Движение водных масс

Движение воды в океане

Вода в природе является подвижной средой, поэтому находится в постоянном движении. Причинами этого движения являются сила тяжести, влияние ветра, Лунное и Солнечное притяжение.

Важной формой движения воды в океане являются течения – горизонтальные перемещения водных масс.

Течения частично напоминают реки, они захватывают неглубокий слой воды и имеют небольшую ширину.

Рисунок 1. Направления течений в Северном и в Южном полушариях. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

По мнению Л.П. Шубаева, существует общая закономерность перемещения водных и воздушных масс, которая определяется неравномерным нагреванием и охлаждением поверхности планеты.

Течения по своей глубине могут быть:

• поверхностные,
• подповерхностные,
• глубинные,
• придонные.

Лучше изучены поверхностные течения. Течения имеют разное происхождение и по этому показателю поверхностные течения делятся на фрикционные, градиентные, приливно-отливные.

Фрикционные течения могут быть вызваны временным ветром, тогда они будут ветровые и постоянным ветром – это уже дрейфовые течения.

В результате большого количества осадков уровень воды может подняться, в этом случае возникают сточные течения, а при испарении или оттоке воды, образуются компенсационные течения.

Температура воды в течениях тоже может быть разной, и, исходя из этого, они бывают теплыми и холодными.

Теплым называется такое течение, в котором температура воды выше окружающей.

Холодное течение имеет температуру ниже по сравнению с температурой окружающей воды.

Есть течения нейтральные, где температура воды окружающих вод и самого течения примерно равная.

Различаются течения и по устойчивости – постоянные, периодические, временные.

Постоянные течения связаны с воздействием постоянных ветров, поэтому они сохраняют направление и среднюю скорость.

Скорость и направление периодических течений меняется, потому что их формирование происходит под воздействием муссонов.

Скорость и направление временных течений изменчивы.

К самым крупным относятся тропические антициклонические системы течений океана, простирающиеся от одного берега Атлантического океана до другого берега на 6000-7000 км, а в Тихом океане на 14000-15000 км.

Поверхностная вода сносится от восточных берегов океана к экватору и из глубины на её место поднимается холодная вода из умеренных широт. Так образуются холодные течения – Канарское, Калифорнийское, Перуанское, Бенгельское, Западноавстралийское. Скорость этих течений около 10 см/с.

В Тихом океане было зафиксировано около 15 основных океанических потоков, в Атлантическом океане – 14 водных потоков, в Индийском океане – 7 потоков, и самое маленькое количество в Северном Ледовитом океане – четыре потока.

Из всех потоков Ледовитого океана Западно-Гренландское, Западно-Шпицбергенское, Норвежское относятся к теплым течениям, а Восточно-Гренландское – холодное течение.

Все они движутся со скоростью 50 см/с.

Теплыми или нейтральными являются течения Индийского океана, но есть исключения. Такие течения, как Муссонное, Сомалийское, Западно-Австралийское, течение Игольного мыса являются холодными и движутся со скоростью 70 см/с.

Скорость остальных течений Индийского океана варьируется от 25 до 75 см/с. Они подвержены муссонным ветрам, поэтому меняют свое направление два раза в году – в летний период они направлены на восток, а зимой движутся на запад.

Приливо-отливные движения водных масс

Приливы и отливы представляют собой периодически происходящие горизонтальные перемещения водных масс.

Рисунок 2. Приливные волны. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Причиной их возникновения является Лунное и Солнечное притяжение.

Отличительной особенностью этих течений является то, что они захватывают всю толщу водной массы.

Скорость их становится несколько меньше в придонных слоях, потому что идет трение о дно.

Приливные течения имеют разный характер движения у берегов и в открытом море. Важным фактором интенсивности этих явлений является степень связи водоема с Мировым океаном.

Меньшая степень проявления приливно-отливных явлений характерна для более замкнутых водоемов. В таких морях, как Балтийское, Каспийское, Черное приливы и отливы практически не заметны.

Узкий залив или устье реки, находящиеся в месте образования прилива, приводят к мощной приливной волне, получившей название приливного бора.

Иногда волна поднимается вверх по течению реки на сотни километров.

Приливной бор наблюдается:

• на реке Амазонка, где высота его доходит до 4-х метров, и скорость достигает 25 км/ч;
• в Китае на реке Фучуньцзян, высотой до 9 метров и со скоростью 40 км/ч;
• в Канаде в заливе Фанди высота волны достигает 15-18 метров, но в настоящее время прилив ослабляется построенной дамбой на реке Птикодьяк;
• в заливе Кука на Аляске приливная волна имеет высоту 2 метра и скорость 20 км/ч;
• самые высокие приливы в России случаются в Пенжинской губе Охотского моря и доходят до 12,9 метров.

Лунные приливные силы в два раза больше солнечных, несмотря на то, что сила солнечного тяготения в 200 раз больше лунного. Это зависит от степени гравитационной неоднородности, а не от величины гравитационного поля. Если расстояние от источника поля увеличивается, его однородность уменьшается быстрее по сравнению с величиной самого поля. В результате приливные силы, которые вызываются солнечным притяжением, будут значительно слабее.

На возникновение приливов и отливов свое влияние оказывает и суточное вращение планеты. Вода Мирового океана тоже имеет форму эллипсоида, большая ось которого с осью вращения Земли не совпадает, но принимает участие в её вращении вокруг этой оси. Это приводит к тому, что по взаимно противоположным сторонам Земли по океану бегут две волны, приводящие два раза в сутки повторяющиеся явления отлива и прилива.

Волны в океане

Ещё одним видом движения воды в морях и океанах являются волны – это колебательное движение воды.

Волны на поверхности океана может вызвать даже слабый ветер, а при его усилении на волнах появляются «барашки» – белые пенистые гребешки. Такие волны оцениваются уже в 3 балла.

Частицы воды при колебательном движении не передвигаются в горизонтальном направлении, вода в волне поднимается и опускается вверх и вниз.

Волнение водной поверхности устанавливается при скорости ветра более 1 м/с и охватывает верхнюю толщу воды.

Волнение воды в морях оценивается по 9-балльной шкале, которые определяются по состоянию водной поверхности:

• слабое волнение оценивается от 1 до 3-х баллов;
• волнение 4-5 баллов будет умеренное;
• сильное волнение будет при 6-7 баллах;
• волнение 8-9 баллов будет исключительным.

Высота волн может доходить до 20 и более метров, что сравнимо с высотой пятиэтажного дома, её разрушительная сила огромна, она может выносить обломки скал массой до 15 тонн.

Особенно высокие волны характерны для умеренных широт Южного полушария. Огромное водное пространство и сильные постоянные ветры способствуют их образованию.

Полоса безветрия и слабых ветров отмечается в экваториальных широтах, поэтому здесь отмечается самое малое волнение водной поверхности.

Неспокойное состояние с умеренным волнением характерно для тропических широт, где господствуют постоянные ветры.

Не только ветер может быть причиной появления волн, но и движения земной коры.

Сильные подводные землетрясения вызывают волны, получившие название цунами. Эти волны распространяются в океане со скоростью 400-800 км/ч.

В открытом океане они незаметны и неопасны, а когда они заходят в бухту, их высота увеличивается от 15 до 40 м.

Рисунок 3. Цунами. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Обрушиваясь на берег, они приносят огромные разрушения и уносят в океан всё, что встречается на их пути. Во всех опасных районах специальные службы оповещают население о приближении этой волны.