Важнейшая роль в образовании глобального климата нашей планеты принадлежит гидросфере, подавляющую часть объёма которой составляет вода Мирового океана. Происходящие в нем процессы в значительной степени определяют формирование погоды над земными континентами, поэтому он и получил название теплового аккумулятора или главного терморегулятора Земли. В роли механизмов выполнения этой функции выступают глубинные и поверхностные течения Мирового океана.
Природа возникновения
Океанические реки могут возникать под действием нескольких факторов, ни один из которых нельзя считать определяющим. Их комплексное воздействие характерно для любых видов подвижных масс (атмосферных и водных), к которым относятся реки, закрытые водоёмы, моря и океаны.
Суточное вращение Земли вокруг собственной оси приводит к возникновению инерционных сил — центробежной и силы Кориолиса. Их эффект проявляется в отклонении движущихся потоков — в северном полушарии вправо от меридиана, в южном — влево. Наглядным примером процесса служат реки, размывающие свой правый берег в северном полушарии и левый — в южном.
На величину силы и линейную скорость потоков влияет также близкая к сферической форма Земли. Такие параметры имеют максимальное значение на экваторе и уменьшаются в направлении полюсов. Этот фактор учёные считают основной причиной образования поверхностных течений в океане.
Гравитационное воздействие на воздушные и водные массы оказывают Земля, Луна и Солнце. Наибольшее влияние имеет собственное гравитационное поле планеты. Давно подтверждена связь между положением нашего ближайшего спутника и приливами морей и океанов, активно изучается значение притяжения Солнца.
Со школьных уроков географии многие помнят, что шесть земных материков отделены друг от друга океанами. По мнению океанографов, всё обстоит как раз наоборот — различные области единого Мирового океана разделены в некоторых местах материками, возраст которых значительно моложе гидросферы. При этом подводные и материковые рельефы характеризуются совокупностью идентичных форм и очертаний:
- равнин;
- горных массивов;
- плато;
- ущелий;
- котловин;
- каньонов.
Кроме формы и рельефа глубинной поверхности течения Мирового океана зависят от очертаний и направления береговой линии континентов.
В вопросе взаимодействия атмосферных фронтов и океанических течений существуют две противоположные теории. Первая из них основной причиной возникновения внутриокеанических потоков считает ветер и колебания атмосферного давления. В качестве примера специалисты называют течение Западных Ветров, циркулирующее вокруг Антарктиды, а также Гольфстрим, одной из причин возникновения которого служит постоянный нагон воды восточными пассатами в Мексиканский залив.
Сторонники второй теории основываются на законах термодинамики и сохранения энергии. Они доказывают, что слабая кинетическая энергия ветров не способна вызвать мощное движение водных потоков, особенно глубинных. На циркуляционное движение воды оказывает влияние показатель её солёности, зависящий от характеристик района, к которым относятся:
- географическая широта;
- глубина и рельеф дна;
- количество атмосферных осадков;
- испарение воды;
- поступление пресной воды от стока рек и таяния ледников.
Средняя по Мировому океану солёность воды составляет примерно 35 промилле или 35 граммов растворенных солей на литр. Наибольшее значение характерно для тропиков, наименьшее — для полярных зон.
Классификация и особенности
Разнообразие формирующих факторов и широкий диапазон их воздействия определяют уникальные характеристики и особенности для любого из известных науке океанических течений.
Для их классификации используется несколько критериев, позволяющих связать общие закономерности их формирования, взаимодействия и влияния на глобальные природные процессы:
- По глубине потока различают поверхностные течения, известные древним мореплавателям, и глубинные, открывать и исследовать которые учёные продолжают и сегодня. На формирование поверхностных огромное влияние оказывают пассатные ветра тропических широт, образующие мощные экваториальные реки. При столкновении с континентами одна часть этих потоков разворачивается назад, образуя противотечения, другая движется вдоль береговой линии в северном или южном направлении. Глубина поверхностных потоков может составлять сотни метров, глубинных — до десятков километров.
- По температурному показателю течения подразделяются на холодные, тёплые и нейтральные. Критерием служит температура окружающей поток водной среды, вследствие чего деление является довольно условным — течение со средней температурой 20 °C может быть отнесено к холодным, в то же время некоторые ответвления Гольфстрима с температурой не более 10 °C считаются тёплыми. Основная часть холодных потоков движется из высоких широт в экваториальные, большинство тёплых — из тропических широт в полярные.
- В зависимости от длительности существования океанические течения могут иметь устойчивый, неустойчивый или случайный характер. Характеристиками этого критерия служат скорость и направление потока. В первом случае они практически не изменяются во времени, а во втором могут меняться, но изменения повторяющиеся и длительные по времени. Кратковременные и однократные случайные течения обычно появляются в результате действия нескольких случайно совпавших по времени факторов.
- Критерий образующего фактора определяет основную причину возникновения и направление океанического или морского потока. К плотностным относятся течения, стремящиеся из области высокой солёности в область низкой. Направление сточных течений определяется разницей уровня воды в различных зонах океана. Дрейфовые и ветровые потоки формируются под действием постоянных или периодических атмосферных фронтов. Основным фактором образования приливных и отливных течений служит лунная сила притяжения.
- Ориентированность океанических течений относительно земных меридианов и экватора классифицирует их как зональные, движущиеся в пределах определённых широт на запад или восток, и меридиональные с южным или северным градиентом потока.
- По характеру движения течения выделяются прямолинейные, циклонические и антициклонические, некоторые классификации добавляют к ним окружные и меандрирующие. У прямолинейных потоков направление движения относительно прямое, форма циклонических и антициклонических напоминает круговорот. Окружные представляют собой один из типов антициклонических течений и образуют круговой поток воды вокруг островов и небольших архипелагов. Для меандрирующих течений характерно наличие в средней части течения основной струи и отклонений в виде плавных изгибов.
Распределение и влияние на климат
Схема распределения океанических течений напоминает знакомую по прогнозам погоды карту атмосферных фронтов с кольцами и воронками циклонов и антициклонов. Разница между ними заключается в том, что для воздушных потоков в основном используют изобарные линии постоянного давления, а для изображения основных течений океана больше подходят изотермические линии разных цветов (красные для тёплых, синие для холодных и чёрные для нейтральных).
Вторым отличием является постоянство изображения. Если карта прогноза погоды может изменяться несколько раз за день, то схема основных водных потоков Мирового океана остаётся неизменной уже десятки лет.
Как правило, к числу основных относят порядка сорока наиболее мощных и значимых для регулирования мирового климата океанических рек. Большая часть из них (около пятнадцати) входит в акваторию Тихого океана, чуть меньше (четырнадцать) — Атлантического. В Индийском океане циркулируют семь и в Северном Ледовитом — четыре течения.
Наиболее известным из поверхностных течений Атлантического океана является Гольфстрим, тёплые воды которого во многом определяют погоду Европы и достигают даже до северного побережья Сибири.
На просторах величайшего из океанов — Тихого — сформированы два огромных океанических кольцевых потока — северное и южное. Погоду Американского континента и Юго-Восточной Азии формируют входящие в кольца Перуанское, Калифорнийское, Куросио и другие течения.
Из четырёх течений Северного Ледовитого океана холодным является лишь одно — Восточно-Гренландское. Остальные относятся к тёплым. Это оказывает влияние не только на климат окружающей океан суши, но и на биологическое разнообразие водной флоры и фауны.
Без труда можно понять, почему все течения Индийского океана относятся к теплым или нейтральным. Особенностью региона является сезонное изменение направления мощных муссонных ветров и соответствующая ему смена направления движения воды в Муссонном, Сомалийском, Западно-Австралийском и даже в относительно холодном течении Игольного мыса.
