Файл: Истошин, Ю. В. Морские течения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 82

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Дальневосточное

книжное

издательство

Владивосток

1975

551.49 И89

Морские течения, словно огромные реки, прорезают Мировой океан. Перемещение больших водных масс влияет на климат различных районов нашей планеты, во многом оп­ ределяет условия жизни оби­ тателей морей.

Автор, известный океанолог Ю. В. Истошин, в доступной форме рассказывает об ос­ новных течениях Мирового океана.

©

Дальневосточное книжное издательство

1975

И

284-15

39-75

М142(03)-75

 

 

ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ

Для людей, мало знакомых с морем, физические явления, про­ исходящие в нем, порой кажутся таинственными и полными опас­ ностей. О многих из них знают даже дети, о других же не подоз­ ревает и опытный моряк. К числу первых относятся штормы, тай­ фуны, приливо-отливные течения и т. д.

Но в море происходят явления, ускользающие от взгляда на­ блюдателя, поскольку они скрыты в толще океанских вод.

Экипаж любого морского судна, совершающего обычный рейс,

не

может даже представить себе, что

происходит под килем ко­

рабля. Да 'и как Ьпределить,

находясь ща поверхности океана, что

на

глубине нескольких тысяч

метров,

м'ожет быть, в это время с

огромной скоростью проносятся потоки взмученной воды (типа се­ ля), получившие в океанологии-название «мутьевых течений». Явле­ ние это хотя и редкое, но вреда приносит очень много, вызывая обрывы телеграфных кабелей, проложенных по дну океана. Море­ плаватель не заметит в-открытом море и волну цунами, так как здесь она очень пологая: при малой высоте обладает большой дли­ ной, порядка сотен метров. В крайнем случае судно испытывает одиночный толчок-удар, в большинстве же случаев и этого не про­ изойдет.

Судоводитель, находясь в открытом море вне видимости бере­ гов, не без труда может определить, сносит ли его судно с задан­ ного курса или нет. Для ответа на этот вопрос ему необходимо произвести ряд навигационных определений и расчетов.

В океане на поверхности и на любых глубинах совершается осо­ бенный процесс, который называется морским течением — переме­ щение с места на место в горизонтальном направлении значитель­ ных масс морской воды. Этот процесс может быть весьма впечат­ ляющим, может поражать воображение и наводить страх. Во мно­ гих случаях моряк не ощущает его, но по литературе (по навига­ ционным картам и лоциям) знает о его существовании. О том же, что происходит под килем судна на глубине десятков, сотен и ты­ сяч метров, зачастую не знают даже ученые-океанографы. Неда­

ром недавнее открытие

глубинных течений на экваторе в Тихом и

2 Мирские течения

5


Атлантическом океанах считается в океанологической науке важ­ ным событием.

Практическое и научное значение морских течений чрезвычайно велико. Постоянные течения, такие как Гольфстрим и Куросио, пе­ реносят на значительные расстояния огромные количества тепла и

солей. Чтобы оценить масштабы

переноса, отметим, что

только од­

но течение может перенести

из

одного

района океана в другой

миллиарды тонн соли в год,

тем

самым

нарушая или,

наоборот,

восстанавливая солевое равновесие, изменившееся по какой-то

внешней причине.

Перенося тепло и отдавая его в атмосферу уже в другом райо­ не океана, морские течения влияют на повышение средней темпе­ ратуры прилегающих стран. Большое значение имеют они в обес­ печении жизнедеятельности Мирового океана: прежде всего они, как мы увидим далее, обеспечивают круговорот и обновление всей воды в океанах и морях. Глубинные воды обогащаются принесен­ ным с поверхности кислородом, а поверхностные — питательными солями, вынесенными с придонных горизонтов, где их особенно много.

Знание характера течений необходимо судоводителю. Раньше, до изобретения радара и радиолокационных средств определения местоположения судна, сведения о течениях ценились очень высо­

ко, так как

помогали обеспечивать безопасность

мореплавания.

В настоящее

время, когда судоводителями используется

богатый

арсенал технических средств, и

в связи с этим

появилась

возмож­

ность определить место судна

практически в любое время суток и

с большой точностью, причем

вне зависимости

от

метеорологиче­

ской обстановки, казалось бы значение течений сильно уменьши­ лось. Такое мнение, к сожалению, имеет место. Резко сокращено определение течений на ходу судна обычным, широко известным навигационным способом. Даже на научно-исследовательских су­ дах, все внимание сосредоточили на инструментальных способах измерения течений. При этом забывается, что все наши сведения

о течениях Мирового океана, все карты течений, все

указания ло­

ций получены исключительно с

помощью навигационного метода.

И надо

помнить, что с помощью

инструментальных и

навигационных

методов

определения

течений

изучаются две разные, но одинако­

во важные стороны

течений — их пространственная

и временная

характеристики.

Здесь мы упомянули только о наиболее важных и уже хорошо изученных проблемах, связанных с течениями. Однако существует множество других сфер деятельности человека, где необходимы сведения о течениях. При портостроительных работах они нужны для решения вопроса о возможности размыва земляных огради­ тельных сооружений или заносимости судоходных каналов и фар-

6


ватеров. В морском горном деле, при поисках или при организации добычи полезных ископаемых со дна моря, необходимо знание режима течений — существующего в настоящее время и бывшего в прежние геологические эпохи. Это помогает определить место, где можно обнаружить минералы, встречающиеся в бассейне реки и выносимые ею в море.

Далеко не все знают, какое значение имеют течения при строи­ тельстве трубопроводов для сброса отработанных городских вод.

Можно было бы привести еще много примеров большого прак­ тического значения морских течений, но мы ограничимся сказан­ ным, так как по мере надобности они будут приводиться и дальше. Укажем только, что в ближайшем будущем появятся новые облас­ ти приложения знаний морских течений. Уже сейчас многие заду­ мываются над тем, нельзя ли изменить климат некоторых районов земного шара или даже всей планеты в целом с помощью морских течений. В принципе это возможно. Только следует иметь в виду, что при этом произойдет перераспределение тепла на Земле: в од­ ном районе станет теплее, а в другом — соответственно холоднее. Климат же планеты в целом по запасам тепла не изменится. Это обстоятельство является главной причиной того, почему проекты мелиорации (улучшения) климата с использованием тепла морских течений не получили всеобщего признания — всегда найдется район, жители которого будут возражать против проекта. Вторая причина — их малая научная и экономическая обоснованность.

Наибольшую известность получил проект инженера П. М. Бори­ сова. О нем писалось в свое время в «Литературной газете» (1958—1959 гг.). Борисов предложил построить плотину через Бе­

рингов пролив с тем, чтобы перекачивать воды

из Северного ле­

довитого океана в Берингово

море с помощью

турбин, работающих

на атомной энергии. По мысли

Борисова, эта перекачка

должна при­

вести к понижению уровня

Северного Ледовитого океана на 20 мет­

ров в год, что

вызвало бы

приток теплых атлантических вод в Арк­

тику, которые растопили бы арктические льды через 6—7 лет.

Проект постройки плотины

в Беринговом проливе,

но с

пере­

качкой теплых

тихоокеанских

вод в Северный

Ледовитый

океан

предлагал в 1948 г. инженер А. Н. Шумилин. Он также ожидал по­ тепления климата наших северо-восточных окраин. Эти проекты вызвали возражения в научной литературе.

Для потепления климата советского Приморья предлагались проекты расширения и углубления пролива Невельского на севере Японского моря с тем, чтобы направить в Охотское море теплое

Цусимское течение.

Устье реки

Амур по этому проекту должно бы­

ло быть выведено в

Японское

море в район залива Де-Кастри (бух­

та Табо), что ликвидировало бы подпор вод, препятствующий Цу­ симскому течению проникать в Охотское море.

2* 7


Существовал проект плавучей плотины понтонного типа для из­ менения направления Нордкапской ветви теплого Северо-Атланти­ ческого течения, входящей в Баренцево море. Проектом предусмат­ ривалось прохождение этой ветви в Карское море через пролив Карские Ворота с целью улучшения ледовых условий в западном секторе Арктики.

Эти и подобные им проекты оказались в научном отношении не­ достаточно аргументированными и вызвали серьезные возражения.

Вместе с тем применение плотин понтонного типа для измене­ ния направления течений, по-видимому, дело вполне осуществи­ мое. Нужно только проверить расчеты на модели в порядке экс­ перимента и применить этот способ вначале не для смягчения климата, а для решения частных задач технического порядка (на­ пример, для нужд портостроительства или защиты берегов от

размыва).

Из сказанного следует, что для какой бы цели ни употреблялись сведения о течениях, необходимость их дальнейшего пополнения и уточнения очевидна.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МОРСКИХ ТЕЧЕНИЙ

Определение морских течений

Коротко и точно определить, что представляют собой морские течения,— задача довольно трудная. Казалось бы, всякое движение или перемещение частиц морской воды должно считаться морским

течением. Однако уже на первых

шагах

исследователь

морских

течений принужден исключить

все

виды

перемещения

частиц в

вертикальной плоскости, такие

как

опускание частиц воды в ре­

зультате вертикальной конвекции, вызванной зимним охлаждением, при котором поверхностные воды становятся более холодными ,и, следовательно, более плотными и тяжелыми, чем воды нижележа­ щих слоев, и вынуждены поэтому опускаться на глубину. То же от­ носится и к процессам опускания, обязанным осолоненню поверх­

ностных вод в тропических зонах океана, где

наблюдается сильное

испарение. В этом

случае

поверхностные

воды становятся более

солеными (так как

испаряется лишь пресная

вода, а соли

остаются в

рассоле) и более

плотными

и опускаются

на

глубину,

где плот­

ность

одинакова с

плотностью опускающихся

вод.

 

В

равной степени не считаются морскими

течениями

и подъе­

мы глубинных вод к поверхности в результате динамических при­ чин, например сгона вод от берегов. При этом, как известно, про­ исходит замещение сгоняемых в открытое море поверхностных вод глубинными, как правило более холодными водами. Это явление получило в океанологии специальное название «апвеллинг».

Не квалифицируются как течения процессы опускания вод при встрече («в лоб» или под некоторым углом) потоков морских вод или, наоборот, подъема вод при расхождении потоков, хотя эти процессы могут происходить не строго в вертикальной плоскости, а под некоторым углом к вертикали.

Исключаются из рассмотрения движения частиц воды по орбите

9


при волнении моря (они рассматриваются в другом разделе океа­ нологии: волны), а также медленные перемещения отдельных час­ тиц в процессе диффузии и сравнительно более быстрые пульси­ рующие движения в процессах турбулентности.

Морским течением принято называть только перенос частиц воды из одного места океана в другое в горизонтальном или близ­ ком к нему направлении. Вертикальные движения масс воды, та­ ким образом, во внимание не принимаются.

Однако каждому понятно, что как горизонтальные, так и верти­ кальные движения водных масс тесно связаны одно с другим и представляют собой отдельные звенья одного явления, называемо­ го общей циркуляцией океана. Еще древние ученые говорили, что если частица или группа частиц морской воды по какой-либо при­ чине придет в океане в движение, то (в силу несжимаемости и не­

растяжимости

воды) вся

масса

вод океана

должна неминуемо

прийти в движение, причем не

только в горизонтальной, но

и в

вертикальной

плоскости.

Так что

отдельное от

вертикальных

дви­

жений рассмотрение течений следует считать делом условным и чисто формальным, употребляемым для облегчения решения дан­ ной частной задачи мореведения.

Горизонтальные движения частиц воды подчиняются законам гид­ родинамики и как физический процесс рассматриваются в разделе океанологии, называемом динамикой моря. В нашей брошюре мы будем рассматривать морские течения без отрыва от физических и химических свойств водных масс, переносимых течениями. В та­ ком случае мы сразу же встречаемся с поразительным разнообра­ зием характеристик течений. Возникает настоятельная необходи­ мость в какой-то их классификации.

Классификация морских течений

В литературе для массового читателя чаще всего упоминаются подразделения течений по термическим свойствам на теплые и хо­ лодные, а также (по глубине расположения) на поверхностные, глубинные и придонные.

10