток (одна часть сильнее другой) с некоторым разветвлением. Третья интерпретация (с) показывает Гольфстрим как серию разрозненных фрагментов. 9ученые, использующие наблюдения, сделанные с кораблей, должны решить проблему, заключающуюся в том, что измерения производятся в течение, возможно, нескольких недель, и поэтому невозможно получить «моментальный снимок» потока в любой момент времени. Это не относится к спутниковым измерениям, которые позволяют нам фактически мгновенно увидеть сложные пространственные изменения поверхностных вод на большой площади (т. е. они предоставляют синоптическую информацию). Тем не менее, спутниковые орбиты таковы, что данная область океана относительно редко (например, каждые десять дней для TOPEX-Poseulon).
На рис. 4.31(a) и (b) показано распределение температуры поверхности моря и фитопланктона у восточного побережья Северной Америки, измеренное спутниковым сканером цвета прибрежной зоны (C7.
CS).
ВОПРОС 4.13 На рис. 4.31(а). синий конец цветового диапазона представляет самую холодную воду, а оранжево-красный – самую теплую воду; зеленая область соответствует холодной воде над континентальным шельфом и склоном. Имея это в виду и ссылаясь на рисунок 3.1 и/или рисунок 4.20 (a) если необходимо, можете ли вы идентифицировать: (i) воду Лабрадорского течения и (ii) воду Саргассова моря и воду, текущую в Гольфстриме?
При интерпретации изображений, как на рис. 4.31. важно помнить, что границы между областями разного цвета бывают. в некотором смысле произвольно, потому что цвета приписывались определенным диапазонам температуры или содержания хлорофилла, часто для того, чтобы выявить определенные черты. Изменение диапазонов или самих цветов может значительно изменить внешний вид изображения. В более фундаментальном плане закономерности, видимые на изображениях, подобных рисунку 4.31, являются результатом структуры потока, а не самой картины потока, и всегда действуют другие факторы.
В частности, распределение хлорофилла (рис. 4.3 Kb)) в значительной степени зависит от поступления питательных веществ, скорости роста присутствующих видов фитопланктона и т. д.
4.3.6 КОЛЬЦА ПОТОКА ГОЛЬФА’
Возможно, самым драматичным аспектом рис. 4.31 является сложность (подразумеваемой) схемы течения, которую не смог бы выявить ни один традиционный метод измерения течений. Можно увидеть различные типы водоворотов, но наиболее поразительным является круглая форма между Гольфстримом и Кейп-Кодом на севере. Это пример «кольца Гольфстрима» — водоворота, образовавшегося из меандра, который прервался, чтобы сформировать независимую кровеносную систему
На рис. 4.32(a) (на обороте) показана эволюция o! Гольфстрим колеблется как со стороны суши, так и со стороны Саргассова моря в течение примерно месяца. Водовороты Гольфстрима часто называют «холодным ядром» или «теплым ядром».
Учитывая способ формирования колец потока Чайки (рис. 4.32(ai>). Как вы ожидаете, континентальная окраина Гольфстрима будет характеризоваться водоворотами с теплым или холодным ядром? Подтверждается ли это рис.
4.31 ла)?
Поскольку водовороты формируются скорее по типу речных меандров, отсекающих старицы, вмещающих ами, отщипывающие объемы воды так, что они оказываются на противоположной стороне Ручья, водовороты на континентальной окраине Гольфстрим должен быть вихрем с теплым ядром. Это подтверждается рис. 4.31(а), на котором центральная область вихря окрашена в желтый цвет, что соответствует теплой воде Гольфстрима и воды Саргассова моря (обратите внимание, что вращательное течение в водоворот распространяется на площадь, значительно большую площади, показанной желтым цветом. I
Рис. 4.31 Распределение (а) температуры поверхности моря и (б) пигментов фитопланктона у восточного побережья США и Канады (Кейп-Код и Лонг-Айленд можно увидеть на две трети пути вверх по изображению). Данные были собраны 14 июня 1979 года цветным сканером прибрежной зоны на спутнике «Нимбус-7». Изображение на (а) основано на измерении инфракрасного излучения: самая теплая вода (показана красным) имеет температуру около 25 °C, а самая холодная (показана темно-синим цветом) — около 6 °C.
Коричневый цвет — это земля, а белые полосы — облака (что часто ограничивает полезность таких изображений). Изображение в (b) такое же, как на передней обложке. Самые высокие концентрации пигмента фитопланктона показаны коричневым цветом; промежуточные концентрации красного, желтого и зеленого цветов; и самые низкие уровни в синем (концентрации были определены по относительному поглощению и отражению красного и зеленого света органическими пигментами).
Рис. 4.31 Распределение (а) температуры поверхности моря и (б) пигментов фитопланктона у восточного побережья США и Канады (Кейп-Код и Лонг-Айленд можно увидеть на две трети пути вверх по изображению). Данные были собраны 14 июня 1979 года цветным сканером прибрежной зоны на спутнике «Нимбус-7». Изображение на (а) основано на измерении инфракрасного излучения: самая теплая вода (показана красным) имеет температуру около 25 °C, а самая холодная (показана темно-синим цветом) — около 6 °C. Коричневый цвет — это земля, а белые полосы — облака (что часто ограничивает полезность таких изображений).
Изображение в (b) такое же, как на передней обложке. Самые высокие концентрации пигмента фитопланктона показаны коричневым цветом; промежуточные концентрации красного, желтого и зеленого цветов; и самые низкие уровни в синем (концентрации были определены по относительному поглощению и отражению красного и зеленого света органическими пигментами).
Рис. 4.32 (a) Эволюция водоворотов или «колец» Гольфстрима по инфракрасным спутниковым снимкам, сделанным в феврале-марте 1977 г. Теплая вода Саргассова моря показана светло-розовым цветом, холодная вода континентального шельфа — Гольфстрим более темно-розовым.
Рис. 4.32 (a) Эволюция водоворотов или «колец» Гольфстрима по инфракрасным спутниковым снимкам, сделанным в феврале-марте 1977 г. Теплая вода Саргассова моря показана светло-розовым цветом, холодная вода континентального шельфа — Гольфстрим более темно-розовым.
Между прочим, меандры Гольфстрима, которые имеют тенденцию превращаться в кольца, иногда называют «бароклинными неустойчивостями», потому что они представляют собой возмущения потока с сильными градиентами плотности (рис.
4.32(b)) и, следовательно, градиентами скорости, в том числе и вертикальными. как горизонтальный. Считается, что их кинетическая энергия получается из потенциальной энергии среднего течения, т. е. из «релаксации» наклонных изопикн в Гольфстриме (см. раздел 3.5). Другие типы вихрей развиваются в результате больших боковых изменений скорости или поперечного сдвига течений (см. рис. 4.6), и в этом случае первоначальные возмущения называются баротропными неустойчивостями.
На рис. 4.31 (а) и (б) наглядно показана роль, которую играют водовороты в переносе свойств воды через фронтальные границы. Вместе эти два изображения показывают, как формирование вихря с теплым ядром приводит к тому, что теплая, относительно непродуктивная вода Саргассова моря переносится через Гольфстрим в прохладные, продуктивные (потому что богатые питательными веществами) воды над континентальной окраиной. Точно так же водовороты с холодным ядром будут нести холодные продуктивные прибрежные воды в Саргассово море.
Генерация вихрей также может играть важную роль в переносе характеристик воды между океанами. Водовороты, похожие на кольца Гольфстрима 9позиция ■«ми формируется из «петли» течения Агульяс у оконечности Южной Африки (см. рис. 3.1). и считаются важным фактором переноса воды между Индийским и Атлантическим океанами.
Температурный разрез на рис. 4.32(b) показывает это, как и западное пограничное течение, из которого они формируются. Кольца Гольфстрима простираются на значительную глубину. Холодные вихри могут достигать морского дна на глубине 4000-5000 м. в то время как вихри с теплым ядром сталкиваются с континентальным склоном и поднимаются, когда после формирования они беспорядочно дрейфуют на юго-запад. Кольца Гольфстрима имеют тенденцию двигаться на запад и/или к экватору (как и аналогичные водовороты в других местах океана), а не к полюсу и/или на восток. Время их выживания, по-видимому, в значительной степени зависит от пути, по которому они идут: вихри с теплым ядром часто продолжаются до тех пор, пока они не будут унесены обратно в крупномасштабный северо-восточный поток Гольфстрима, и их время жизни может составлять от нескольких месяцев до года; вихри с холодным ядром, которым легче избежать повторного попадания в Гольфстрим, обычно существуют несколько дольше.
Водовороты Гольфстрима не только глубоки, но и распространяются на большие площади. Новообразованный вихрь с холодным ядром обычно имеет диаметр 150-300 км; вихрь с теплым ядром имеет диаметр около 100-200 км. Более того, в любой момент до 159 м площади Саргассова моря могут быть заняты вихрями с холодным ядром, а до 409 с континентального шельфа — вихрями с теплым ядром. Они оказывают значительное влияние на Северную Атлантику в целом, постоянно обмениваясь с окружающей средой энергией, теплом, водой, питательными веществами и организмами. Локально они также сильно влияют на обмен теплом и водой между океаном и вышележащей атмосферой.
Возвращаясь на мгновение к нулевому потоку, кольцующемуся на рис. 4 32. \\ что можно знать о направлениях вихрей холодного и теплого ядра ‘
Поток
Рис. 4.33. высота поверхности моря вдоль спутникового трека (см. карту-врезку) в западной части Северной Атлантики.Измерения проводились радиолокационным высотомером Seasat с 17 сентября по 8 октября 1978 г.
Черная линия представляет собой локальную высоту морского геоида, а расстояния в сантиметрах являются отклонениями от этого уровня.
Вихри с холодным ядром всегда циклонические (против часовой стрелки в Северном полушарии), а вихри с теплым ядром всегда антициклонические — это относится ко всем мезомасштабным вихрям, а не только к кольцам Гольфстрима. Вы уже встречались с этой идеей в вопросе 4.11: «максимумы» на рис. 4.25 соответствуют вихрям с теплыми центральными областями, а минимумы — вихрям с холодными центральными областями.
Все водовороты Гольфстрима, как с теплым, так и с холодным ядром, содержат кольцо воды Гольфстрима. Вращательные скорости в этом кольце максимальны — до 1,5—2,0 м/с — и уменьшаются как к центру вихря, так и к внешнему «краю». Первоначально такая информация была получена в основном посредством измерений постоянного тока. Спутниковые изображения, подобные изображенным на рис. 4.31, чрезвычайно эффективно отображают горизонтальные вариации свойств воды, и они дают представление о структурах течений, сложность которых невозможно было бы полностью оценить с помощью традиционных океанографических методов, но они не могут предоставить информацию о скорости течений 9.
0003
Рис. 4.33 Изменение высоты поверхности моря по спутниковому треку (см. карту-врезку) в западной части Северной Атлантики. Измерения проводились радиолокационным высотомером Seasat с 17 сентября по 8 октября 1978 г. Черная линия представляет собой локальную высоту морского геоида, а расстояния в сантиметрах — отклонения от этого уровня.
Методом дистанционного зондирования, который может предоставить информацию о скорости течения, является спутниковая высота. с которым вы уже сталкивались в разделе 3.3.4. На фронтисписе показана динамическая топография поверхности моря, т. е. высота поверхности моря за вычетом геоида (рис. 3.22), за один проход спутника TOPEX-Poseidon. Такие мгновенные изображения поверхности моря можно использовать для определения скоростей поверхностных течений в это время, если предположить геострофическое равновесие. На рис. 4.33 показано, как менялась форма поверхности моря на спутниковом треке юго-восток-северо-запад в районе Гольфстрима в течение 21 дня.
Отчетливо проявляется само течение Гольфстрим, а также кольцо холодного ядра, которое в рассматриваемый период удалялось в сторону от траектории спутника.
Спутниковая альтиметрия очень интересна для физиков-океанологов, поскольку позволяет им увидеть динамическую топографию морской поверхности (раздел 3.3.4). Кроме того, сравнение непосредственно измеренных скоростей течений со значениями, рассчитанными по наблюдаемым уклонам морской поверхности, позволяет точно определить глубины, на которых скорости геострофических течений становятся равными нулю (т. е. глубины, на которых изобарические поверхности становятся горизонтальными) (раздел 3.3.3).
На этом наш обзор недавних измерений и наблюдений за Гольфстримом почти завершен — пример интенсивного западного пограничного течения. Вполне вероятно, что по мере того, как станет известно больше о других западных пограничных течениях, обнаружится, что они обладают многими общими характеристиками Гольфстрима. Прежде чем перейти к рассмотрению идущих к экватору восточных ветвей субтропических круговоротов — восточных пограничных течений, — мы кратко упомянем некоторые методы определения течений, которые до сих пор не обсуждались.