МОРСЬКІ ТЕЧІЇ: ЯК ВОНИ ВИРОБЛЯЮТЬСЯ, ВИДИ, НАСЛІДКИ, ЗНАЧЕННЯ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2025

Ці струму є масовим переміщенням поверхневого і глибоких вод, викликані вітрами, Землі «сек обертання, різниця в температурі і солоності. Вони можуть бути неглибокими і глибокими, при цьому неглибокі з’являються на перших 200 - 400 м глибині. Зі свого боку глибокі течії на більші глибини.

Поверхневі морські течії утворюються за рахунок натискання води вітрами, а глибокі - через різницю температур і солоності.

Основні морські течії у світі. Джерело: Доктор Майкл Підвірні (див. Http://www.physicalgeography.net) / Загальнодоступне надбання

І дрібна, і глибока течія доповнюють одна одну, утворюючи великий океанічний конвеєр. Таким чином, водні маси рухаються в поверхневих течіях, які йдуть від екватора до полярного кола і повертаються в глибокі течії.

У разі глибоких течій вони повертаються до екватора і продовжують до Антарктиди через усі океани. В Антарктиді вони прямують на схід, перетинаючи Індійський океан, а звідти до Тихого океану, де теплі поверхневі течії рухаються на північ і повертаються в Атлантику.

Системи морських течій утворюють так звані океанські гіри, по яких вода циркулює в океанах планети. Існує 5 основних гіроскопів, два в Атлантичному океані, два в Тихому океані і один в Індійському океані.

Серед найвизначніших течій - Мексиканська затока, Лас-Агуас, Східна Австралія, Гумбольдт і Середземноморська течія. Усі океанські течії виконують важливі функції планетарної системи, регулюючи клімат, розподіляючи поживні речовини та біорізноманіття, а також полегшуючи судноплавство.

Як виробляються океанські течії?

- Загальні умови океану

В Світовому океані існує градієнт поверхневої температури, де максимальна температура розташована в Червоному морі з 36 ºC, а мінімальна в морі Ведделла (Антарктида) з -2 ºC. Так само є вертикальний градієнт температури, з теплими водами в перші 400 м і дуже холодною зоною нижче 1800 м.

Існує також градієнт солоності, з солоними водами в районах з меншою кількістю опадів, таких як Атлантика та менш солоних, де більше дощу (Тихоокеанський). З іншого боку, на узбережжі, де річки, що постачають прісну воду, потік відносно берегів, менше солоності.

У свою чергу, і температура, і солоність впливають на щільність води; чим вище температура, тим менша щільність і чим вища солоність, тим вище щільність. Однак, коли морська вода замерзає і утворює лід, її щільність більша, ніж у рідкої води.

- ефект Коріоліса

Земля обертається на своїй осі на схід, викликаючи явний прогин у будь-якому об’єкті, що рухається по його поверхні. Наприклад, снаряд, запущений з екватора до ділянки на Алясці (північ), приземлиться трохи праворуч від цілі.

Це ж явище впливає на вітри та океанські течії і відоме як ефект Коріоліса.

- Розвиток струмів

Поверхневі струми

Через диференціальне нагрівання Землі спостерігаються теплі температури біля екватора і холодні на полюсах. Маси гарячого повітря піднімаються, створюючи вакуум, тобто область низького тиску.

Таким чином, простір, залишений гарячим повітрям, заповнюється повітрям із холодної області (зони високого тиску), яка переміщується туди завдяки дії вітрів. Крім того, Земля своїм обертальним рухом викликає відцентрову силу на екваторі, внаслідок чого вода рухається на північ і південь у цій області.

Так само води поблизу екватора менш солоні, оскільки є більше дощів, які забезпечують прісну воду та розріджують солі. Тоді як до полюсів дощ падає менше, і великий відсоток води замерзає, тому концентрація солей у рідкій воді вище.

З іншого боку, на екваторі води тепліші через більшу частоту сонячної радіації. Це змушує воду в цій місцевості розширюватися і підвищувати її рівень або висоту.

Поверхневі течії Північноатлантичного Гіру

Аналізуючи дію цих факторів у Північній Атлантиці, спостерігається, що утворюється велика система замкнутої циркуляції морських течій. Він починається з вітрів, що приходять з північного сходу (торгові вітри), що викликають поверхневі морські течії.

Ці північно-східні течії, досягаючи екватора, рухаються на захід внаслідок обертання, починаючи від західного узбережжя Африки. Потім, досягнувши Америки, екваторіальний струм стикається з безперервними наземними перешкодами на півночі.

Північноатлантичний струм. Джерело: Центр космічних польотів Годдарда Похідна робота MagentaGreen (версія SVG) / Загальнодоступне надбання

Наявність перешкод плюс відцентрова сила екватора та різниця температур між екваторіальними та полярними водами спрямовують струм на північний схід. Струм збільшує свою швидкість, коли він циркулює у вузьких каналах між Карибськими островами та Юкатанським каналом.

Потім з Мексиканської затоки він продовжується через протоку Флориди, зміцнюючись приєднанням до течії Антильських островів. Звідси він продовжує свій курс на північ уздовж східного узбережжя Північної Америки, а згодом і на північний схід.

Глибокі течії Північноатлантичного Гіру

Під час своєї подорожі на північ Гольфстрім втрачає тепло і вода випаровується, стає солонішою і щільнішою, занурюючись у глибоку течію. Пізніше, досягнувши сухопутної перешкоди Північно-Західної Європи, вона розпадається, і одна гілка продовжується на північ, потім повертає на захід, а інша продовжує південь і повертається до екватора.

Закриття північноатлантичного гиру

Гілка течій північноатлантичного Гіро, що стикається із Західною Європою, прямує на південь і утворює Канарську течію. У цей процес включені течії Середземного моря в західному напрямку, які вносять велику кількість солей до Атлантичного океану.

Так само торгові вітри штовхають води африканського узбережжя на захід, завершуючи Північноатлантичний поворот.

Північноатлантичний субполярний гір

Нинішній загін на північ утворює північноатлантичний підполярний Гір, ідучи на захід, відповідає Північній Америці. Тут формується холодна і глибока течія Лабрадору, яка прямує на південь.

Цей океанський потік Лабрадора проходить під Гольфстрімом у зворотному напрямку. Рух цих струмів задається різницею температур і сольової концентрації (термохалінові струми).

Великий океанський конвеєр

Набір термохалінових струмів утворює систему струмів, що циркулює нижче поверхневих струмів, утворюючи великий океанічний конвеєр. Це система холодних і глибоких течій, що йде від Північної Атлантики до Антарктиди.

Океанічний конвеєр. Джерело: Avsa / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

В Антарктиді течії йдуть на схід, а при проходженні Австралії вона прямує до Північного Тихого океану. У цьому процесі води прогріваються, тому вони піднімаються, коли досягають Північного Тихого океану. Потім вони повертаються в Атлантику у вигляді теплої поверхневої течії, проходячи через Індійський океан і з'єднуючись з океанічними гірами.

Типи океанічних течій

Існує два основних типи океанічних течій, визначені чинниками, що їх породжують, та океанічним рівнем, через який вони циркулюють.

Неглибокі та глибокі морські течії. Джерело: Thomas Splettstoesser / Public domain

Поверхневі морські течії

Ці течії виникають у першій 400-600 м глибині моря і зароджуються вітрами та обертанням Землі. Вони складають 10% маси води в Світовому океані.

Глибокі морські течії

Глибокі течії відбуваються нижче глибини 600 м і витісняють 90% маси морської води. Ці струми називаються термохаліновою циркуляцією, оскільки вони викликані різницею температури води ("термо") та концентрації солі ("галін").

Основні океанські течії

Основні морські течії у світі. Mariiana QM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Океанські гіри

Відповідно до картини вітрів і дії обертання Землі морські течії утворюють кругові системи течій, які називаються океанічними гірами. Є 6 основних оборотів:

• Північноатлантичний жир
• Південноатлантичний жир
• Північно-Тихий океан Гір
• Південь Тихого океану Гіро
• Поворот Індійського океану
• Антарктичний віджимання

Кожен виток утворений різними струмами, з яких струм західної межі кожного витка спрямований до відповідного полюса. Іншими словами, північноатлантичні та північно-тихоокеанські джири переходять на Північний полюс, а південноатлантичні, південно-тихоокеанські та індійські гіри переходять на південний полюс.

Океанічні жири. Джерело: NOAA / Public domain

Струми західної межі кожної гіри є найсильнішими, і тому течія Мексиканської затоки відповідає Північноатлантичному Гіру, а Куросіо - течією до Північно-Тихоокеанського.

У південноатлантичному Гіре найсильніший струм Бразилії та в Південному Тихому океані - у Східній Австралії. Зі свого боку, у Гіро-дель-Індіко знаходиться течія Лас-Агуас, яка проходить уздовж східного узбережжя Африки з півночі на південь.

Взявши для прикладу Північноатлантичний жир, ми виявимо, що вся система складається з чотирьох струмів. У цьому Гіро, крім Гольфстріму на заході, є північноатлантичний потік, що йде на північний схід.

Потім на сході розташований струм Лас-Канарії, який прямує на південний схід, і ланцюг закривається північним екваторіальним струмом на захід.

Мексиканська затока

Ця течія є частиною північноатлантичного жиру і так називається тому, що народжується в Мексиканській затоці. Тут поверхневі води нагріваються і розширюються, підвищуючи рівень моря відносно більш холодних північних вод.

Тому струм генерується від затоки на півночі, де вода втратить тепловідтікання і утворює північноатлантичний струм.

Західноєвропейський клімат

Гольфстрім значною мірою сприяє регулюванню клімату Західної Європи, завдяки тепла, яке він несе до Мексиканської затоки. Це тепло, що виділяється з Гренландії, виводиться на континент західними вітрами, зменшуючи континентальні температури.

Середземноморська течія

Середземне море є майже закритим басейном, за винятком 14,24 км широкого зв’язку з Атлантичним океаном через Гібралтарську протоку. Це море щорічно втрачає близько 1 м води шляхом випаровування в тепле літо.

Зв'язок з Атлантикою та течії, що утворюються, дозволяють відновити втрачену воду та кисню. Течії, які виходять з Середземномор'я, допомагають формувати Гольфстрім.

Градієнт солоності

Солоність і температура є основними факторами, що впливають на течію між Середземномор'ям і Атлантикою. Втрачаючи воду через випаровування в закритому районі, солоність у Середземномор'ї вища, ніж в Атлантичному океані поза протокою.

Вода з більшим вмістом солі щільніше і йде на дно, утворюючи глибокий струм у напрямку до Атлантики з меншою концентрацією солей. З іншого боку, поверхневий шар Атлантики тепліший, ніж у Середземномор'ї, і генерує поверхневий струм від Атлантики до Середземномор'я.

Струм Гумбольдта

Це поверхневий потік холодної води, який прямує від Антарктиди до екватора вздовж південноамериканського узбережжя Тихого океану. Це відбувається від підйому або підйому частини холодних вод глибокої течії Південного Тихого океану при зіткненні з південноамериканським узбережжям.

Він є частиною субтропічного Жиро Південного Тихого океану і відповідає за забезпечення великою кількістю поживних речовин до берегів Чилі, Перу та Еквадору.

Наслідки

Розподіл тепла та солоності

Океанські течії течуть від місць з теплішими і солонішими водами до більш холодних регіонів з меншою концентрацією солі. У цьому процесі вони допомагають розподіляти тепло навколишнього середовища та вміст солі в Світовому океані.

Вплив на клімат

Переміщуючи маси теплої води до холодних районів, течії беруть участь у регулюванні клімату Землі. Прикладом цього є помірний вплив температури навколишнього середовища, що чиниться течією Мексиканської затоки в Західній Європі.

Таким чином, якби Гольфстрім припинив текти, температура Західної Європи знизилася б у середньому на 6 ° С.

Урагани

Морські течії, транспортуючи тепло, забезпечують випаровування вологи та створюють круговий рух у тісному зв’язку з вітрами, які є причиною ураганів.

Газообмін

Морська вода підтримує постійний обмін газів з атмосферою, включаючи водяну пару, кисень, азот та СО _2. Цей обмін стає можливим завдяки руху води морськими течіями, що сприяє руйнуванню поверхневого натягу.

Прибережне моделювання

Океанські течії чинять силу зносу (ерозії) на поверхні морського дна та берегів, через які вони проходять. Цей ерозивний ефект протягом тисяч років формує морське дно, підводні гори та берегові лінії.

Розподіл поживних речовин та біорізноманіття

З іншого боку, морські течії несуть із собою поживні речовини, а також планктон, який живиться ними. Це обумовлює поширення морської фауни, оскільки вона зосереджена там, де є більше їжі.

Планктон пасивно захоплюється поверхневими течіями, а частина поживних речовин осідає на дно, де вони витісняються глибокими течіями. Пізніше ці поживні речовини повертаються на поверхню в так званих оточеннях або морських відслоненнях вод.

Сплив або відплив морських вод

Глибокі течії породжують так звані запади або відслонення морських вод. Це підйом холодних глибоких вод на поверхню, які несуть поживні речовини, що відкладаються в глибокому океані.

Зростаючі морські течії. Джерело: NASA / Public domain

У районах, де це відбувається, спостерігається більший розвиток популяцій фітопланктону і, отже, риб. Ці райони стають важливими рибними зонами, такими як узбережжя Перуанського Тихого океану.

Концентрація забруднюючих речовин

Океани страждають від серйозних проблем із забрудненням через дії людини, куди входить велика кількість відходів, особливо пластикових. Морські течії несуть це сміття, і завдяки круговому малюнку поверхні вони зосереджені у визначених районах.

Тут виникають так звані пластикові острови, які утворюються шляхом концентрування пластикових фрагментів на великих територіях в центрі океанських гір.

Таким же чином, поєднання поверхневих морських течій з хвилями та формою берегової лінії концентрують відходи в певних районах.

Важливість для екосистем та життя на Землі

Морські міграції

Багато морських видів, такі як черепахи, китоподібні (кити, дельфіни) та риби, використовують океанські течії для своїх далеких океанських міграцій. Ці течії допомагають визначити маршрут, зменшити енергію подорожі та забезпечити їжею.

Доступність поживних речовин

Розподіл поживних речовин як горизонтально, так і вертикально в океанах залежить від морських течій. Це в свою чергу впливає на популяції фітопланктону, які є первинними виробниками та базою харчових тканин.

Там, де є поживні речовини, є планктон і риба, які харчуються ним, а також інші види, які живляться рибою, як морські птахи.

Риболовля

Розподіл поживних речовин через океанські течії впливає на доступність риболовлі для людини.

Доступність кисню

Морські течії, мобілізуючи воду, сприяють її оксигенації, що має важливе значення для розвитку водного життя.

Наземні екосистеми

Прибережні та внутрішні екосистеми впливають на морські течії в тій мірі, в якій вони регулюють континентальний клімат.

Навагіація

Морські течії дозволили розвинути судноплавство людиною, дозволяючи морським подорожам до віддалених напрямків. Це стало можливим дослідженням Землі, розповсюдженням людського виду, торгівлею та економічним розвитком загалом.

Фактори, що впливають на напрям струмів

Напрямок, який здійснюють океанські течії, виражається у закономірній закономірності світового океану. Ця закономірність напрямків визначається множиною факторів, силами яких є сонячна енергія та сила тяжіння Землі та Місяця.

Сонячне випромінювання, атмосферний тиск та напрям вітрів

Сонячне випромінювання впливає на напрям океанських течій, будучи причиною вітрів. Це основна причина утворення поверхневих течій, що слідують за напрямком вітрів.

Градієнт температури і сила тяжіння

Сонячне випромінювання також впливає на напрям океанських течій, нагріваючи воду і змушуючи її розширюватися. Завдяки цьому вода збільшується в об’ємі і підвищує рівень моря; з вищими районами океану (гарячий), ніж інші (холодний).

Це утворює різницю рівнів, тобто схил, переміщуючи воду в бік нижньої частини. Наприклад, на екваторі температура висока, і тому вода розширюється, визначаючи рівень моря на 8 см вище, ніж в інших районах.

Градієнт солоності

Ще одним фактором, який впливає на напрям океанських течій, є різниця в засоленості між різними ділянками океану. Оскільки вода солоніша, її густина збільшується і протікає, а глибокі течії рухаються як функція градієнтів температури і солоності.

Морський і прибережний рельєф

Форма континентального шельфу та берегової лінії також впливають на напрямок морських течій. У випадку поверхневих течій, що проходять уздовж берегів, форми наземних форм впливають на їх напрямок.

Зі свого боку, глибокі струми, що впливають на континентальний шельф, можуть зазнавати як горизонтальних, так і вертикальних відхилень.

Обертання Землі та ефект Коріоліса

Обертання Землі впливає на напрям вітрів, створюючи відцентрову силу на екваторі, штовхаючи струми у бік полюсів. Крім того, ефект Коріоліса відхиляє течії праворуч у Північній півкулі та ліворуч у Південній півкулі.

Список літератури

1. Кемпбелл, Н. та Різ, Дж. (2009). Біологія. 8-е видання Pearson Benjamin / Cummings.
2. Кастро, П. і Губер, Мінесота (2007). Морська біологія. 6-е видання McGraw-Hill.
3. Kelly, KA, Dickinson, S., McPhaden, MJ та Johnson, GC (2001). Океанські течії помітні в даних супутникового вітру. Геофізичний дослідний лист.
4. Нойман, Г. (1968). Океанські течії. Видавнича компанія "Elsevier"
5. Пінеда, В. (2004). Глава 7: Морфологія океанічного дна та характеристики берегової лінії. В: Верлінгер, С (Ред.). Морська біологія та океанографія: поняття та процеси. Том І.
6. Prager, EJ And Earle, SS (2001). Океани. McGraw-Hill.
7. Уланскі, С. (2012). Гольфстрім. Неймовірна історія про річку, яка перетинає море. Turner Publications SL