Общее землеведение - Мильков Ф.Н.
ISBN 5-06-000639-5
Скачать (прямая ссылка):
Приливно-отливные волны вызваны суммарным притяжением Луны и Солнца. Главную роль при этом играет ближе расположенная Луна. Ее притяжение в 2,17 раза превосходит солнечное. Весь приливно-отливной цикл по продолжительности соответствует лунным суткам (24 ч 51 мин). Однако в действительности наблюдаются суточные, полусуточные и смешанные приливы.
Существует тесная связь высоты приливов и отливов с фазами Луны. В новолуния и полнолуния наблюдаются самые высокие приливы и самые низкие отливы, называемые сизигийными. В это время лунные и солнечные приливы, наступая одновременно, накладываются друг на друга. В промежутках между ними, в первую и последнюю четверти фазы Луны, наблюдаются самые низкие, так называемые квадратурные приливы.
В открытом Океане высота прилива невелика—1,0—2,0 м. У расчлененных берегов она резко возрастает. Максимальной высоты— 18 м — приливная волна достигает в заливе Фанди на атлантическом побережье Северной Америки. В СССР самый высокий прилив (до 12 м) наблюдается в Пенжинской губе Охотского моря. Во внутренних морях приливы мало заметны: в Балтийском море у Ленинграда прилив равен 4,8 см. В то же время по некоторым рекам прилив прослеживается на сотни (в Амазонке до 1400) километров от устья.
Морские приливы таят в себе огромные запасы энергии — около 1200 млрд. кВт-ч в год (В. Н. Степанов, 1982). Некоторые страны уже начали строить приливные электростанции (ПЭС). Первая ПЭС построена в СССР в губе Кислой на Кольском полуострове.
Внутренние волны. Океан охвачен волнением даже при спокойной поверхности. В толще его вод наблюдаются внутренние волны— медленные, но весьма значительные по размаху, достигающему порой сотен метров (Л. М. Бреховских, 1987). Возникают они в результате внешнего воздействия на неоднородную по вертикали массу воды. К тому же, как стало известно совсем недавно, Океан представляет своего рода «слоеный пирог» с тонкой вертикальной структурой: температура, соленость и плотность воды изменяются с глубиной не постепенно, а скачкообразно от одного слоя, часто очень тонкого, к другому. На границе между слоями возникают
124
специфические внутренние волны очень высоких частот, о существовании которых, как утверждает Л. М. Бре-ховских, мы раньше и не подозревали. Изучение внутренних волн очень важно для эксплуатации подводных аппаратов.
Морские (океанические) течения лучше других видов движения воды и с большей полнотой отражают разнообразие и сложность физических процессов, протекающих в Океане. Они синтезируют в себе термическое взаимодействие Океана с воздушной тропосферой, взаимосвязи температуры
воды с ее соленостью и плотностью, связывают в единую динамическую цепь — атмосферу с гидросферой (рис. 28).
На рис. 28 справа показано прямое воздействие на морские течения воздушной тропосферы через цепочку связей: температура
Рис. 28. Взаимосвязи физических характеристик и факторов, определяющих морские течения
(северное экваториальное J Южное экваториальное J
Рис. 29. Течения на поверхности гипотетического Океана (П. Вейль, 1977)
Течения
90° с. ш.
90 ю.ш.
Ветры
125
воздуха — атмосферное давление — ветер. Прямое атмосферное воздействие — главный энергетический источник поверхностных морских течений, известных под названием фрикционных (дрейфовых и ветровых), охватывающих верхний слой воды толщиной до 100—200 м. Если представить гипотетический Океан, непрерывно простирающийся от северного полюса к южному, и наложить на него генерализированную схему атмосферных ветров, то с учетом отклоняющей силы Кориолиса получим шесть замкнутых колец — круговоротов морских течений: Северное и Южное экваториальные, Северное и Южное субтропические, Субарктическое и Субантарктическое (рис. 29).
Реальная картина морских течений выглядит иначе (рис. 30). Отступления от идеальной схемы вызваны материками, их особенностями распределения по земной поверхности. Как и на идеальной схеме, в действительности на поверхности Океана наблюдается последовательная (со сменой знака движения) зональная смена крупных — протяженностью в несколько тысяч километров — не полностью замкнутых циркуляционных систем: это будут экваториальная антициклоническая; тропические циклонические, северная и южная; субтропические антициклонические, северная и южная; антарктическая циркумполярная; высокоширотные циклонические; арктическая антициклоническая системы. Циркуляционные макросистемы достаточно хорошо прослеживаются на обобщенных схемах циркуляции всей толщи поверхностных вод на глубину до 200 м. На схеме циркуляции дрейфового слоя воды (на глубину от 10—20 до 60—70 м) не все макросистемы проявляются четко, зато она хорошо фиксирует основные поверхностные течения Океана (рис. 31).
С глубиной зональные циркуляционные системы меняют направление, слабеют и, наконец, на глубинах от 300—400 до 800—1000 м размываются, распадаясь на слабо обозначенные вихри. Взамен на глубине усиливается меридиональная составляющая переноса — основная форма межзонального глубинного обмена веществ и энергии. В поверхностных водах, напротив, перенос масс, веществ и энергии осуществляется преимущественно в широтном направлении, так как здесь один и тот же широтный поток составляет периферию двух круговоротов, и лишь у берегов, на западной или восточной окраинах, они расходятся, осуществляя таким образом межширотный водообмен. Из 75 млн. м3/с воды, переносимых Гольфстримом на широте Нью-Йорка, лишь 10 млн. м3/с переходит в Североатлантическое течение, остальная масса воды остается в замкнутом круговороте субтропической Атлантики.
