Файл: Егоров Н.И. Физическая океанография.pdf

Результаты обработки наблюдений над приливными течениями для данного моря или его части систематизируются в виде свод­ ных «Таблиц приливных течений» или «Атласов приливных тече­ ний». В «Таблицах» даются координаты пункта и значения при­ ливных течений на каждый час условной шкалы времени для по­ верхности и различных глубин. В «Атласах» приводятся карты приливных течений на каждый час условной шкалы времени для поверхности моря и различных глубин.

Обработка результатов наблюдений над приливными течениями на глубинах ничем не отличается от обработки наблюдений над поверхностными течениями и осуществляется в соответствии с из­ ложенными принципами.

Для полусуточных приливных течений составляются по 12 карт для каждого горизонта, а для суточных по 24 карты.

Построение таблицы и атласов приливных течений в услов­ ной шкале времени позволяет достаточно просто вести их предвычнсление на любой день и час. Для этого необходимо перевести момент времени, на который ведется предвычисление, в часы услов­ ной шкалы.

Если «Таблицы» или «Атлас» построены по шкале водного времени, то из «Таблиц приливов» на заданную дату выбирается момент полной воды в принятом основном пункте, который и слу­ жит нулевым моментом на данный день. Если «Таблицы» или «Ат­ лас» построены по шкале лунного времени, то нулевым моментом будет момент кульминации Луны в заданный день, выбираемый из «Астрономического ежегодника».

Далее определяется разность между заданным моментом вре­ мени и моментом полной воды или моментом кульминации Луны соответственно. Полученная разность (со знаком плюс или минус) представляет час условного времени (водного или лунного), со­ ответствующий моменту, на который ведется предвычисление. По найденному моменту условного времени, округленному до целых часов, и выбирается из «Таблиц» скорость и направление прилив­ ного течения для интересующего пункта. Для определения течения по «Атласу» с карты, соответствующей рассчитанному моменту условного времени, снимается направление и скорость приливного течения в заданном пункте.

К точным методам предвычисления приливных течений отно­ сятся гармонический анализ и штурманский метод. Оба метода, как в отношении теоретической основы, так и практических прие­ мов, совершенно аналогичны одноименным методам обработки на­ блюдений и предвычисления приливных колебаний уровня, изло­ женным в гл. VII. Вследствие этого здесь рассматриваются только некоторые особенности практических расчетов.

В отличие от колебаний уровня, приливные течения характери­ зуются двумя элементами: направлением и скоростью. Поэтому прежде чем обрабатывать наблюденные векторы суммарных тече­ ний, предварительно необходимо разложить их на составляющие

по меридиану U и параллели V, каждую из которых и обрабаты­ вать так же, как обрабатываются наблюдения над уровнем.

Рассматриваемыми методами из наблюдений определяются гар­ монические постоянные: амплитуды составляющих приливного те­ чения на меридиан U0 и параллель Vo и специальные углы поло­ жения составляющих на меридиан gu и параллель g v для отдель­ ных волн. При этом штурманским методом, как следует из теории,

са; Pi — главной солнечной суточной с периодом 24,066 часа; Qx — большой лунной эллиптической суточной с периодом 26,868 часа.

По гармоническим постоянным вычисляются на любой час и день составляющие приливного течения на меридиан и параллель, а затем по номограмме (рис. 9.18) направление и скорость самих течений.

Основные этапы обработки наблюдений для вычисления гармо­ нических постоянных приливных течений следующие:

1.Наблюденные ежечасные течения разлагают на составляю­ щие по меридиану и параллели. По найденным величинам стро­ ятся графики составляющих для исключения возможных случай­ ных ошибок, обнаруживаемых при проведении кривых по нанесен­ ным точкам. С графиков снимаются значения составляющих на меридиан и параллель на каждый целый час средних солнечных суток по времени того пояса, по которому велись наблюдения. Снятые ежечасные значения заносятся в специальный бланк об­ работки.

2.Полученные с графика значения составляющих наблюден­ ного течения складываются за 24 часа каждых суток, и сумма де­

388

лится на 24. Найденные величины приближенно характеризуют составляющие остаточного течения за данные сутки. Отнимая за каждый час суток из составляющей наблюденного течения состав­ ляющую остаточного течения, выделяем составляющую прилив­ ного течения.

3. Чтобы избежать отрицательных величин, к найденным зна­ чениям составляющих приливного течения прибавляется какаянибудь постоянная величина. На результатах вычисления это не скажется, а вероятность ошибок уменьшится.

Ежечасные значения составляющих приливного течения с при­ бавленной к ним постоянной величиной заносятся отдельно для каждой составляющей — на меридиан и параллель, в бланки для вычисления гармонических постоянных, применяемых при вычисле­ нии гармонических постоянных колебаний уровня. Вычисление гармонических постоянных осуществляется так же, как и при обра­ ботке наблюдений над колебаниями уровня с использованием тех же вспомогательных таблиц.

Предвычисление приливных течений по гармоническим постоян­ ным позволяет получить данные с необходимой для кораблевожде­ ния точностью при любых типах приливов. При этом на основании проведенных исследований можно считать, что для обеспечения кораблевождения вполне надежные результаты могут быть полу­ чены штурманским методом при предвычислении по гармоническим постоянным четырех волн: М2, Sz, Ki и Оь

Гармоиические постоянные используются и для составления на­ вигационных пособий по приливным течениям. При этом на каж­ дый час условной шкалы времени дается несколько векторов при­ ливных течений для различных астрономических условий.

Астрономические условия, соответствующие моменту, на кото­ рый ведутся предвычисления, выбираются из «Астрономического ежегодника» или вспомогательных таблиц, приводимых в самих пособиях.

§ 53. Основные черты географического распределения течений

Течения на поверхности океана складываются в результате сложных процессов взаимодействия океана и атмосферы и воздей­ ствия приливообразующих сил.

Как известно, Солнце, посылающее тепло на земную поверх­ ность, служит основным источником энергии в океане и атмосфере. Оно неравномерно нагревает поверхностные слои воды и нижние слои воздуха в различных широтах: больше всего тепла получают экваториальные области и меньше всего полярные. Вследствие этого температура воды и воздуха на экваторе выше, чем в высо­ ких широтах, что создает различие плотностей и возникновение плотностных течений в океане и атмосфере. При движении воз­ духа над поверхностью океана возникает трение между водой и воздухом, которое обусловливает ветровые течения.

Если бы на течение не воздействовали отклоняющая сила вра­ щения Земли и силы внутреннего трения, а океан покрывал Землю

389

сплошь, то по распределению плотности и ветров нетрудно было бы установить направление и скорость течения. Однако указанные причины и наличие континентов настолько усложняют общую кар­ тину течений, что соответствие между действующими силами и течением можно установить только при тщательном анализе. Но такой анализ чрезвычайно сложен и в большинстве случаев пока невозможен. Это становится особенно понятным, если вспомнить, что морские течения и океан в свою очередь воздействуют на течение атмосферы (ветер), еще больше усложняя характер взаимосвязей.

Вторым источником энергии, обусловливающим движение масс воды, служат космические силы притяжения Луны и Солнца, вы­ зывающие приливные течения. В отличие от течений плотностных и ветровых, приливные течения периодические и, как показано выше, легче поддаются предсказанию, если имеются наблюдения необходимой продолжительности. Однако и они подвергаются воз­ действию отклоняющей силы вращения Земли, сил трення и за­ висят от физико-географических условий (размеров и глубины моря, характера берега и т. п.).

Приливные течения океанов изучены слабо. Однако на основа­ нии новейших данных можно сделать вывод, что они в открытых частях океанов достигают существенных величин (до 1 узла) и имеют полусуточный характер.

В морях приливные течения изучены значительно лучше. По скорости они могут достигать в отдельных районах 6 узлов.

Вследствие недостаточности данных об этих течениях в океанах ниже рассматриваются только преобладающие на поверхности океанов течения, представляющие сумму плотностных и ветровых (дрейфовых и градиентных) течений.

Плотностные течения обладают известным постоянством. Они меняются преимущественно в соответствии с сезонным ходом сол­ нечной радиации.

Ветровые течения отличаются наибольшей изменчивостью, так же как и вызывающая их атмосферная циркуляция. Более устой­ чивые течения отмечаются в тропических широтах, в области ус­ тойчивых пассатных ветров. В умеренных и высоких широтах, где атмосферная циркуляция неустойчива, менее устойчивы и тече­ ния. Тем не менее, последние исследования, проведенные совет­ скими учеными, показали, что даже в тропических широтах тече­ ния не отличаются устойчивостью. Так, например, В. Г. Кортом установлено, что в зоне Северо-Атлантического пассатного течения существует обратное течение, названное Антило-Гвинейским про­ тивотечением.

Устойчивость, или постоянство, течения по направлению, опре­ деляется отношением скорости течения, полученной как средне­ геометрическое из всех наблюдений в данной точке, и среднеариф­ метической и выражается в процентах.

Поэтому на карты течений на поверхности океанов и морей сле­ дует смотреть как на схемы, дающие общую или преобладающую картину течений.

390