§ 1. Происхождение морских течений и их классификация

Морское течение – это поступательный горизонтальный перенос огромных масс воды верхнего слоя океана на большие расстояния по определенным путям в виде широких полос глубиной несколько сотен метров. Например, тропические антициклонические океанические течения простираются на 6-15 тыс. км. Течение Гольфстрим переносит за 1 секунду до 82 млн. м³ воды. Течения возникают под воздействием различных факторов: ветра, разности плотностей и уровней воды, приливообразующих сил Луны и Солнца. Главными инициаторами течений являются две силы: сила тяжести и сила трения. Затем подключаются еще две – отклоняющая сила Кориолиса и тормозящая сила внутреннего трения воды.

А) По происхождению морские течения классифицируются следующим образом:

1. Фрикционные - возникающие под действием сил трения воздуха о воду. При этом осуществляется давление ветра на склоны волн. Ветровая энергия передается на некоторую глубину. Выделяются два подтипа:

а) ветровые - вызванные временными ветрами;

б) дрейфовые - вызванные долговременными установившимися ветрами (пассаты).

2. Гравитационные – образующиеся под действием силы тяжести из-за возникновения уклона водной поверхности. Выделяются три подтипа:

а) плотностные - вызванные перераспределением плотности воды,

б) бароградиентные - возникающие вследствие перераспределения атмосферного давления, приводящие к наклону уровня воды,

в) стоковые - создающиеся при наклоне уровня вследствие притока береговых вод (Дунай, Днепр, Днестр создают избыток вод на северо-западном шельфе Черного моря).

3. Приливные - возникающие под действием приливообразующих сил Луны и Солнца.

4. Инерционные – остаточные течения, наблюдающиеся после прекращения действия всех возбуждающих движение факторов.

Б) По устойчивости выделяют группы:

1. Постоянные (Гольфстим, Куросио)

2. Периферические (муссонные, приливные)

3. Временные (вследствие интенсивных дождей, ветров).

В) По расположению выделяют течения:

1. поверхностные

2. глубинные

3. придонные

4. прибрежные.

Г) Классификации течений по физико-химическим свойствам:

По относительной температуре воды:

1. Теплые – с температурой воды большей, чем в окружающих водах.

2. Холодные – с температурой воды меньшей, чем в окружающих водах.

По солености:

1.Опресненные (например, стоковые поверхностные из Черного моря в Мраморное)

2. Осолоненные (например, глубинное из Мраморного в Черное море).

Д) По характеру движения:

1. прямолинейные (Восточно-Австралийское)

2. криволинейные (Южно-пассатное)

3. циклонические (Исландское, Норвежское)

4. антициклонические (Канарское, Перуанское)

В природных условиях не существует течений одного генезиса. Чаще имеет место гетерогенное происхождение.

§ 2. Теория ветровых течений

Основы теории были заложены В. Экманом в 1905 г. В теории предполагается плоский, бесконечно глубокий, однородный по плотности и вязкости океан и стационарный постоянный ветер. Этот ветер, создавая постоянное трение между водой и воздухом, приводит в движение поверхностные слои океана. Энергия этого движения передается нижележащим слоям силами внутреннего трения, при этом нижние слои в своем движении отстают от верхних под действием силы Кориолиса. Течение отклоняется под действием силы ветра на 45° вправо - в северном полушарии, и влево - в южном полушарии. С глубиной скорость течения уменьшается, а само течение продолжает поворачивать (рис. 25).

Рис. 25. Изменение направления и скорости течения с глубиной в северном полушарии

Глубина слоя, на которой течение становится направленным противоположно поверхностному течению, называется глубинной трения (или экмановским слоем трения), и он зависит от широты (на полюсе глубина трения минимальна). Среднее значение глубины трения – несколько десятков метров, а максимальное – около 300 м..

Для расчета скорости поверхностного течения V_o используется формула:

где W - скорость ветра, м/с, φ - широта места.