Страница 3 из 35
Во время рейса этого судна было открыто Антильско—Гвианское противотечение. Оно разделяет Антильское и Гвианское течения. Его ширина около 80— 150 миль, а его воды проникают на глубину 1000–1500 метров. Объем вод, переносимых этим течением, в два раза меньше объема вод, которые переносит Гольфстрим, однако их вполне достаточно для того, чтобы беспрерывно питать течение Ломоносова, а также пассатное противотечение на поверхности океана.
«Кухня земной погоды» ставит перед учеными все новые вопросы. Так, в научных кругах считалось, что течение Кромвелла и течение Ломоносова несут свои воды вдоль экватора. Не прошло и пятнадцати лет, как ученые усомнились в этом «факте». В 1974 году вновь экспедиция на «Академике Курчатове». И вот установлено: течение Ломоносова извивается, подобно реке, в районе экватора. Амплитуда его отклонения — около одного географического градуса, а период — почти сутки.
Мы рассмотрели часть течений Мирового океана, которые направлены почти вдоль параллелей. Для того,' чтобы картина была более полной, нужно упомянуть также Северо — Атлантическое и Северо — Тихоокеанское течения. Первое представляет собой продолжение Гольфстрима, а второе — продолжение Куросио. Оба течения направлены на восток, подобно Антарктическому циркумполярному течению. Причем надо отметить, что по обеим сторонам течения вода имеет различную температуру. Севернее от течений температура на 10–15 градусов ниже, нежели в их южной периферии.
Возникает вопрос: возможно ли, чтобы в океане существовали течения, распространяющиеся только вдоль параллелей? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо взглянуть на карту мира. Сразу становится ясно, что это возможно единственно в умеренных широтах южного полушария. Там берега континентов не являются препятствием для течения Западных ветров. В иных же частях океана берега континентов представляют собой непреодолимое препятствие для течений. И тогда подобно рекам, на пути которых возникает какая‑то возвышенность, течения меняют свое направление и движутся вдоль берегов континентов. По мнению некоторых ученых, именно это способствует созданию интенсивных потоков у восточных и западных берегов. Иные ученые оспаривают эту точку зрения, но об этом будет сказано ниже. А теперь давайте вновь обратимся к карте течений.
Сразу становится заметна замкнутость циркуляционных систем, образованных различными течениями, т. е. так называемых циркуляционных колец. Центры таких колец находятся внутри океана, в субтропических районах Земли, а по периферии, например, на севере Атлантического океана, распространяются Северное Пассатное течение, Гольфстрим, Северо — Атлантическое течение и Канарское течение. Обычно эти кольца называют субтропическими, и они примечательны своей асимметрией по направлению с запада на восток. Асимметрия выражается в том, что у западных берегов интенсивность течения намного выше, нежели у восточных. (См. рис. на с. 43). При этом объем водных масс, переносимых западными течениями, значительно больше, чем у восточных. Другой характерной особенностью субтропических течений является то, что в Южном полушарии они выражены гораздо слабее, что объясняется климатической однородностью этих районов Земли.
Гольфстрим и Куросио — наиболее изученные течения в Мировом океане. Мощность Гольфстрима возрастает на 7 % на каждые 100 км, причем у Флоридского пролива течение переносит уже 30 млн. кубических метров воды в секунду, а на расстоянии 2000 км от пролива это количество возрастает до 90 млн. кубических метров. Этот мощный поток движется в узкой прибрежной полосе практически по изобатам, т. е. линиям одинаковой глубины. У мыса Хаттерас течение выходит в открытый океан.
Подобным поведением отличается и Куросио, но, в отличие от Гольфстрима, оно несет на одну треть воды меньше. Пройдя Филиппины, Куросио устремляется на северо — запад к берегам Японии, приблизительно до 35° с. ш., где оно меняет свое направление и продолжается на восток уже как Северо — Тихоокеанское течение.
Часть вод, перенесенных на север Гольфстримом и Куросио, возвращается назад Канарским и Калифорнийским течениями. Канарское течение переносит около 16, а Калифорнийское — 13 миллионов кубических метров воды в секунду. Для них, также как и для их южных аналогов, характерны мощные восходящие движения, способствующие увеличению биологической продуктивности, глубинные противотечения в непосредственной близости от континентов и противотечения на поверхности.
Например, в области Калифорнийского течения прибрежное противотечение (течение Дэвидсона) хорошо выражено зимой, когда ослабевают северные ветры. Для всех течений восточных океанских областей характерно то, что они не только частично компенсируют западные течения, но и представляют собой циркуляционные системы, связанные с вертикальным подъемом и опусканием водных масс, которые формируются в результате специфического распределения ветрового поля и расположения континентов.
Погода и климат
Все мы привыкли к ежедневным сводкам погоды. И хотя многие еще относятся к прогнозу погоды с известны! долей предубеждения, тем не менее, все знают, что над территорией нашей страны периодически проходят огромные циклоны и антициклоны, теплые или холодные воздушные массы. Они почти всегда перемещаются с запада на восток, что совпадает с направлением главного воздушного потока в средних географических широтах, у которого есть свой аналог и в океанах. Это Северо — Атлантическое и Северо — Тихоокеанское течения. Несут ли эти два течения циклоны и антициклоны? Проводя аналогию между циркуляцией атмосферы и океана, можно предположить, что ответ будет положительным. Однако каждое предположение нуждается в доказательстве.
Обратимся же к данным экспериментов и проследим, можно ли на основании этих данных утверждать о существовании циклонов и антициклонов в океанах. Но прежде рассмотрим вопрос о циклонах и антициклонах в атмосфере. Что позволяет ученым — метеорологам судить об их наличии в атмосфере и как они следят за процессом их образования и развития?
Как известно, суша, особенно в густонаселенных районах земли, покрыта плотной сетью метеорологических станций. На каждой из них проводятся измерения атмосферного давления, температуры, скорости ветра, количества осадков и др. Если данные о значениях геопотенциала[1] в определенный момент времени, полученные многими метеорологическими станциями, нанести на карту и соединить точки с одинаковым геопотенциалом, то получим распределение геопотенциала в данный момент. При сравнении двух подобных карт, но относящихся к разным отрезкам времени, можно сделать вывод, что воздушные массы, перемещаясь в пространстве, трансформируются. То же самое про — исходит и с полями температуры, скорости ветра и т. д.
Изолинии высоты изобарической поверхности 500 миллибаров 15. VIII. 1977 г. Н и В обозначают места снижения и поднятия изобарической поверхности. Они определяют места циклонов и антициклонов в атмосфере.
Изолинии высоты изобарической поверхности 500 миллибаров 16.VIII. 1977 г. Кроме трансформации основных барических центров, хорошо заметен поворот всей картины в направлении с запада на восток.
Изолинии высоты изобарической поверхности 500 миллибаров, усредненные за август 1977 г. После усреднения циклоны и антициклоны (особенно в средних широтах), заметные на прежних двух рисунках, исчезли.
В научной практике очень часто используется прием усреднения данных. Предположим, что данные о геопотенциале на огромной территории Земли усреднены по времени за один месяц, и на основе этих данных составим карту распределения геопотенциала. Сравнивая вновь полученную карту с картами, отражающими две моментные ситуации за такой же период, мы видим, что некоторые циклонические и антициклонические образования исчезают и что поле усредненного атмосферного давления характеризуется значительно большей гладкостью изолиний[2].
1
Геопотенциал — потенциал силы тяжести или работа, совершаемая при поднятии единицы массы в поле силы тяжести на определенный уровень. Эта работа пропорциональна высоте изобарических поверхностей. В холодных областях изобарические поверхности располагаются ближе к земле, а в зоне экватора — выше. Их наклон является мерой скорости и направления ветра.
2
Изолинии — линии, в каждой точке которых физические величины имеют одинаковое значение.