Многие знают о Гольфстриме, который, неся огромные массы воды из экваториальных широт в полярные, буквально согревает север Западной Европы и Скандинавию. Но мало кто знает, что существуют и другие теплые и холодные течения Атлантического океана. Как они влияют на климат прибрежных районов? Об этом расскажет наша статья. На самом деле течений в Атлантике очень много. Кратко перечислим их для общего развития. Это Западно-Гренландское, Ангольское, Антильское, Бенгельское, Гвинейское, Ломоносова, Бразильское, Гвианское, Азорское, Гольфстрим, Ирмингера, Канарское, Восточно-Исландское, Лабрадорское, Португальское, Североатлантическое, Флоридское, Фолклендское, Североэкваториальное, Южное Пассатное, а еще Экваториальное противотечение. Не все они оказывают на климат большое влияние. Некоторые из них вообще являются частью или фрагментами основных, более крупных течений. Вот о них и пойдет речь в нашей статье.

Почему образуются течения

В Мировом океане постоянно идет циркуляция больших невидимых «рек без берегов». Вода вообще очень динамичная стихия. Но с реками все понятно: они стекают от истока к устью из-за разницы в высотах между этими пунктами. Но что заставляет двигаться огромные массы воды в рамках океана? Из множества причин главными являются две: пассатные ветра и изменения атмосферного давления. Из-за этого течения делятся на дрейфовые и бароградиентные. Первые образуются пассатами - постоянно дующими в одном направлении ветрами. Таких течений большинство. Могучие реки выносят в моря большое количество воды, отличной от морской по плотности и температуре. Такие течения называются стоковыми, гравитационными и фрикционными. Следует принять во внимание и большую протяженность с севера на юг, которой обладает Атлантический океан. Течения в этой акватории поэтому имеют больше меридиональную, чем широтную направленность.

Что такое пассаты

Ветра - вот главная причина перемещения огромных масс воды в Мировом океане. Но что такое пассаты? Ответ следует искать в экваториальных областях. Там воздух прогревается больше, чем в других широтах. Он поднимается вверх и по верхним слоям тропосферы растекается по направлению к двум полюсам. Но уже на широте 30 градусов, основательно охладившись, он опускается вниз. Таким образом создается круговорот воздушных масс. В области экватора возникает зона низкого давления, а в тропических широтах - высокого. И тут проявляет себя вращение Земли вокруг оси. Если бы не оно, пассаты дули бы от тропиков обеих полушарий к экватору. Но, поскольку наша планета вращается, ветра отклоняются, приобретая западное направление. Так пассаты формируют основные течения Атлантического океана. В Северном полушарии они движутся по часовой стрелке, а в Южном - против. Это происходит потому, что в первом случае пассаты дуют с северо-востока, а во втором - с юго-востока.

Воздействие на климат

Исходя из того, что основные течения зарождаются в экваториальных и тропических областях, разумно было бы предположить, что все они являются теплыми. Но это происходит далеко не всегда. Теплое течение в Атлантическом океане, дойдя до полярных широт, не угасает, а, сделав плавный круг, обращается вспять, но уже изрядно охладившись. Это можно наблюдать на примере Гольфстрима. Он несет теплые массы воды из Саргассова моря на север Европы. Потом, под действием вращения Земли, он отклоняется на запад. Под именем Лабрадорского течения он спускается вдоль берега Североамериканского континента на юг, охлаждая приморские области Канады. Следует сказать, что теплыми и холодными эти массы воды называют условно - относительно температуры окружающей среды. Например, в Нордкапском течении зимой температура всего +2 °С, а летом - максимально +8 °С. Но его называют теплым, поскольку вода в Баренцевом море еще холоднее.

Основные течения Атлантики в Северном полушарии

Здесь, конечно же, нельзя не упомянуть Гольфстрим. Но и другие проходящие через Атлантический океан течения оказывают на климат близлежащих территорий немаловажное влияние. У Зеленого Мыса (Африка) рождается северо-восточный пассат. Он гонит огромные прогревшиеся массы воды на запад. Пересекая Атлантический океан, они соединяются с Антильским и Гвианским течениями. Эта усиленная струя движется к Карибскому морю. После этого воды устремляются на север. Это непрерывное движение по часовой стрелке называется теплым Североатлантическим течением. Край его у высоких широт неопределенный, размытый, а у экватора - более четкий.

Загадочное «Течение из Залива» (Golf-Stream)

Именно так называется течение Атлантическом океане, без которого Скандинавия и Исландия превратились бы, исходя из их близости к полюсу, в край вечных снегов. Раньше думали, что Гольфстрим рождается в Мексиканском заливе. Отсюда и название. На самом деле из Мексиканского залива вытекает лишь малая часть Гольфстрима. Основной поток поступает из Саргассова моря. В чем загадочность Гольфстрима? В том, что он, вопреки вращению Земли, течет не с запада на восток, а в обратном направлении. Его мощность превышает слив всех рек планеты. Скорость Гольфстрима внушительна - два с половиной метра в секунду на поверхности. Течение прослеживается и на глубине 800 метров. А ширина потока составляет 110-120 километров. Из-за большой скорости течения, вода из экваториальных широт не успевает охладиться. Поверхностный слой имеет температуру +25 градусов, что, конечно играет первостепенную роль в формировании климата Западной Европы. Загадка Гольфстрима состоит еще и в том, что он нигде не омывает материки. Между ним и берегом всегда имеется полоса более холодной воды.

Атлантический океан: течения Южного полушария

От африканского континента к американскому пассат гонит струю, которая из-за низкого давления в экваториальной области начинает отклоняться к югу. Так начинается аналогичный северному круговорот. Однако Южное Пассатное течение движется против часовой стрелки. Оно также проходит через весь Атлантический океан. Течения Гвианское, Бразильское (теплые), Фолклендское, Бенгельское (холодные) являются частью этого круговорота.

Циркуляция вод Мирового океана определяет обмен количеством вещества, тепла и механической энергии между океаном и атмосферой, поверхностными и глубинными, тропическими и полярными водами. Морские течения переносят большие массы воды из одних областей в другие, часто весьма в отдаленные районы. Течения нарушают широтную зональность в распределении температуры. Во всех трех океанах - Атлантическом, Индийском и Тихом - под влиянием течений возникают температурные аномалии: положительные аномалии связаны с переносом теплых вод от экватора в более высокие широты течениями, имеющими близкое к меридиональному направление; отрицательные аномалии вызваны противоположно направленными (от высоких широт к экватору) холодными течениями. Отрицательные аномалии температуры усиливаются, кроме того, подъемом глубинных вод у западных берегов континентов, вызванным сгонами вод пассатными ветрами.

Влияние течений сказывается не только на величине и распределении средних годовых значений температуры, но и на ее годовых амплитудах. Это особенно отчетливо проявляется в районах соприкосновения теплых и холодных течений, там, где границы их смещаются в течение года, как, например, в Атлантическом океане в районе соприкосновения Гольфстрима и Лабрадорского течений, в Тихом океане в районе соприкосновения течений Куросио и Курильского (Ойясио).

Течения оказывают влияние на распределение и других океанологических характеристик: солености, содержания кислорода, биогенных веществ, цвета, прозрачности и др. Распределение этих характеристик оказывает огромное влияние на развитие биологических процессов, растительный и животный мир морей и океанов. Изменчивость морских течений во времени и пространстве, смещение их фронтальных зон влияют на биологическую продуктивность океанов и морей.

Большое влияние оказывают течения на климат Земли. Например, в тропических областях, где преобладает восточный перенос, на западных берегах океанов наблюдаются значительные облачность, осадки, влажность, а у восточных, где ветры дуют с материков, - относительно сухой климат. Течения существенно влияют на распределение давления и циркуляцию атмосферы. Над осями теплых течений, как, например, Гольфстрим, Северо-Атлантическое, Куросио, Северо-Тихоокеанское, движутся серии циклонов, которые определяют погодные условия прибрежных районов материков. Теплое Северо-Атлантическое течение благоприятствует усилению исландского минимума давления, а, следовательно, и интенсивной циклонической деятельности в Северной Атлантике, Северном и Балтийском морях. Аналогично влияние Куросио на область алеутского минимума давления в северо-восточном районе Тихого океана. С теплыми течениями, проникающими в высокие широты, связана циклоническая циркуляция атмосферы, что способствует выпадению обильных атмосферных осадков. Над холодными течениями, напротив, развиваются отроги высокого давления, что вызывает уменьшение количества осадков. В районах встречи теплых и холодных течений часто отмечаются туманы и сплошная облачность.

Там, где теплые течения глубоко проникают в умеренные и приполярные широты, их влияние на климат сказывается особенно ярко. Хорошо известно смягчающее влияние Гольфстрима, Северо-Атлантического течения и его ветвей на климат Европы, течения Куросио -- на климатические условия северной части Тихого океана. Следует отметить большее значение в этом отношении Северо-Атлантического течения, чем Куросио, так как Северо-Атлантическое течение проникает почти на 40° севернее Куросио.

Резкие различия в климате создаются в том случае, если берега континентов или океанов омываются холодными и теплыми течениями. Так, например, восточное побережье Канады находится под влиянием холодного Лабрадорского течения, западное же побережье Европы омывается теплыми водами Северо-Атлантического течения. В результате в зоне между 55 и 70° с. ш. продолжительность безморозного периода на побережье Канады менее 60 дней, на европейском - 150-210 дней. Ярким примером воздействия течений на климатические и погодные условия служит Чилийско-Перуанское холодное течение, температура вод которого на 8-10° ниже окружающих вод Тихого океана. Над холодными водами этого течения воздушные массы, охлаждаясь, образуют сплошной покров слоисто-кучевых облаков, в результате на побережье Чили и Перу наблюдаются сплошная облачность и отсутствие осадков. Юго-восточный пассат создает в этом районе сгон, т. е. отход от берега поверхностных вод и подъем холодных глубинных вод. Когда побережье Перу находится только под воздействием этого холодного течения, этот период характеризуется отсутствием тропических штормов, дождей и гроз, а летом, особенно при усилении идущего навстречу теплого прибрежного течения Эль-Ниньо, здесь наблюдаются тропические штормы, разрушительной силы грозы, ливни, размывающие почву, жилые постройки, дамбы, насыпи.

Пульсации океанических течений, меандрирование и смещение их осей к югу или северу оказывают существенное влияние на климат прибрежных районов. Одновременными наблюдениями за распределением температуры в пределах таких крупномасштабных потоков, как Гольфстрим и Куросио, обнаружены извилины (меандры), имеющие волнообразный характер. Они напоминают меандры рек и в виде сгущения изотерм в оси главного потока перемещаются вместе с течением. Например, смещение оси Куросио к югу и северу достигает 350 миль между 34 и 40° с. ш. Положение фронтов Куросио - Ойясио, Гольфстрим - Лабрадорское и других течений испытывает полумесячные, месячные, полугодовые, годовые и многолетние колебания. В связи с этим наблюдаются колебания климатологических и метеорологических факторов на побережьях близлежащих материков. Погодные условия Японии связывают с колебаниями фронта Куросио, климатические условия Курильской гряды, о. Хоккайдо и севера о. Хонсю находятся под влиянием холодного течения Ойясио.

16.11.2007 13:52

Течением называется перенос частиц воды из одного места океана или моря в другое.

Течения охватывают огромные массы океанских вод, распространяясь широкой полосой на поверхности океана и захватывая слой воды той или иной глубины. На больших глубинах и у дна существуют более медленные перемещения частиц воды, чаще всего обратного направления по сравнению с поверхностными течениями, составляющего часть общего круговорота вод Мирового океана .

Основные силы, вызывающие морские течения, определяются как гидрометеорологическими, так и астрономическими факторами.

К первым следует отнести:

1) плотностную силу или движущую силу течений, создаваемых разностью плотностей ввиду неравномерности изменений температуры и солености воды моря

2) наклон уровня моря, вызванный избытком или недостатком вод в том или ином районе, вследствие например берегового стока или ветровых нагонов и сгонов

3) наклон уровня моря, вызванный изменениями в распределении атмосферного давления, создающими опускание уровня моря в области повышенного атмосферного давления и поднятие уровня в области пониженного давления

4) трение ветра о поверхность вод моря и давление ветра на тыловую поверхность волн.

Ко вторым относятся приливообразующие силы Луны и Солнца, непрерывно меняющиеся в связи с периодическими изменениями относительного расположения Солнца, Земли и Луны и создающие горизонтальные колебания водных масс или приливо-отливные течения.

Сразу же после возникновения течения, вызванного одной или несколькими из указанных сил, возникают вторичные силы, влияющие на течения. Эти силы неспособны вызвать течения, они только видоизменяют уже возникшее течение.

К таким силам относятся:

1) сила Кориолиса, отклоняющая в северном полушарии всякое движущееся тело вправо, а в южном полушарии влево от направления своего движения, зависящая от широты места и скорости движения частиц

2) сила трения, замедляющая всякое движение

3) центробежная сила.

Морские течения подразделяются по следующим признакам:

1. По происхождению, т.е. по факторам, их вызывающим - а) плотностные (градиентные) течения; б) дрейфовые и ветровые течения; в) сточные или стоковые течения; г) бароградиентные; д) приливо-отливные; е) компенсационные течения, являющиеся следствием почти полной несжимаемости воды (неразрывности), возникают из-за необходимости восполнить убыль воды, например от сгона воды ветром или оттока ее вследствие наличия других течений.

2. По районам происхождения.

3. По продолжительности или по устойчивости: а) постоянные течения, идущие из года в год в одном и том же направлении с некоторой скоростью; б) временные течения вызываемые преходящими причинами и изменяющие свое направление и скорость в зависимости от времени действия и величины образующей силы; в) периодические течения, меняющие свое направление и скорость в соответствии с периодом и величиной приливообразующих сил.

4. По физико-химическим характеристикам, например, теплые и холодные. Причем абсолютная величина температуры для характеристики течения не имеет значения; температура вод теплых течений выше температуры вод, создаваемых местными условиями, температура вод холодных течений ниже.

Основные течения в Тихом океане , оказывающие влияние на климат Приморья

Куросио (Куро-Сио) Система Куросио разделяется на три части : а) собственно Куросио, б) дрейф Куросио и в) Северо-Тиохеанское течение. Собственно Куросио называется участок теплого течения в западной части северной половины Тихого океана между островом Тайвань и 35° с.ш., 142° в.д.

Началом Куросио служит ветвь Северного пассатного течения, идущая на север вдоль восточных берегов Филиппинских островов . У острова Тайвань Куросио имеет ширину около 185 км и скорость 0.8-1.0 м/с. Далее оно отклоняется вправо и проходит вдоль западных берегов островной гряды Рюкю, причем скорость временами возрастает до 1.5-1.8 м/с. Увеличение скоростей Куросио происходит обычно летом при попутных ветрах летнего юго-восточного муссона.

На подходах к южной оконечности острова Кюсю течение разделяется на две ветви: главная ветвь проходит через пролив Ван-Димена в Тихий океан (собственно Куросио), а другая ветвь направляется в Корейский пролив (Цусимское течение). Собственно Куросио при подходе к юго-восточной оконечности острова Хонсю - мысу Надзима (35° с.ш., 140° в.д.) - поворачивает на восток, будучи отжимаемо от берега холодным Курильским течением.

В точке с координатами 35° с.ш., 142° в.д. от Куросио отделяются две ветви: одна направляется на юг, а другая - на северо-восток. Эта последняя ветвь проникает далеко на север. Следы северо-восточной ветви можно наблюдать вплоть до Командорских островов .

Дрейфом Куросио называется участок теплого течения между 142 и 160° в.д., далее начинается Северо-Тихоокеанское течение.

Наиболее устойчивым из всех трех составляющих систему Куросио является течение собственно Куросио, хотя оно подвержено большим сезонным колебаниям; так в декабре, в период наибольшего развития зимнего муссона, дующего с севера или северо-запада, там, где обычно располагается Куросио, корабли часто отмечают течения, направленные на юг. Это свидетельствует о большой зависимости течения от муссонных ветров, обладающих у восточных берегов Азии большой силой и постоянством.

Влияние Куросио на климат прибрежных стран Восточной Азии таково, что потепление вод в области Куросио вызывает зимой обострение зимнего муссона.

. Курильское течение

Курильское течение, иногда называемое Ойя-Сио, - холодное течение. Оно зарождается в Беринговом море и течет сначала на юг под названием Камчатского течения вдоль восточных берегов Камчатки , а затем вдоль восточных берегов Курильской гряды.

В зимнее время через проливы Курильской гряды (особенно через южные ее проливы) из Охотского моря в Тихий океан поступают массы холодной воды, а иногда и льдов, чем в значительной степени усиливается Курильское течение . Зимою скорость Курильского течения колеблется около 0.5-1.0 м/с, летом она несколько меньше - 0.25-0.35 м/с.

Холодное Курильское течение идет сначала по поверхности, проникая на юг немногим далее мыса Нодзима - юго-восточной оконечности острова Хонсю . Ширина Курильского течения у мыса Нодзима составляет около 55.5 км. Вскоре после прохождения мыса течение опускается под поверхностные воды океана и продолжается еще на протяжении 370 км в виде подводного течения.

Основные течения в Японском море

Японское море расположено в северо-западной части Тихого океана между материковым берегом Азии , Японскими островами и островом Сахалин в географических координатах 34°26"-51°41" с.ш., 127°20"-142°15" в.д. По своему физико-географическому положению оно относится к окраинным океаническим морям и отгорожено от смежных бассейнов мелководными барьерами.

На севере и северо-востоке Японское море соединяется с Охотским морем проливами Невельского и Лаперуза (Соя), на востоке - с Тихим океаном Сангарским (Цугару) проливом, на юге - с Восточно-Китайским морем Корейским (Цусимским) проливом . Самый мелкий из них пролив - Невельского имеет максимальную глубину 10 м, а самый глубокий Сангарский - около 200 м.

Наибольшее влияние на гидрологический режим бассейна оказывают субтропические воды, поступающие через Корейский пролив из Восточно-Китайского моря. Движение вод в Японском море формируется вследствие суммарного действия глобального распределения атмосферного давления, поля ветра, потоков тепла и воды. В Ти хом океане к Азиатскому материку происходит наклон изобарических поверхностей с соответствующим переносом вод. В Японское море из Тихого океана поступают в основном воды западной ветви теплого Куросио, проходящей через Восточно-Китайское море и добавляющей его воды.

Из-за мелководности проливов в Японское море поступают только поверхностные воды. Ежегодно через Корейский полив в Японское море поступает от 55 до 60 тыс. км3 теплой воды. Струя этих вод в виде Цусимского течения меняется в течение года. Наиболее интенсивна она в конце лета - начале осени, когда под воздействием юго-восточного муссона происходит усиление западной ветви Куросио и нагон вод в Восточно-Китайское море . В этот период приток вод увеличивается до 8 тыс. км3 в месяц. В конце зимы приток вод в Японское море через Корейский полив уменьшается до 1.5 тыс. км3 в месяц. Вследствие прохождения Цусимского течения у западных берегов Японских островов, уровень моря здесь оказывается в среднем выше на 20 см, чем в Тихом океане у восточных берегов Японии. Поэтому уже в первом по пути движения вод этого течения Сангарском проливе происходит интенсивный сток вод в Тихий океан.

Примерно 62% вод Цусимского течения уходит через этот пролив, вследствие чего далее оно становится сильно ослабленным. Еще около 24% объема поступающих из Корейского пролива вод стекает через пролив Лаперуза и уже севернее его поток теплых вод становится крайне незначительным, но все же незначительная часть вод Цусимского течения проникает летом в Татарский пролив . В нем из-за малости сечения пролива Невельского большая часть этих вод поворачивает на юг. По мере продвижения потока вод в Цусимском течении к северу в него включаются воды других течений и от него отклоняются струи. В частности струи, отклоняющиеся к западу перед Татарским проливом, сливаются с выходящими из него водами, формируя идущее с небольшой скоростью к югу Приморское течение .

Южнее залива Петра Великого это течение разделяется на две ветви: прибрежная продолжает движение на юг и частично отдельными струями вместе с возвратными водами Цусимского течения в вихревых круговоротах выходит в Корейский пролив , а восточная струя отклоняется к востоку и соединяется с Цусимским течением. Прибрежную ветвь называют Северо-Корейским течением.

Вся перечисленная система течений образует общую для всего моря циклоническую циркуляцию, в которой восточная периферия состоит из теплого течения, а западная - из холодного.

Распределение температуры и скорость на поверхности Японского моря представлены по данным электронного Атласа по океанографии Берингова, Охотского и Японского морей (ТОИ ДВО РАН) за январь, март, май, июль, сентябрь, октябрь.

Скорости течений в южной половине моря выше, чем в северной. Вычисленные динамическим методом они в верхнем 25 метровом слое Цусимского течения убывают от 70 см/с в Корейском проливе примерно до 29 см/с на широте пролива Лаперуза и становятся менее 10 см/с в Татарском проливе . Скорость холодного течения существенно меньше. Она увеличивается к югу от нескольких сантиметров в секунду на севере до 10 см\с в южной части моря.

Помимо постоянных течений нередко наблюдаются дрейфовые и ветровые течения, которые вызывают сгоны и нагоны воды. Бывают случаи, когда суммарные течения, слагаемые в основном из постоянных, дрейфовых и приливо-отливных течений, направлены под прямым углом к берегу или от берега. В первом случае они называются прижимными, во втором отжимными. Скорость их обычно не превышает 0.25 м/с.

Водообмен через проливы оказывает доминирующее влияние на гидрологический режим южной и восточной половины Японского моря . Втекающие через Корейский пролив субтропические воды ветви Куросио в течение всего года отепляют южные районы моря и воды, прилегающие к побережью Японских островов вплоть до пролива Лаперуза, в результате чего воды восточной части моря всегда теплее, чем западной.

Литература: 1. Доронин Ю. П. Региональная океанология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986 г.

2. Истошин И. В. Океанология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1953 г.

3. Лоция Японского моря. Ч.1, 2. - Л.: Картфабрика ВМФ, 1972 г.

4. Атлас по океанографии Берингова, Охотского и Японского морей (ТОИ ДВО РАН). - Владивосток, 2002 г.

Начальник ОГММ
Юшкина К.А.

1

В статье сделана попытка прояснить вопрос о степени влияния океанских поверхностных течений на климатические показатели прилегающей суши. Определена ведущая роль океана во всей климатической системе Земли. Показано, что перенос тепла и влаги на сушу осуществляется со всей поверхности океана воздушными массами. Роль поверхностных океанских течений состоит в перемешивании теплых и холодных водных масс. Отмечено, что существенную роль в теплообмене между океаном и атмосферой играют долгопериодные волны Россби, представляющие собой преимущественно вертикальные водные потоки. Выявлено, что на прилегающую сушу океанские течения действуют локально – только при условии, что площадь суши очень незначительна и сопоставима с размерами самого океанского течения. В этом случае, в зависимости от соотношения характеристик самого течения и прилегающей суши, возможны небольшие температурные изменения (как в сторону повышения, так и в сторону понижения). Прямого влияния течений на количество осадков на суше установить не удалось.

поверхностные течения океана

взаимодействие океана и атмосферы

климатическая система

Гольфстрим

волны Россби

1. Анисимов М.В., Бышев В.И., Залесный В.Б., Мошонкин С.Н., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. О междекадной изменчивости климатических характеристик океана и атмосферы в регионе Северной Атлантики // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2012. – Т. 9, № 2. – С. 304–311.

2. Бондаренко А.Л., Борисов Е.В., Серых И.В., Суркова Г.В., Филиппов Ю.Г., Щевьев В.А. О влиянии волн Россби мирового океана на термодинамику его вод и атмосферы, погоду и климат Земли // Метеорология и гидрология. – 2011. – № 4. – С. 75–81.

3. Козина О.В., Дугин В.С. Климатообразующая роль океанических течений // Вестник Нижневартовского государственного университета. – 2013. – № 3. – С. 22–31.

4. Ростом Г.Р. Прописные географические истины против заблуждений // География в школе. – 2013. – № 5. – С. 57–60.

6. Gastineau G., Frankignoul C., D’Andrea F. Atmospheric response to the north Atlantic ocean variability on seasonal to decadal time scales // Climate Dynamics. – 2013. – V. 40, № 9–10. – P. 2311–2330.

В последние годы большой интерес вызывают вопросы, связанные с изменениями характеристик климатической системы Земли и их причинами. Надо отметить, что систематические наблюдения за изменениями климата начались сравнительно недавно. Ещё в 17 веке метеорология являлась частью науки физики. Именно учёным-физикам мы обязаны изобретением метеорологических приборов. Так, Галилеем с учениками были изобретены термометр, дождемер, барометр. Только со второй половины 17 века в Тоскане начинают проводиться инструментальные наблюдения. Тогда же разрабатываются и первые метеорологические теории. Но потребовалось почти два столетия на пути к систематическим метеорологическим наблюдениям. Они начинаются во второй половине 19 века в Европе, после изобретения телеграфа. В 1960-е гг. была проведена большая работа по созданию глобальной сети системы наблюдений за погодой. В последнее время все чаще в средствах массовой информации стали появляться сообщения об участившихся случаях необычно большого количества выпавших осадков в Европе, внезапного выпадения снега в тропических районах США и Северной Африки, цветении растений в пустыне Атакама. Долгое время не прекращаются споры о степени влияния Гольфстрима на климат Европы, о неблагоприятных последствиях при возможном прекращении функционирования этого теплого течения. К сожалению, материал подается таким образом, что создается впечатление, что мир перевернулся с ног на голову и в скором времени нужно ожидать какие-нибудь катастрофические климатические явления. Непростая фактическая картина подогревается разнообразными футуристическими предсказаниями о существенных изменениях привычного порядка вещей вроде значительного повышения уровня океана, значительного изменения угла наклона земной оси, сильного повышения температуры приземного слоя атмосферы.

В этой связи большое значение имеет выяснение причин климатических явлений, которые должны помочь адекватно воспринимать действительность и принимать разумные шаги по адаптации к предстоящим изменениям. В данной статье предпринята попытка определить степень влияния океанских поверхностных течений на климат прилегающей суши. Данный аспект выбран по причине того, что в науке о Земле влияние океанских течений на климат прилегающей суши немного переоценено. Из-за этого приуменьшается роль океана в формировании климата суши, искажается тем самым понимание поведения климатической системы Земли и отдаляется момент принятия адекватных мер по адаптации.

Существует мнение, что теплые морские течения приносят осадки и тепло на прилегающую сушу . Этому учат и в школах, и в вузе. Всесторонний анализ существующей картины говорит о неоднозначном проявлении этого постулата.

Океанскую воду можно рассматривать как накопитель солнечного тепла на Земле. Океанская вода поглощает 2/3 солнечной радиации. Теплоемкость океана настолько велика, что океанская вода (кроме поверхностного слоя) практически не меняет температуру по сезонам (в отличие от поверхности суши). Поэтому зимой на океанском побережье тепло, а летом - прохладно. Если же площадь суши (по сравнению с площадью океана) невелика (как в Европе), то отепляющее влияние океана может распространяться на значительные пространства. Выявлена тесная связь между потерей океаном тепла и потеплением атмосферного воздуха, и наоборот , что является логичным. Вместе с тем последние данные исследований говорят о более сложной картине тепловой динамики океана и атмосферы. Ведущую роль в потере океаном тепла ученые отдают такому пока еще малоизученному явлению, как североатлантическая осцилляция . Это периодические многодекадные изменения температуры океана, наблюдаемые в Северной Атлантике. С конца 1990-х гг. наблюдалась волна потепления океанской воды. В результате во многих районах северного полушария наблюдалось необычно большое количество ураганов. В настоящее время происходит переход к периоду понижения температуры поверхностных океанских вод. Это, скорее всего, уменьшит количество ураганов в северном полушарии.

Сезонное постоянство температуры всей массы океанской воды, особенно в районе тропиков, привело к формированию над поверхностью океана постоянных центров высокого давления, которые получили название центров действия атмосферы. Благодаря им существует общая циркуляция атмосферы, которая представляет собой запускающий механизм общей циркуляции океанских вод. Благодаря действию постоянных ветров возникают поверхностные течения Мирового океана. С их помощью осуществляется перемешивание океанской воды, а именно: поступление теплых вод в холодные области (с помощью «теплых» течений) и прохладных вод - в теплые (с помощью «холодных» течений). Необходимо помнить, что «теплыми» или «холодными» эти течения являются только по отношению к окружающим водам. Например, температура теплого Норвежского течения - + 3 °С, холодного Перуанского - + 22 °С. Системы океанских течений совпадают с системами постоянных ветров и представляют собой замкнутые кольца. Что касается течения Гольфстрим, то оно действительно приносит тепло в воды Северной Атлантики (но никак не в Европу) . В свою очередь, теплые воды Северной Атлантики передают свое тепло атмосферному воздуху, который вместе с западным переносом может распространиться в Европе.

Последние исследования по вопросу теплообмена между океанскими водами Северной Атлантики и атмосферой показали, что ведущую роль в изменении температуры океанских вод играют не столько течения, сколько волны Россби .

Тепловое взаимодействие океана и атмосферы происходит при разности температуры поверхностного слоя океанской воды и нижнего слоя воздуха атмосферы. Если температура воды поверхностного слоя океана больше температуры нижнего слоя атмосферы, то тепло от океана передаётся атмосфере. И наоборот, тепло передаётся океану, если воздух теплее океана. Если же температуры океана и атмосферы равны, то передача тепла между океаном и атмосферой не происходит. Чтобы существовал поток тепла между океаном и атмосферой, должны существовать механизмы, изменяющие температуру воздуха или воды в контактной зоне океан - атмосфера. Со стороны атмосферы это может быть ветер, со стороны океана - это механизмы движения воды в вертикальном направлении, обеспечивающие поступление воды с температурой отличной от температуры контактной зоны океана и атмосферы. Такими вертикальными движениями воды в океане являются долгопериодные волны Россби. Эти волны отличаются от известных нам ветровых волн по многим параметрам. Во-первых, они имеют большую длину (до нескольких сотен километров) и меньшую высоту. Об их присутствии в море исследователи обычно судят по изменению вектора течений частиц воды. Во-вторых, это долгопериодные инерционные волны, время жизни которых достигает десяти и более лет. Такие волны относят к градиентно-вихревым, которые обязаны своим существованием гироскопическим силам и определяются законом сохранения потенциального вихря.

Другими словами, ветер генерирует поток, который, в свою очередь, генерирует инерционные волны. Применительно к данному движению воды термин «волна» является условным. Частицы воды совершают преимущественно вращательные движения, причем как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. В результате на поверхность поднимаются или теплые, или холодные водные массы. Одним из следствий этого явления является перемещение и искривление (меандрирование) систем течений .

Результаты исследования и их обсуждение

Течения как частный случай проявления свойств океанских вод при стечении определенных факторов могут оказывать существенное влияние на метеорологические показатели прибрежной суши. Например, теплое Восточно-Австралийское течение способствует еще большему насыщению влагой океанского воздуха, из которого при подъеме по Большому Водораздельному хребту на востоке Австралии выпадают осадки. Теплое Норвежское течение растапливает арктические льды в западной части Баренцева моря. Как следствие, зимой воды Мурманского порта не замерзают (тогда как в самом Мурманске зимой температура опускается ниже - 20 °С). Оно же обогревает узкую полосу западного побережья Норвегии (рис. 1, а). Благодаря теплому течению Куросио у восточных берегов Японских островов зимние температуры более высокие, чем в западной части (рис. 1, б).

Рис. 1. Распределение среднегодовых температур воздуха в Норвегии (а) и Японии (б); в град. Цельсия: красной стрелкой обозначены теплые течения

Холодные течения также могут воздействовать на метеорологические характеристики прибрежной суши. Так, холодные течения в тропиках у западных берегов Южной Америки, Африки и Австралии (соответственно - Перуанское, Бенгельское, Западно-Австралийское) отклоняются к западу, а на их место поднимаются еще более холодные глубинные воды. В результате, нижние слои прибрежного воздуха охлаждаются, возникает температурная инверсия (когда нижние слои холоднее верхних) и исчезают условия для образования осадков. Поэтому здесь располагаются одни из самых безжизненных пустынь - береговые (Атакама, Намиб). Другим примером является влияние холодного Камчатского течения у восточных берегов Камчатки. Оно дополнительно охлаждает прибрежные области (особенно летом) вытянутого небольшого по площади полуострова, и, как следствие, южная граница тундры распространяется гораздо южнее среднеширотной границы.

Вместе с этим необходимо отметить, что говорить о прямом влиянии теплых океанских течений на увеличение количества осадков прибрежной суши с достаточной степенью уверенности нельзя. Зная механизм образования осадков, приоритет в их появлении необходимо отдать наличию горных территорий на побережьях, по которым воздух поднимается, охлаждается, влага в воздухе конденсируется и формируются осадки. Наличие теплых течений на побережье нужно считать совпадением или дополнительным стимулирующим фактором, но никак не главной причиной образования осадков. Там, где больших гор нет (например, на востоке Южной Америки и аравийском побережье Юго-Западной Азии), наличие теплых течений не ведет к повышению количества осадков (рис. 2). И это несмотря на то, что в этих районах ветер дует со стороны океана на сушу, т.е. существуют все условия для полного проявления влияния теплых течений на побережье.

Рис. 2. Распределение годового количества осадков на востоке Южной Америки (а) и аравийском побережье Юго-Западной Азии (б): красной стрелкой обозначены теплые течения

Что касается непосредственно образования осадков, то общеизвестно, что они формируются при поднятии воздуха вверх и его последующем охлаждении. При этом влага конденсируется и образуются осадки. Ни теплые, ни холодные течения существенного влияния на поднятие воздуха не оказывают. Можно выделить три района Земли, в которых существуют идеальные условия для образования осадков:

1) на экваторе, где воздушные массы всегда восходящие благодаря сложившейся системе циркуляции атмосферы;

2) на наветренных склонах гор, где воздух поднимается вверх по склону;

3) в районах умеренного пояса, испытывающих влияние циклонов, где потоки воздуха всегда восходящие. На мировой карте осадков можно убедиться, что именно в этих районах земли количество осадков наибольшее.

Важным условием образования осадков является благоприятная стратификация атмосферы. Так, на ряде островов, расположенных в центре океанов, особенно в районах, прилегающих к субтропическим антициклонам, в течение круглого года дожди выпадают крайне редко, несмотря на то, что и влагосодержание воздуха здесь достаточно большое, и перенос влаги здесь существует в сторону этих островов. Чаще всего такая ситуация наблюдается в районе пассатов, где восходящие токи слабы и не достигают уровня конденсации. Образование пассатной инверсии объясняется нагреванием воздуха в процессе его опускания в зоне субтропических антициклонов, с последующим охлаждением нижних слоев от более холодной водной поверхности.

Выводы

Таким образом, влияние поверхностных океанских течений на климат прилегающей суши локально и проявляется только при стечении определенных факторов. Благоприятное стечение факторов проявляется, по крайней мере, в двух типах районов Земли. Во-первых, на небольших по площади территориях, сопоставимых с размерами течений. Во-вторых, на территориях с экстремальными (высокими или низкими) температурами. В этих случаях, если вода более теплая, узкая прибрежная полоса суши будет обогреваться (Североатлантическое течение в Британии). Если температура воды течения более низкая - наоборот, узкая прибрежная полоса суши будет охлаждаться (Перуанское течение у западного побережья Южной Америки). В общем случае наибольшее влияние на поступление тепла на сушу оказывает вся масса океанской воды посредством переноса тепла циркуляционными атмосферными потоками.

Таким же образом поступает и влага на сушу - с поверхности всего океана через атмосферные потоки. При этом обязательно должно выполняться одно дополнительное условие - для того, чтобы воздух отдал полученную над океаном влагу, он должен подняться в верхние слои атмосферы, чтобы охладиться. Только тогда влага конденсируется, и выпадают осадки. В этом процессе океанские течения играют очень незначительную роль. Больше всего океанские течения (холодные в тропических широтах) способствуют дефициту осадков. Это проявляется при прохождении холодных течений в тропиках у западных берегов Южной Америки, Африки и Австралии.

Что касается областей, лежащих в глубине континента, например Центрально-Чернозёмных областей Русской равнины, то характер атмосферной циркуляции в безморозный период года обуславливает преимущественно режим антициклональной, солнечной погоды, формирующийся в массах континентально умеренного воздуха. Морские воздушные массы приходят на данную территорию преимущественно в изменённом виде, потеряв на пути своего следования значительную часть своих основных свойств.

Говоря о влиянии Гольфстрима на климат Европы, надо иметь в виду два важных момента. Во-первых, под Гольфстримом в данном случае необходимо понимать всю систему теплых североатлантических течений, а не собственно течение Гольфстрим (оно североамериканское и к Европе никакого отношения не имеет). Во-вторых, помнить о поступлении тепла и влаги с поверхности всего Атлантического океана посредством их переноса воздушными массами. Одного теплого океанского течения для обогрева всей Европы явно мало.

В конце необходимо напомнить, что, являясь ветровыми, поверхностные течения Мирового океана вряд ли исчезнут, пока существует установившаяся на Земле система циркуляции атмосферы.

Библиографическая ссылка

Аничкина Н.В., Ростом Г.Р. О СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ ОКЕАНСКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕЧЕНИЙ НА КЛИМАТ ПРИЛЕГАЮЩЕЙ СУШИ // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 12-1. – С. 122-126;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36273 (дата обращения: 29.03.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Иногда говорят, что нашу планету было бы правильнее называть не Земля, а Вода, ведь суша («земля» как таковая) – это лишь четверть её поверхности. Остальное пространство принадлежит океанам, составляющим мировой океан. Именно в нём, как предполагают учёные, когда-то зародилась жизнь… и по сей день океан во многом определяет жизнь на суше. И дело тут не только в судоходстве, соединяющем города и страны, рыболовном промысле, испокон веку кормящим многие народы, не только в приятном отдыхе на морских побережьях… «Дыхание» океана ощущает на себе земная атмосфера – именно оно во многом определяет климат.

Мировой океан находится в постоянном движении. Потоки воды в нём – своего рода «реки в океане» – называют течениями. Они бывают постоянными и периодическими, подводными и поверхностными, холодными и тёплыми, установившимися (не изменяющимися во времени) и установившимися (изменяющимися).

Причины, которые порождают морские течения, весьма разнообразны. Есть приливные течения, особенно сильные у берегов, компенсационные, связанные с наклоном уровня моря, ветровые, причём постоянные ветры, меняющие направление в зависимости от сезона, порождают такие же течения – муссонные и пассатные. Вызывает течения и разница в атмосферном давлении над поверхностью океана.

Постоянные течения имеют разное направление. Одни из них начинаются в низких широтах и двигаются к высоким – они несут тёплые воды, другие – наоборот, это холодные течения. Поскольку главный «аккумулятор» солнечной энергии на нашей планете – это океан, то от того, как морские течения «разнесут» и «раздадут» тепло разным участкам суши, во многом зависит погода на Земле, а поскольку течения постоянны – то и климат.

Некоторые постоянные течения даже получили собственные имена – например, Гольфстрим. Это тёплое течение от Флориды до Скандинавии, Баренцева моря и Северного ледовитого океана. Ширина этого течения составляет от 70 до 90 км, а глубина простирается практически до дна. Эта тёплая «река в океане» каждую секунду перемещает примерно 50 миллионов кубометров воды – это больше, чем все реки Земли, вместе взятые! Самое мощное в мире океанское течение несёт тёплые воды из Мексиканского залива на север, перенося при этом до 100 ккал/см2 тепла – примерно столько, сколько получает от Солнца мировой океан в целом. Именно благодаря ему порт Мурманск зимой не замерзает – несмотря на то, что расположен он за полярным кругом. Смягчает он и климат европейских стран, прилегающих к Атлантическому океану: в Северной Америке на той же широте климат более суровый. Впрочем, в этом есть и заслуга другого течения – Лабрадорского. Само по себе оно холодное, но сталкиваясь с теплым Гольфстримом, оно отклоняет его, направляя в сторону Европы.

Впрочем, не меньшую роль в создании климатических условий играют и холодные течения. Так, все знают, что в тропиках жарко, но мало кто задумывается, что там могло бы быть ещё жарче (может, и жить-то было бы нельзя), если бы не холодное Бенгельское течение у юго-западного побережья Африки и такое же течение Гумбольдта (оно же – Перуанское) у западного побережья Южной Америки. Именно они оказывают «охлаждающее» воздействие на тропический регион. В то же время влияние Перуанского течения «сушит» климат Южной Америки, образуя пустыни.

Морские течения влияют не только на температуру воздуха, но и на движение воздушных масс, иной раз провоцируя даже ураганы.

Как видим, океанские течения – это сущая «фабрика» погоды. Изменятся они – изменится климат в целом. И изменения эти происходят прямо-таки на наших глазах. Так, уже не первый год зимой «заваливает» снегом Западную Европу, не привычную к такому положению дел. Учёные объясняют это тем, что замедляется и остывает Гольфстрим. Связано это с процессом глобального похолодания… да-да, именно похолодания. Никакого глобального потепления нет – а вот похолодание идет уже около трёх веков, и наглядное свидетельство тому – остывание Гольфстрима. Связано ли это как-то с деятельностью человека? Руководитель кафедры рационального природопользования и экологии географического факультета МГУ академик А.Капица считает, что предполагать это – сущая мания величия: серьёзно повредить природе человек не может. Глобальное похолодание связано со смещением магнитных полюсов, земной оси и изменением солнечной активности.