Система течений Гольфстрим и ее значение для географической оболочки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Система течений Гольфстрим и ее значение для географической оболочки

Оглавление

Введение

Глава 1. Течения Мирового океана

Глава 2. Механизм возникновения системы течений Гольфстрим

Глава 3. Характеристика системы течений Гольфстрим

3.1 Схема циркуляции, движение

3.2 Глубина и состав

3.3 Скорость, температура и их изменения

Глава 4. Влияние системы на географическую оболочку. Возможное развитие изменений в системе течений

Заключение

Список использованных источников

Введение

течение гольфстрим географическая оболочка

Книга М. Ф. Мори «Физическая география моря», изданная в 1856 году, начинается словами: «Есть в океане река, не мелеющая ни в какую засуху, не выходящая из берегов своих ни при каком наводнении. Берега и дно у нее состоят из холодной воды, между тем, как ее собственные струи - теплые. Исток ее в Мексиканском заливе, а устье в полярных морях. Это Гольфстрим.

На свете нет другого водного потока, который поспорил бы с ним в великолепии и громадности: он течет быстрее Миссисипи и Амазонки и в тысячу раз превосходит их своим объемом. Воды его от залива до берегов Каролины имеют цвет индиго. Пределы их обозначаются так отчетливо, что сразу легко проследить линию их соединения с обыкновенными водами моря; случается даже видеть, как корабль одним своим боком плывет по синей воде Гольфстрима, а другим по обыкновенным темно-зеленым волнам океана; так резко определилась линия раздела, так незначительно сродство между обеими водными массами и упорно противятся они взаимному смешению».

Впервые о существовании Гольфстрима узнали в 1513 году. Тогда три судна под командованием Понсе де Леона едва не погибли во Флоридском проливе. Они направлялись на юг от нынешнего мыса Канаверал, но Гольфстрим сносил их назад.

Систематическое изучение Гольфстрима началось с 1931 года экспедициями «Атлантиса», принадлежащего только что созданному Вудсхоллскому океанографическому институту. Обобщение исследований, описание и объяснение динамики Гольфстрима были даны Стоммелом (1958, 1965).

Гольфстрим - это самое мощное и наиболее известное океаническое течение. Оно начинается еще в южных широтах, проходит через Карибское море, Флоридский пролив, пересекает Атлантический океан и доходит до островов Шпицберген и Новая Земля, простираясь на десять тысяч километров. Такое течение, безусловно, имеет большое влияние на географическую оболочку. Воды Гольфстрима несут колоссальное количество тепла, которым обогревается вся Западная и Северная Европа. Благодаря нему на северном побережье Европы значительно теплее, чем на тех же широтах Северной Америки.

Вопросы, касающиеся влияния системы течений на географическую оболочку, возможное развитие изменений в системе течений, очень актуальны в наши дни. Так как в настоящее время часто говорится о возможных катастрофических изменениях в природе, при изменении направления течения Гольфстрима, то от изучения этой проблемы может в дальнейшем зависеть жизнь тысяч или даже миллионов человек.

В работе будут рассмотрены все основные течения Мирового океана, а также система течений Гольфстрим, ее основные характеристики и возможные изменения в ней. Цель работы состоит в том, чтобы рассмотреть насколько сильное влияние оказывает система течений Гольфстрим на географическую оболочку, рассмотреть возможные изменения в системе течений и географической оболочке в целом. Моя задача состоит в рассмотрении системы течений Гольфстрим, ее схемы циркуляции, основных характеристик, а также ее влияние на географическую оболочку и возможное развитие изменений в ней. В своей работе я попытаюсь показать важность системы течений для географической оболочки и для человека в частности.

Глава 1. Течения Мирового океана

Морскими (океаническими) или просто течениями называют поступательные движения водных масс в океанах и морях на расстояния, измеряемые сотнями и тысячами километров, обусловленные различными силами (гравитационными, трения, приливообразующими).

В океанологической научной литературе существует несколько классификаций морских течений. По одной из них течения могут быть классифицированы по следующим признакам (рис. 1.1.):

1. по силам, их вызывающим, т. е. по происхождению (генетическая классификация);

2. по устойчивости (изменчивости);

3. по глубине расположения;

4. по характеру движения;

5. по физико-химическим свойствам.

Основной является генетическая классификация, в которой выделяют три группы течений.

1. В первой группе генетической классификации - градиентные течения, обусловленные горизонтальными градиентами гидростатическо-го давления. Различают следующие градиентные течения:

· плотностные, обусловленные горизонтальным градиентом плотности (неравномерным распределением температуры и солености воды, а, следовательно, и плотности по горизонтали);

· компенсационные, обусловленные наклоном уровня моря, возникшим под действием ветра;

· бароградиентные, обусловленные неравномерностью атмосферного давления над уровнем моря;

· стоковые, образующиеся вследствие избытка вод в каком-либо районе моря, в результате притока речных вод, обильного выпадения осадков или таяния льдов;

· сейшевые, возникающие при сейшевых колебаниях моря (колебаниях воды всего бассейна в целом).

Течения, существующие при равновесии горизонтального градиента гидростатического давления и силы Кориолиса, называются геострофическими.

Ко второй группе градиентной классификации относятся течения, обусловленные действием ветра. Их подразделяют на:

· дрейфовые создаются длительными, или господствующими, ветрами. К их числу относятся пассатные течения всех океанов и циркумполярное течение в южном полушарии (течение Западных Ветров);

· ветровые, обусловленные не только действием направления ветра, а также наклоном уровенной поверхности и перераспределением плотности воды, вызванных ветром.

К третьей группе градиентов классификации относятся приливные течения, вызванные приливными явлениями. Эти течения наиболее заметны у берегов, на мелководьях, в устьях рек. Они являются наиболее сильными.

Как правило, в океанах и морях наблюдаются суммарные течения, обусловленные совокупным действием нескольких сил. Течения, существующие после прекращения действия сил, вызвавших движение воды, называются инерционными. Под действием сил трения инерционные течения постепенно затухают.

2. По характеру устойчивости, изменчивости выделяют течения периодические и непериодические (устойчивые и неустойчивые). Течения, изменения которых происходят с определенным периодом, называются периодическими. К ним относятся приливные течения, изменяющиеся в основном с периодом, равным приблизительно половине суток (полусуточные приливные течения) или суткам (суточные приливные течения).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1. Классификация течений Мирового океана

Течения, изменения которых не носят четкого периодического характера, принято называть непериодическими. Своим происхождением они обязаны случайным, неожиданным причинам, (например прохождение циклона над морем вызывает непериодические ветровые и бароградиентные течения).

Постоянных течений в строгом смысле слова в океанах и морях нет. Относительно мало меняющиеся течения по направлению и скорости за сезон - это муссонные, за год - пассатные. Течение, которое не изменяется во времени, называют установившимся, которое изменяется во времени - неустановившимися.

3. По глубине расположения выделяют поверхностные, глубинные и придонные течения. Поверхностные течения наблюдаются в так называемом навигационном слое (от поверхности до 10 - 15 м), придонные - у дна, а глубинные - между поверхностным и придонным течениями. Скорость движения поверхностных течений наиболее высока в самом верхнем слое. Глубже она снижается. Глубинные воды движутся значительно медленнее, а скорость перемещения придонных вод 3 - 5 см/с. Скорости течений неодинаковы в разных районах океана.

4. По характеру движения выделяют меандрирующие, прямолинейные, циклонические и антициклонические течения. Меандрирующими называют течения, которые движутся не прямолинейно, а образуют горизонтальные волнообразные изгибы - меандры. Вследствие неустойчивости потока меандры могут отделяться от течения и образовывать самостоятельно существующие вихри. Прямолинейные течения характеризуются перемещением воды по относительно прямым линиям. Круговые течения образуют замкнутые окружности. Если движение в них направлено против часовой стрелки, то это - циклонические течения, а если по часовой стрелке- то антициклонические (для северного полушария).

5. По характеру физико-химических свойств различают теплые, холодные, нейтральные, соленые и распресненные течения (подразделение течений по этим свойствам в известной степени условно). Для оценки указанной характеристики течения производится сопоставление его температуры (солености) с температурой (соленостью) окружающих его вод. Так, теплым (холодным) называется течение температура воды в котором выше (ниже) температуры окружающих вод. Например, глубинное течение атлантического происхождения в Северном Ледовитом океане имеет температуру около 2 °C, но относится к теплым течениям, а Перуанское течение у западных берегов Южной Америки, имеющее температуру воды около 22 °C, относится к холодным течениям. [14]

Основные характеристики морского течения: скорость и направление. Последнее определяется обратным способом по сравнению со способом направления ветра, т. е. в случае с течением указывается, куда течет вода, тогда как в случае с ветром указывается, откуда он дует. Вертикальные движения масс воды при исследовании морских течений обычно не учитываются, т. к. они не велики. [7]

В мировом океане существует единая, взаимосвязанная система основных устойчивых течений (рис. 1.2.), обусловливающая перенос и взаимодействие вод. Эту систему называют океанической циркуляцией.

Основной силой, приводящей в движение поверхностные воды океана, является ветер. Поэтому поверхностные течения следует рассматривать с преобладающими ветрами.

В пределах южной периферии океанических антициклонов северного полушария и северной периферии антициклонов южного полушария (центры антициклонов располагаются на 30 - 35° северной и южной широты) действует система пассатных ветров, под влиянием которых образуются устойчивые мощные поверхностные течения, направленные на запад (Северные и Южные пассатные течения). Встречая на своем пути восточные берега материков, эти течения создают повышение уровня и поворачивают в высокие широты (Гвианское, Бразильское и др.). В умеренных широтах (около 40°) преобладают западные ветры, что усиливает течения идущие на восток (Северо-Атлантическое, Северо-Тихоокеанское и др.). В восточных частях океанов между 40 и 20° северной и южной широты течения направлены к экватору (Канарское, Калифорнийское, Бенгельское, Перуанское и др.).

Таким образом, к северу и к югу от экватора в океанах образуются устойчивые системы циркуляции вод, представляющие собой гигантские антициклонические круговороты. Так, в атлантическом океане северный антициклонический круговорот простирается с юга на север от 5 до 50° северной широты и от востока на запад от 8 до 80° западной долготы. Центр этого круговорота сдвинут относительно центра азорского антициклона к западу, что объясняют увеличением силы Кориолиса с широтой. Это приводит к интенсификации течений в западных частях океанов, создающей условия для формирования таких мощных течений, как Гольфстрим в Атлантическом и Куросио в Тихом океане.

Своеобразным разделом между Северным и Южным пассатными течениями является Межпассатное противотечение, несущее свои воды на восток.

В северной части Индийского океана глубоко выдающийся на юг полуостров Индостан и обширный Азиатский материк создают благоприятные условия для развития муссонной циркуляции. В ноябре - марте здесь наблюдается северо-восточный муссон, а в мае - сентябре - юго-западный. В связи с этим течения севернее 8° южной широты имеют сезонный ход, следуя сезонному ходу атмосферной циркуляции. Зимой на экваторе и к северу от него наблюдается западное муссонное течение, т. е. в этот сезон направление поверхностных течений в северной части Индийского океана соответствует направлению течений в других океанах. В это же время в зоне, разделяющей муссонные и пассатные ветры (3 - 8° южной широты), развивается поверхностное экваториальное противотечение. Летом западное муссонное течение сменяется восточным, а экваториальное противотечение - слабыми и неустойчивыми течениями.



Рис. 1.2. Схема циркуляции течений Мирового океана

В умеренных широтах (45 - 65°) в северной части Атлантического и Тихого океанов имеет место циркуляция против часовой стрелки. Однако вследствие неустойчивости атмосферной циркуляции в этих широтах течения также характеризуются малой устойчивостью. В полосе 40 - 50° южной широты находится направленное на восток Атлантическое циркумполярное течение, называемое также течением Западных Ветров.

У побережья Антарктиды течения имеют преимущественно западное направление и образуют узкую полосу прибрежной циркуляции вдоль берегов материка.

Северо-Атлантическое течение проникает в бассейн Северного Ледовитого океана в виде ветвей Норвежского, Нордкапского и Шпицбергенского течений. В Северном Ледовитом океане поверхностные течения направлены от берегов Азии через полюс к восточным берегам Гренландии. Такой характер течений вызван преобладанием восточных ветров и компенсацией притока в глубинных слоях атлантических вод.

В океане выделяются зоны дивергенции и конвергенции, характеризующиеся расхождением и схождением поверхностных струй течений. В первом случае имеет место подъем вод, во втором - их опускание. Из указанных зон более четко выделяются зоны конвергенции (например, антарктическая конвергенция на 50 - 60° южной широты).

Рассмотрим особенности циркуляции вод отдельных океанов и характеристики основных течений Мирового океана (табл.).

В северной и южной частях Атлантического океана в поверхностном слое существуют замкнутые круговороты течений с центрами вблизи 30° северной и южной широты. (О круговороте в северной части океана будет говориться в следующей главе).

Основные течения Мирового океана [7]

Название	Температурнаяградация	Устойчивость	Средняя скорость,см/с
	Тихий	океан
Северное пассатное	Нейтральное	Устойчивое	80
Минданао	Нейтральное	Устойчивое	30
Куросио	Теплое	Весьма устойчивое	35
Северо-Тихоокеанское	Нейтральное	Устойчивое	35
Аляска	Теплое	Устойчивое	15
Алеутское	Нейтральное	Неустойчивое	15
Курило-Камчатское	Холодное	Устойчивое	25
Калифорнийское	Холодное	Неустойчивое	12
Межпассатноепротивотечение	Нейтральное	Устойчивое	50 - 130
Южное пассатное	Нейтральное	Устойчивое	95
Восточно-Австралийское	Теплое	Устойчивое	20
Южно-Тихоокеанское	Нейтральное	Неустойчивое	5
Перуанское	Холодное	Слабо устойчивое	10
Эль-Ниньо	Теплое	Слабо устойчивое	-
Антарктическое циркумполярное	Нейтральное	Устойчивое	25 - 75
	Индийский	океан
Южное пассатное	Нейтральное	Устойчивое	-
Игольного мыса	Теплое	Весьма устойчивое	70
Западно-Австралийское	Холодное	Неустойчивое	-
Антарктическое циркумполярное	Нейтральное	Устойчивое	25 - 75
Северный	Ледовитый	океан
Норвежское	Теплое	Устойчивое	-
Западно-Шпицбергенское	Теплое	Устойчивое	-
Восточно-Гренландское	Холодное	Устойчивое	50
Западно-Гренландское	Теплое	Устойчивое	-
	Атлантический	океан
Северное пассатное	Нейтральное	Устойчивое	25
Гольфстрим	Теплое	Весьма устойчивое	75
Северо-Атлантическое	Теплое	Весьма устойчивое	50
Канарское	Холодное	Устойчивое	50
Ирмингера	Теплое	Устойчивое	-
Лабрадорское	Холодное	Устойчивое	75
Межпассатное противотечение	Нейтральное	Устойчивое	75
Южное пассатное	Нейтральное	Устойчивое	95
Бразильское	Теплое	Устойчивое	25
Бенгельское	Холодное	Устойчивое	25
Фолклендское	Холодное	Устойчивое	-
Антарктическое циркумполярное	Нейтральное	Устойчивое	25

В южной части океана теплое Бразильское течение осуществляет перенос воды (скоростью до 0,5 м/с) далеко на юг, а ответвившееся от мощного течения Западных Ветров Бенгельское течение замыкает основной круговорот в южной части Атлантического океана и приносит к берегам Африки холодные воды.

Холодные воды Фолклендского течения проникают в Атлантику, огибая мыс Горн и вливаясь между берегом и Бразильским течением.

Особенностью в циркуляции вод поверхностного слоя Атлантического океана является наличие подповерхностного экваториального противотечения Ломоносова, которое движется вдоль экватора с запада на восток под сравнительно тонким слоем Южного пассатного течения (глубина от 50 до 300 м) со скоростью до 1 - 1,5 м/с. Течение устойчиво по направлению и существует во все сезоны года.

Географическое положение, климатические особенности, системы циркуляции вод и хороший водообмен с антарктическими водами обусловливает гидрологические условия Индийского океана.

В северной части Индийского океана, в отличие от других океанов, муссонная циркуляция атмосферы вызывает сезонную смену поверхностных течений севернее 8° южной широты. В зимний период наблюдается Западное Муссонное течение со скоростью 1 - 1,5 м/с. В этом сезоне развивается (в зоне раздела Муссонного и Южного пассатного течений) Экваториальное противотечение исчезает.

По сравнению с другими океанами в Индийском океане зона господствующих юго-восточных ветров, под воздействием которых возникает Южное пассатное течение, смещена к югу, поэтому это течение двигается с востока на запад (скорость 0,5 - 0,8 м/с) между 10 и 20° южной широты. У берегов Мадагаскара Южное пассатное течение разделяется. Одна из его ветвей идет на север вдоль берегов Африки до экватора, где она поворачивает к востоку и в зимний период дает начало Экваториальному противотечению. Летом северная ветвь Южного пассатного течения, двигаясь вдоль берегов Африки, дает начало Сомалийскому течению. Другая ветвь Южного пассатного течения у берегов Африки поворачивает на юг и под названием Мозамбикского течения двигается вдоль берегов Африки к юго-западу, где его ответвление дает начало течению Игольного мыса. Большая часть Мозамбикского течения поворачивает на восток и присоединяется к течению Западных Ветров, от которого у берегов Австралии ответвляется Западно-Австралийское течение, замыкающее круговорот южной части Индийского океана.

Незначительный приток арктических и поступление антарктических холодных вод, географическое положение и система течений обусловливают особенности гидрологического режима Тихого океана.

Характерной особенностью общей схемы поверхностных течений Тихого океана является наличие в северной и южной его частях больших круговоротов воды.

В пассатных зонах под воздействием постоянных ветров возникают Южное и Северное пассатное течения, идущие с востока на запад. Между ними с запада на восток перемещается Экваториальное (Межпассатное) противотечения со скоростями 0,5 - 1 м/с.

Северное пассатное течение у Филиппинских островов разделяется на несколько ветвей. Одна из них поворачивает на юг, затем на восток и дает начало Экваториальному (Межпассатному) противотечению. Главная ветвь следует к северу вдоль острова Тайвань (Тайванское течение), далее поворачивает на северо-восток и под названием Куросио проходит вдоль восточных берегов Японии (скорость до 1 - 1,5 м/с) до мыса Нодзима (остров Хонсю). Далее оно отклоняется к востоку и пересекает океан как Северо-Тихоокеанское течение. Характерной особенностью течения Куросио, как и Гольфстрима, является меандриравание и смещение его оси то к югу, то к северу. У берегов Северной Америки Северо-Тихоокеанское течение раздваивается на Калифорнийское, направленное к югу и замыкающее основной циклонический круговорот северной части Тихого океана, и Аляскинское течения, идущее на север.

Холодное Камчатское течение зарождается в Беринговом море и течет вдоль берегов Камчатки, Курильских островов (Курильское течение), берегов Японии, отжимая к востоку течение Куросио.

Южное пассатное течение продвигается на запад (скорость 0,5 - 0,8 м/с) с многочисленными ответвлениями. У берегов Новой Гвинеи часть потока поворачивает на север, а затем на восток и вместе с южной ветвью Северного пассатного течения дает начало Экваториальному (Межпассатному) противотечению. Большая часть Южного пассатного течения отклоняется, образуя Восточно-Австралийское течение, которое вливается затем в мощное течение Западных Ветров, от которого у берегов Южной Америки ответвляется холодное Перуанское течение, замыкающее круговорот в Южной половине Тихого океана.

В летний период южного полушария навстречу Перуанскому течению от Экваториального противотечения продвигается на юг до 1 - 2° южной широты теплое течение Эль-Ниньо, проникающее в отдельные годы до 14 - 15° южной широты. Такое вторжение теплых вод Эль-Ниньо в южные районы берегов Перу приводит к катастрофическим последствиям вследствие повышения температуры воды и воздуха (сильные ливни, гибель рыбы, эпидемии).

Характерной особенностью в распределении течений поверхностного слоя океана является наличие Экваториального подповерхностного противотечения - течения Кромвелла. Оно пересекает океан вдоль экватора с запада на восток на глубине от 30 до 300м со скоростью до 1,5 м/с. Течение охватывает полосу шириной от 2° северной широты до 2° южной широты.

Наиболее характерной особенностью Северного Ледовитого океана является то, что в течение круглого года его поверхность покрыта плавучими льдами. Низкая температура и соленость вод благоприятствуют образованию льда. Прибрежные воды только летом, в течение двух - четырех месяцев, свободны ото льда. В центральной части Арктики в основном наблюдаются тяжелые многолетние льды (паковый лед) толщиной более 2 - 3 м, покрытые многочисленными торосами. Кроме многолетних встречаются однолетние и двухлетние льды. Вдоль арктических берегов зимой образуется довольно широкая (десятки и сотни метров) полоса припая. Отсутствуют льды только в районе теплых Норвежского, Нордкапского и Шпицбергенского течений.

Под влиянием ветров и течений лед в Северном Ледовитом океане находится в постоянном движении.

На поверхности Северного Ледовитого океана наблюдаются хорошо выраженные области циклонического и антициклонического круговорота вод.

Под влиянием полярного барического максимума в притихоокеанской части Арктического бассейна и ложбины исландского минимума возникает генеральное Трансарктическое течение. Оно осуществляет общее перемещение вод с востока на запад по всей полярной акватории. Трансарктическое течение берет свое начало от Берингова пролива и идет к проливу Фрама (между Гренландией и Шпицбергеном). Продолжением его служит Восточно-Гренландское течение. Между Аляской и Канадой наблюдается обширный антициклонический круговорот вод. Холодное Баффиново течение формируется главным образом за счет выноса арктических вод через проливы Канадского Арктического архипелага. Продолжением его служит Лабрадорское течение.

Средняя скорость перемещения вод около 15 - 20 см/с.

Циклонический, весьма интенсивный круговорот возникает в Норвежском и Гренландском морях в приатлантической части Северного Ледовитого океана. [19]

Глава 2. Механизм возникновения системы течений Гольфстрим

В тропических широтах Атлантического океана пассаты вызывают мощные поверхностные течения соленых вод, движущиеся с востока на запад по обе стороны от экватора под названием Северного и Южного пассатных течений.

Южное пассатное течение у берега Южной Америки (мыс Сан-Роки) разделяется на две ветви, одна из которых отклоняется к югу, другая продолжает движение вдоль берега Гвианы (Гвианское течение) и входит через южные проливы Малых Антильских островов в Карибское море.

Северное пассатное течение, встретив гряду этих островов, также разделяется на две ветви. Северная продолжает идти на северо-запад вдоль северных берегов Больших Антильских островов (Антильское течение), а южная через северные проливы Малых Антильских островов также входит в Карибское море. Пройдя его, она устремляется через Юкатанский пролив в Мексиканский залив. В последнем создается огромное скопление вод, которое под влиянием разности уровней вод Мексиканского залива и прилегающей части океана со скоростью до 9 км/ч выходит через Флоридский пролив под названием Флоридского течения в океан, где встречается с Антильским течением и дает начало мощному теплому потоку Гольфстрим. Гольфстрим следует к северо-востоку вдоль берегов Северной Америки, принимая под влиянием западных ветров на 40° северной широты восточное направление. Приблизительно у 40° западной долготы Гольфстрим отклоняется к северо-востоку, одновременно давая ответвление к югу вдоль берегов Пиренейского полуострова и Африки - холодное Канарское течение. Южнее островов Зеленого Мыса одна ветвь течения переходит в Северное пассатное течение, замыкая антициклонический круговорот вод Северного полушария. Другая продолжается к югу и, постепенно нагреваясь, входит в Гвинейский залив как теплое Гвинейское течение.

Северо-восточная ветвь Гольфстрима - теплое Северо-Атлантическое течение - по мере продвижения к Британским островам дает ветвь к острову Исландия (течение Ирмингера), которая частично продолжается на севере вдоль западных берегов острова, а частично отклоняется на запад и, огибая с юга Гренландию, приносит теплую воду в море Баффина.

Из Северного Ледовитого океана в Атлантический океан поступают двумя мощными потоками холодные и опресненные воды. Один из них следует вдоль восточного берега Гренландии как Восточно-Гренландское течение, которое южнее Датского пролива сталкивается и перемешивается с теплыми водами течения Ирмингера. Другой направляется через море Баффина вдоль берега Северной Америки, у которого он известен как холодное Лабрадорское течение, и южнее Ньюфаундленда сталкивается с Гольфстримом, частично отклоняясь к востоку, следуя до мыса Хаттерас, образует холодную стену между теплыми водами и берегом. [14]

Гольфстрим получил свое название по ошибке: раньше считали, что он зарождается в Мексиканском заливе (от английского gulf stream - течение залива). По современным представлениям, собственно Гольфстрим формируется в районе к северо-западу от Малой Багамской банки в результате слияния Антильского и Флоридского течений.

Наиболее четко Гольфстрим выражен между Флоридским проливом и мысом Хаттерас. После течение поворачивает к востоку, а на 40° западной долготы делится на три ветви. Ученые прослеживают воды Гольфстрима вплоть до северного побережья Новой Земли. Струи теплых вод, ответвляющиеся от Гольфстрима, доходят до Мурманска, благодаря чему он не замерзает. [5]

Глава 3. Характеристика системы течений гольфстрим

3.1 Схема циркуляции, движение

В западной части океана ветвь Южного пассатного течения (Гвианское течение) и Северное пассатное течение входят в Карибское море и образуют подпор воды в Мексиканском заливе, избыток которой устремляется (со скоростью около 1,5 м/с) в океан через Флоридский пролив в виде Флоридского течения. Другая часть Северного пассатного течения проходит севернее Антильских островов, образуя Антильское течение, которое затем присоединится к Флоридскому течению. Все течения северной части Атлантического океана, переносящие воды в северном и северо-восточном направлениях от Флоридского пролива до района погружения этих вод в промежуточные слои у входа в Северный Ледовитый океан, называются системой Гольфстрима.

Собственно Гольфстримом называется средняя часть системы от мыса Хаттерас до Большой Ньюфаундлендской банки. Характерной особенностью Гольфстрима является меандрирование - непрерывные изгибы главного потока. Случается, что отдельные меандры теряют устойчивость, отрываются от основного потока и продолжают движение как самостоятельные вихри с диаметром от 50 до 300 км, которые называются «ринги». При этом слева от стержня Гольфстрима располагаются циклонические вихри, а справа - антициклонические.

У Большой Ньюфаундлендской банки Гольфстрим встречается с холодным Лабрадорским течением, на границе с которым наблюдаются резкие градиенты многих гидрологических характеристик. [19]

Северо-Атлантическое течение, которое является дальнейшим продолжением системы Гольфстрим, направляется на северо-восток, пересекая океан, и представляет собой множество ветвей, разделенных вихрями и противотечениями. При приближении к порту Томсон от Северо-Атлантического течения отделяется ветвь -- тёплое течение Ирмингера, которое частично заходит в Гренландское море, огибая с запада Исландию. Основная же масса движется на запад, огибает с юга Гренландию и следует вдоль её западного берега под названием Западно-Гренландского течения в море Баффина.

Основной поток Северо-Атлантического течения идет в Норвежское море и следует там на север вдоль западного берега Скандинавского полуострова под названием Норвежского течения. У северной оконечности Скандинавского полуострова от него отделяется ветвь -- Нордкапское течение, которое следует на восток по южной части Баренцева моря.

Основной поток Норвежского течения продолжает идти на север, и под названием Шпицбергенского течения проходит вдоль западных берегов Шпицбергена. Севернее Шпицбергена это течение погружается на глубины и прослеживается в Северном Ледовитом океане под холодными и распреснёнными поверхностными водами как тёплое и солёное глубинное течение. [12]

В разные времена года воды Гольфстрима немного меняют направление своего течения (рис. 3.1.1.).

Январь - март.

Апрель - июнь

Июль - сентябрь

Октябрь - декабрь

Рис. 3.1.1. Направление движения и температура вод Гольфстрима в разные времена года.

3.2 Глубина и состав

Гольфстрим представляет собой быстрый узкий поток, проникающий на очень большую глубину. Пересекая Атлантический океан, система течений Гольфстрим простирается на 10000 км. При выходе в океан мощность течения составляет 25 млн. м3/с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. Ширина течения 75 - 120 км, вертикальная мощность потока по глубине 700 - 800 м.

После мыса Хаттерас Гольфстрим можно характеризовать как действительно очень глубокое течение. В этом районе его перенос увеличивается в несколько раз из-за притока вод Саргассова моря. Объем переноса воды составляет более 105 млн. м3/с. По мере приближения Гольфстрима к Большой Ньюфаундлендской банке его расход уменьшается примерно на 20 - 30 % из-за стока вод в Саргассово море.

Средняя соленость вод Гольфстрима 36,2 - 36,4 ‰. Она уменьшается при продвижении из экваториальных в умеренные и полярные широты (средняя соленость вод Атлантического океана равна 34,87 ‰). Максимальная соленость (36,5 ‰) отмечается на глубине 200 м.

Вода Гольфстрима отличается высокой прозрачностью: цвет воды в открытом океане - темно-синий, а в области Гольфстрима нежно-голубой. [13]

3.3 Скорость, температура и их изменения

Температура системы течений Гольфстрим изменяется при продвижении от экваториальных в полярные широты от + 29 до + 2°C. Температура вод Флоридского течения составляет от + 28 до + 29°C, Гольфстрима - от + 24 до + 28°C, Северо-Атлантического - ниже + 24°C (средняя температура вод Атлантического океана равна + 16,9°C).

Суточные колебания температуры воды на поверхности океана обычно очень малы, в тропических широтах они равны 0,4°C, в высоких широтах 0,5°C. Но на границе Гольфстрима температура воды может в течение суток изменяться на 1,5 - 3,5°C. Годовая амплитуда температуры воды обычно тоже невелика: в районе экватора она равна 1 - 3°C (см. рис. 3.1.1.), в субтропических и умеренных широтах - 5 - 8°C, а в полярных снова уменьшается до 4°C в северном полушарии и до 1°C в южном. Но в западной части субтропических широт Северной Атлантики годовые амплитуды могут достигать 7 - 12°C, а на западе зоны умеренных широт 14 - 17°C, что связано с прохождением в этих районах Гольфстрима и Лабрадорского течения.

Большие горизонтальные градиенты температуры, до 6 - 7°C на несколько десятков метров, наблюдаются в районе встречи теплых вод Гольфстрима с холодными водами Лабрадорского течения.

Скорость течения также изменяется. В месте формирования Гольфстрима она достигает 3 м/с, на 23° 30ґ западной долготы - 150 см/с. Средняя скорость течения составляет около 50 см/с.

Скорость и температура течений изменяется и с глубиной. На глубине 400 м скорость равна 10 - 20 см/с, а температура от + 10 до + 12°C. [7]

Глава 4. Влияние системы на географическую оболочку. Возможное развитие изменений в системе течений

В результате действия теплых течений на пространствах Мирового океана появляются резко выраженные, по сравнению с обычными условиями, локализации областей повышенного испарения и положительного обмена энергией между атмосферой и гидросферой, играющего существенную роль в процессах их взаимодействия. Например, Гольфстрим быстро несет очень теплую воду, которая не успевает сильно охладиться, даже если выносится далеко на север от тех районов, где приобрела высокую температуру. Теплые течения представляют собой зоны концентрации тепловых запасов, аккумулированных поверхностным слоем океана, хотя они и переносят меньшую часть тепла по сравнению с соответствующими воздушными течениями в атмосфере. Действие Гольфстрима вызывает некоторое понижение теплозапасов в приэкваториальных районах Атлантического океана. Оно усиливается еще за счет больших затрат тепла на испарение, благоприятствующих охлаждению поверхностных вод и, следовательно, возможному охлаждению прилегающих слоев воздуха. Однако непрекращающийся приток новых порций теплой воды, происходящий под влиянием господствующих ветров, становится в какой-то мере компенсацией затрат тепла на испарение с поверхности океана. [20]

Океанические течения создают особенно резкие различия в температурном режиме поверхности моря и тем самым влияют на распределение температуры воздуха и на атмосферную циркуляцию.

Устойчивость океанических течений приводит к тому, что их влияние на атмосферу имеет климатическое значение. Гребень изотерм на картах средней температуры ярко показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части северного Атлантического океана и Западной Европы.

Холодные океанические течения также обнаруживаются на картах средней температуры воздуха соответствующими возмущениями в конфигурации изотерм - языками холода, направленными к низким широтам. Над районами холодных океанических течений увеличивается повторяемость туманов, как это особенно ярко проявляется у Ньюфаундленда, где воздух может переходить с теплых вод Гольфстрима на холодные воды Лабрадорского течения. Над холодными водами в пассатной зоне ликвидируется конвекция и резко уменьшается облачность. Это, в свою очередь является фактором, поддерживающим существование так называемых прибрежных пустынь. [17]

Влияние Гольфстрима сильно сказывается на природе Северного Ледовитого океана и Европы. Благодаря Гольфстриму на северном побережье Европы значительно теплее, чем на тех же широтах Северной Америки. В Англии, например, произрастают вечнозеленые растения (ро-додендрон, падуб, земляничное дерево), а самый северный из Лофотенских островов, расположенный вблизи Северного полярного круга, имеет среднегодовую температуру Крымского полуострова. [2]

В настоящее время существует несколько гипотез возможного развития изменений в системе течений Гольфстрим. Все они связаны с глобальным потеплением, наблюдающимся в данное время. Согласно одной из гипотез, глобальное потепление приведёт к остановке или серьёзному ослаблению Гольфстрима. Это вызовет существенное падение средней температуры в Европе, так как Гольфстрим прогревает континент за счёт переноса тёплой воды из тропиков.

Климат северной Атлантики представляет собой динамическую климатическую систему, которую можно рассматривать независимо от остальных климатических зон планеты. Повышенный интерес к динамике североатлантического климата связан с тем, что не так давно удалось построить ряд реалистических математических моделей, основанных на многочисленных экспериментальных данных.

Основными факторами влияющими на изменения климата северной Атлантики являются:

· теплое течение Гольфстрим и холодное Лабрадорское течение;

· динамика арктического оледенения, прежде всего Гренландии;

· изменение притока материковых пресных вод из сибирских рек (Обь, Енисей, Лена).

Все эти факторы тесно взаимосвязаны и потому должны рассматриваться в совокупности. Например, площадь арктического оледенения сказывается на циркуляции приарктических воздушных масс, что влияет на интенсивность выпадения осадков. Изменения в количестве осадков сказываются на притоке пресных вод в район северной Атлантики, от чего изменяются океанические течения. Наконец, изменение течений влияет на динамику оледенений.

Происходящее сейчас глобальное потепление может привести к кардинальным изменениям в системе течений северной Атлантики и других частей Мирового океана. Оно может вызвать следующие последствия:

· усиление таянья Гренландского ледника;

· увеличение количества осадков над Сибирью и увеличение речного стока в Северный Ледовитый океан. Как следствие дальнейшее уменьшение солености океана и повышение его температуры;

· повышение температуры и уменьшение солености северной Атлантики приведет к уменьшению разницы плотностей вод течения Гольфстрим и Лабрадорского течения, ослаблению действия Гольфстрима, и возможному исчезновению его северной части.

Некоторые ученые утверждают, что нынешнее потепление является частью давно идущего естественного процесса, который, как это уже десятки раз бывало в истории Земли, со временем сменится очередным похолоданием (Ледниковым периодом). Тогда Гольфстрим перестает течь привычным для нас путем в Баренцево море, и повернет по большой дуге, не доходя до Фарерских островов, вдоль побережья Западной Европы, заходя малой струей в Бискайский залив, и далее, вдоль северо-западного побережья Африки в тропическую часть Северной Атлантики.

После этого резко изменится водный баланс Атлантического, Северного Ледовитого и Тихого океанов, кардинально перестроятся океанические течения полярных и умеренных широт. Мгновенно исчезнет холодное Канарское течение (его заменит восточная часть большого кольца Гольфстрима).

В Северном Ледовитом океане на какое-то мгновение создастся недостаток воды, что тут же ликвидируется изменением направления течения Куросио. Оно мощным потоком, несравнимым с сегодняшним, устремится в Северный Ледовитый океан. Пройдя его путем наименьшего сопротивления и охладившись в нем, оно в конечном итоге попадет в Атлантику. Уход значительной части воды из Тихого океана будет компенсироваться изменением течений в Южной части Тихого океана. Усилится поступление холодной антарктической воды в Перуанское течение и в течение, идущее вдоль западного побережья Новой Зеландии.

Резко изменится климат всей планеты. В Северной Европе, Северо-Западной Азии и Северной Америке резко похолодает. Здесь начнется новый Ледниковый период, установится климат Антарктиды, с немыслимыми в настоящее время морозами, метелями, снегопадами.

А вот в Северной Африке, в иссохшей сейчас Сахаре, мгновенно установится климат, близкий к климату современной Индии. Там пойдут тропические дожди. Пустыню сменят тропические леса на западном побережье Северной Африки и саванна на востоке бывшей Сахары.

Сейчас, в межледниковье, характерная картина океанических течений выглядит следующим образом: холодное, и более плотное Лабрадорское течение «подныривает» под теплое и более легкое течение Гольфстрим, не мешая ему обогревать Европу. Затем Лабрадорское течение «выныривает» уже у берегов Испании под названием холодного Канарского течения, которое пересекает Атлантику, достигает Карибского моря, нагревается и под названием Гольфстрим беспрерывно и беспрепятственно устремляется к северу. Плотность Лабрадорского течения - ключевой фактор возможных изменений. Именно она обеспечивает существование нынешнего теплого периода. В настоящее время плотность вод Лабрадорского течения лишь ненамного выше плотности вод Гольфстрима (25,7>24,8). Но из-за опреснения вод Лабрадорского течения она постоянно снижается и лишь на 4% превышает плотность Гольфстрима. Как только Лабрадорское течение сравняется по плотности с Гольфстримом, оно перестанет «подныривать» под него, поднимется на поверхность океана и перекроет движение Гольфстрима на север. Этот процесс займет от 3 до 10 лет. Образуется два новых круговых течения характерных для Ледникового периода. Гольфстрим направится к Испании и начнет циркулировать по малому кругу, а Лабрадорское течение прорвется к Европе, которая тут же начнет «замерзать».

Процесс будет предельно резким. Температура воздуха Европы станет сибирской. Жить в Европе, Канаде и США станет невыносимо. Сегодня в Лондоне пальмы, а уже завтра (3 - 10 - 20 лет) Лондон в снегу, морозы - 40°С и даже северные олени отказываются там жить. Резкий, леденящий холод - это реальная перспектива ближайших лет.

Эту перспективу уже обсуждают всерьез. Дело в том, что уже сейчас сила зимнего течения Гольфстрима к Европе сильно ослабевает (по некоторым данным на 30%). В случае прекращения циркуляции течений произойдет среднее понижение температуры воздуха на 4 - 6 градусов по Цельсию, прогнозируют компьютеры. Люди не знают, как такие изменения могут повлиять на окружающий нас мир и на человека. Но если они произойдут, то одни из самых развитых стран мира (США, Канада и страны Западной Европы) могут прекратить свое существование, т. к. жить на их территории станет невозможно из-за погодных условий. В мире будут пересмотрены политические приоритеты, определены новые мировые лидеры.

Я считаю, что для того чтобы человечество смогло благополучно пережить такие изменения в природе, необходимо как можно лучше изучить эту проблему и попытаться сделать все возможное, для того чтобы эти изменения не привели к катастрофе. [8]

Заключение

Изучив вопросы циркуляции течений в Мировом океане, я убедилась в том, что течения действительно сильно влияют на географическую оболочку и развитие в ней изменений. От того, теплое или холодное течение омывает побережье материка можно судить о том, какой там будет климат: жаркий и сухой (например, как в пустыне Сахаре) или теплый и влажный (как во Флориде). Можно также отметить такую особенность, что ветви системы течений Гольфстрим (Норвежское, Шпицбергенское, Нордкапское течения и течение Ирмингера) являются единственными теплыми течениями, циркулирующими за пределами полярного круга. Это позволяет устанавливаться здесь относительно мягкому, теплому климату (практически на всей территории Северной Европы установился умеренный климат, тогда как в других областях на такой же широте устанавливается субарктический). На тех широтах, где в Северной Америке расположена тайга, в Европе сформировались широколиственные и смешанные леса. Это позволяет говорить о том, что для климата Европы главным климатообразующим фактором является система течений Гольфстрим.

Механизм возникновения Гольфстрима уникален. Именно благодаря этому смогло возникнуть такое мощное течение. Надо отметить, что оно очень похоже на течение Куросио, циркулирующее в Тихом океане, однако превосходит его по мощности, размерам и скорости.

От мощности Гольфстрима зависит количество тепла, которое он принесет в северные широты, а высокая скорость не дает водам быстро остывать. От этого в свою очередь зависит погода, которая установится в Европе.

При рассмотрении возможных изменений в системе течений Гольфстрим выяснилось, что главными факторами, влияющими на эти изменения, являются:

· теплое течение Гольфстрим и холодное Лабрадорское течение;

· динамика арктического оледенения, прежде всего Гренландии;

· изменение притока материковых пресных вод из сибирских рек (Обь, Енисей, Лена).

Происходящее сейчас глобальное потепление может привести к кардинальным изменениям в системе течений северной Атлантики и других частей Мирового океана. Оно может вызвать следующие последствия:

· усиление таянья Гренландского ледника;

· увеличение количества осадков над Сибирью и увеличение речного стока в Северный Ледовитый океан. Как следствие дальнейшее уменьшение солености океана и повышение его температуры;

· повышение температуры и уменьшение солености северной Атлантики приведет к уменьшению разницы плотностей вод течения Гольфстрим и Лабрадорского течения, ослаблению действия Гольфстрима, и возможному исчезновению его северной части.

Плотность Лабрадорского течения на данный момент больше, чем у Гольфстрима, однако эта ситуация может измениться. Сейчас холодное и более плотное Лабрадорское течение «подныривает» под теплое и более легкое течение Гольфстрим, не мешая ему обогревать Европу. Затем Лабрадорское течение «выныривает» уже у берегов Испании под названием холодного Канарского течения, которое пересекает Атлантику, достигает Карибского моря, нагревается и под названием Гольфстрим беспрерывно и беспрепятственно устремляется к северу. Но как только Лабрадорское течение сравняется по плотности с Гольфстримом, оно перестанет «подныривать» под него, поднимется на поверхность океана и перекроет движение Гольфстрима на север.

На данный момент ведутся исследования этой проблемы. Глобальные изменения климата повлияют на жизнь тысяч или даже миллионов человек. Изменения в системе течений Гольфстрим могут привести к катастрофе.

Таким образом, изучение этой проблемы действительно актуально в наши дни, т. к. изменения климата могут негативно сказаться на жизни и хозяйственной деятельности людей.

Список использованных источников

1. Богданов Д.В. География Мирового океана. - М.: Наука, 1978.

2. Богданов Д.В. Океаны и моря накануне 21 века. - М.: Наука, 1991.

3. Богданов Д.В. Региональная география Мирового океана. - М.: Высш. шк., 1985.

4. Булатов Р.П. и др. Атлантический океан. - М.: Мысль, 1977.

5. Дубах Г., Табер Р. Сто вопросов об океане. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972.

6. Егоров Н.И. Физическая океанография. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966.

7. Зологин Б.С., Кузьминская К.С. Мировой океан. - М.: Академия, 2001.

8. Котляков В.М. и др. Климат Земли: прошлое, настоящее, будущее. М.: Знание, 1985.

9. Леонтьев О.К. Физическая география Мирового океана. - М.: МГУ, 1982.

10. НайденовВ.И., Швейкина В.И. Гидрологическая теория глобального потепления климата Земли // Метеорология и гидрология. - № 12. - 2005.

11. Нейман Г. Океанические течения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

12. Нешиба С. Океанология. Современные представления о жидкой оболочке Земли. - М.: Наука, 1991.

13. Океанографическая энциклопедия. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

14. Пирожник И.И., Рылюк Г.Я., Еловичева Я.К. География Мирового океана. - Мн.: Тетра Системс, 2006.

15. Степанов В.Н. Океаносфера. - М.: Мысль, 1983.

16. Фукс В.Р. Сезонные особенности формирования аномалий температуры поверхности океана в Северной Атлантике // Метеорология и гидрология. - № 9.- 2005.

17. Хромов П.С., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. - М.: МГУ, 2001.

18. Циргоффер А. Атлантический океан и его моря. - М.: Гидрометеоиздат, 1975.

19. Шамраев Ю.И., Шишкина Л.А. Океанология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

20. Шапаев В.М. Климатология. Раздел: Взаимодействие Мирового океана с атмосферой и формирование климата. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

Размещено на Allbest.ru