Название течения и его вид гольфстрим. Где находится гольфстрим. Двойные улицы Чикаго
В 2010 году мировое сообщество потрясла ужасная новость: течение Гольфстрим, терморегулятор нашей планеты, может остановиться! Чтобы понять масштаб грядущей катастрофы, достаточно знать, что временная остановка течения 14 тысяч лет назад привела к малому ледниковому периоду. Но что же представляет собой Гольфстрим, и почему его циркуляция настолько важна для климата Земли?
Название происходит от английского выражения golf stream, что дословно переводится как «течение из залива». Так условно называют тёплое течение вдоль восточного побережья Северной Америки, но на самом деле понятие несколько шире: под Гольфстримом подразумевают целую систему, разветвлённую в северной части Атлантического океана. Его движение обусловлено суточным вращением Земли. Мощные струи шириной 70-90 км достигают скорости до нескольких метров в секунду. Примечательно, что выработать такое же количество тепла, как Гольфстрим, не могут даже сотни атомных станций.
Почему на севере растут пальмы
Своё начало Гольфстрим берёт в нагретом Мексиканском заливе, оттуда катит тёплые воды во Флоридском течении, в районе Багамских островов соединяется с Антильским течением и потоком изливается в океан. На уровне острова Ньюфаундленд смешивается с холодным Лабрадорским течением, что способствует активному испарению – именно поэтому ближайшие регионы такие влажные и туманные. А климат Старого Света благодаря этой особенности Гольфстрима становится мягким – в иных странах на тех же широтах, но лишённых такого течения поблизости, не зеленеют луга и не растут теплолюбивые растения. Например, в Нормандии те же пальмы чувствуют себя вполне вольготно, а побережье материка не превращается в тундру. Да и само Северное полушарие теплее Южного.
Со своей средней температурой воды в 26 градусов идеально для многих видов рыб и китов. Микроорганизмы, служащие им пищей, благодаря потокам попадают прямо в жадно раскрытые рты.
Новый ледниковый период
К сожалению, прогнозы учёных насчёт Гольфстрима не утешают. Течение постепенно замедляет свой ход и становится неустойчивым. Это влечёт за собой резкое изменение климата: Финляндия изнывает от жары, зато на Лазурном Берегу выпадает снег. Природные катаклизмы вроде цунами, торнадо и наводнения происходят всё чаще. Именно поэтому экологи били тревогу после разлива нефти в Мексиканском заливе: вредные химические вещества изменили вязкость и солёность воды, что сказалось на её течении. Видимо, фантазии голливудских режиссёров вполне могут претвориться в жизнь – без Гольфстрима Землю ждёт неясное будущее в условиях нового ледникового периода.
Но не только переработка «чёрного золота» вредит экосистеме Гольфстрима. Так называемый парниковый эффект, возникающий из-за активного и безрассудного технологического прогресса, приводит к таянию льдов Северного ледовитого океана и, соответственно, появлению пришлых вод в Гольфстриме. Сколько он будет с ними справляться и чем обернётся их соседство – вопрос времени.
Первым о возможной остановке Гольфстрима заявил в 2010 году доктор Джанлуиджи Зангари, физик-теоретик из института Фраскати в Италии. Позже исследователи подтвердили, что течение изменило своё направление: теперь оно уходит от острова Шпицберген и поворачивает в сторону Гренландии. Таким образом, если концентрация углерода в атмосфере будет продолжать расти, то циркуляция воды действительно прекратится. Будем надеяться, что учёные не допустят этой экологической трагедии. Человечество (и конкретно каждый из нас) должно осознавать масштаб проблемы и решать вопросы экологии – важнейшие и самые что ни на есть насущные.
ЭТНОМИР, Калужская область, Боровский район, деревня Петрово
Всё, что есть в ЭТНОМИРе, наглядно, красочно и доступно знакомит детей с культурой или историей, достопримечательностью или климатом, этносами или флорой и фауной региона, что способствует фиксации информации через впечатление, а значит, знания, полученные в ЭТНОМИРе, хорошо усвоятся детьми и сохранятся в их памяти на всю жизнь.
Посещение павильонов Улицы Мира, этнических жилищ, музеев парка и контактных зоопарков в доступной и наглядной форме дополняет школьную программу, а аттракционы и море развлечений на свежем воздухе делают отдых в парке не только познавательным, но и очень весёлым!
ЭТНОМИР предлагает множество вариантов программ для школьников. Одна из самых популярных – , включающая в себя экскурсию и посещение зоодома на территории парка.
Гольфстрим – мощное тёплое атлантическое течение. Влияние Гольфстрима заметно даже в Северном Ледовитом океане в виде Нордкапского и Норвежского течения. Течение Гольфстрим виновник нестабильных погодных условий в этом районе. ГОЛЬФСТРИМ, теплое течение в средних широтах северной части Атлантического океана, движущееся в северо-восточном направлении. Самое быстрое течение в Атлантике Гольфстрим – это одна из очень мощных сил природы.
Расход воды Гольфстримом составляет около 50 миллионов кубических метров воды ежесекундно, что в 20 раз больше, чем расход всех рек мира, вместе взятых. Локально в каждой отдельной области направление и характер течения определяются также очертанием материков, температурным режимом, распределением солёности и другими факторами.
Гольфстрим в широком понимании – вся система тёплых течений в Северной Атлантике, стержнем и основной движущей силой которой является Гольфстрим
Известно, что севернее мыса Гаттерас Гольфстрим теряет устойчивость. В нём наблюдаются квазипериодические колебания с периодом 1,5-2 года, аналогичные колебаниям струйного течения в атмосфере, известные как цикл индекса. Учитывая влияние Гольфстрима на климат, предполагается, что в краткосрочной исторической перспективе возможна климатическая катастрофа, связанная с нарушением течения.
В частности, по мнению доктора географических наук, океанолога Бондаренко А. Л., «режим „работы“ Гольфстрима не изменится». Это аргументируется тем, что фактического переноса воды не происходит, то есть течение является волной Россби. Он несет подогретые водные массы из Индийского океана и юга Атлантики к северозападному побережью Европы.
Но Североатлантическое течение гольфстрим не может объяснить все исчезновения
Благодаря Гольфстриму страны Европы, прилегающие к Атлантическому океану, отличаются более мягким климатом по сравнению с регионами, лежащими на той же географической широте. Над северной Атлантикой западные ветры отбирают тепло у масс тёплой воды и переносится на Европу.
Это течение направляется узким потоком вдоль побережья Северной Америки. Дополнительным фактором отклонения в восточном направлении выступает и сила Кориолиса. Продолжением Гольфстрима к северо-востоку от Большой Ньюфаундлендской банки служит Северо-Атлантическое течение.
Сейчас Гольфстрим для Европы и США – это щедрый дар природы их экономикам и населению. Кухня погоды северного полушария расположена в Северной Атлантике и Северном Ледовитом океане. Гольфстрим выполняет в ней роль системы отопления, его также называют «печкой Европы». Холодное и более плотное Лабрадорское течение «подныривает» под тёплое и более лёгкое течение Гольфстрим, не мешая ему обогревать Европу.
Плотность вод Лабрадорского течения лишь на 0,1% выше плотности вод Гольфстрима. В результате – в Баренцево море не замерзает круглый год, а в Европе растут пальмы и строятся дома с картонными стенками. Если вдруг Лабрадорское течение сравняется по плотности с Гольфстримом, то оно поднимется ближе к поверхности океана и перекроет его движение на север. Всё, приехали. Мы получаем схему течений ледникового периода.
Исследование льдов в Гренландии, показывают, что процессы изменения климата могут произойти в течение трёх-десяти лет. Температура воздуха в Европе за эти несколько лет сравняется с сибирской. Сейчас в толще вод Мексиканского залива обнаружены гигантские пятна нефти. Нефть выливалась в течение нескольких месяцев из скважины, пробуренной ВР на дне Мексиканского залива.
Вместе с ним исчезло и Норвежское течение. Первым об остановке Гольфстрима в августе 2010 г. сообщил доктор Зангари, физик-теоретик из Италии. Средняя температура воды на севере Гольфстрима упала на 10 градусов.
Гольфстрим - это тёплое течение в Мексиканском заливе, которое огибает Флориду, течёт вдоль восточного побережья США примерно до 37-го градуса с.ш. и затем отрывается от побережья на восток
В редакцию приходят письма с просьбой разъяснить, действительно ли тёплое течение скоро исчезнет. Подобные течения существуют и в Тихом океане - Куросио, и в Южном полушарии.
По этой же причине Северное полушарие в целом немного теплее Южного. Первопричина такой необычности Северной Атлантики состоит в том, что воды над Атлантическим океаном испаряется немного больше, чем выпадает в виде осадков.
На место опустившейся в глубину воды в северную Атлантику приходит вода с юга, это и есть Северо-Атлантическое течение. Таким образом, причины, обуславливающие Северо-Атлантическое течение, глобальны, и вряд ли на них может существенно повлиять такое локальное событие, как разлив нефти в Мексиканском заливе.
Но и такая величина сезонных аномалий вполне обычна и наблюдается в том или ином регионе почти ежегодно. Не подтверждаются и сообщения о том, что Гольфстрим между 76 и 47 меридианами в 2010 году стал холоднее на 10 градусов Цельсия. Но лёд продолжал таять, и в какой-то момент вода из озера начала вытекать в Северную Атлантику, распресняя её и тем самым препятствуя опусканию воды и Северо-Атлантическому течению.
Продолжением Гольфстрима является Северо-Атлантическое течение, несущее охлажденный на севере поток в Южное полушарие. Изменение непрерывности течения Гольфстрима в научных кругах является темой для дискуссий. В возникновении и направлении Гольфстрима задействованы несколько факторов. Почти треть находится на пути течения Гольфстрима. Под первым подразумевают собственно Гольфстрим – океаническое течение вдоль восточного побережья Северной Америки шириной до 90 километров и скоростью до нескольких метров в секунду.
gulfstream - течение из залива) - тёплое морское течение в Атлантическом океане. В узком смысле Гольфстримом называют течение вдоль восточного побережья Северной Америки от Флоридского пролива до Ньюфаундлендской банки (так оно, в частности, отмечается на географических картах). В широком смысле Гольфстримом часто называют систему тёплых течений в северной части Атлантического океана от Флориды до Скандинавского полуострова, Шпицбергена, Баренцева моря и Северного Ледовитого океана. Гольфстрим… представляет собой мощное струйное течение шириной 70-90 км, распространяющееся практически до дна океана, с максимальной скоростью до нескольких метров в секунду в верхнем слое океана, быстро уменьшающейся с глубиной (до 10-20 см/с на глубинах 1000-1500 м). Расход воды Гольфстримом составляет около 50 миллионов кубических метров воды ежесекундно, что в 20 раз больше, чем расход всех рек мира, вместе взятых. Тепловая мощность составляет примерно 1,4·10 15 ватт. Динамика течения заметно изменяется в течение года.Успев набрать в Мексиканском заливе значительное количество тепла, Флоридское течение соединяется возле Багамских островов с Антильским течением (пункт 1, рис 1) и превращается в Гольфстрим, который течёт узкой полосой вдоль побережья Северной Америки. На уровне Северной Каролины (мыс Хаттерас, пункт 2, рис. 1) Гольфстрим покидает прибрежную зону и поворачивает в открытый океан. Максимальный расход течения при этом достигает 85 млн м³/с. Продолжение Гольфстрима к юго-востоку от Большой Ньюфаундлендской банки (пункт 3) известно как Северо-Атлантическое течение, которое пересекает Атлантический океан в северо-восточном направлении, теряя значительную часть энергии в ответвлениях на юг (пункт 4), где Канарское течение замыкает основной цикл течений северной Атлантики. Ответвления на север в Лабрадорскую котловину (пункт 5) образуют течение Ирмингера, Западно-Гренландское течение и замыкаются Лабрадорским течением. При этом основной поток Гольфстрима прослеживается ещё далее на север (пункт 6) вдоль побережья Европы как Норвежское течение, Нордкапское течение и другие. Следы Гольфстрима в виде промежуточного течения наблюдаются также в Северном Ледовитом океане.
Гольфстрим часто образует ринги - вихри в океане. Отделяющиеся от Гольфстрима в результате меандрирования, они имеют диаметр около 200 км и движутся в океане со скоростью 3-5 см/с.
Некоторые ученые заявляют о том, что Гольфстрим замедляет ход своих вод, а некоторые - что оно совсем остановилось. Кто прав, сейчас трудно выяснить, но у течения Гольфстрим действительно есть несколько причин, чтобы замедлится.
Первая из них - глобальное потепление. Поскольку на динамику течения оказывает значительное влияние солёность океанской воды, уменьшающаяся из-за таяния льдов. Возможно также влияние уменьшающейся разности температур между полюсом и экватором при усилении парникового эффекта. Таким образом, «глобальное потепление» грозит Европе катастрофическим похолоданием.
Вторая причина состоит в очень большом количестве нефти, которое было разлито в Мексиканском заливе. Это также сказывается на нем, нарушая и замедляя ход.
Рис. 1. Система течения Гольфстрим.
Остановка теплого течения Гольфстрим несет в себе много опасностей: похолодание Европы, нарушения климата, появление ледникового периода. Оно играет огромную роль в жизни нашей планеты. В пользу принципиальной возможности подобной катастрофы приводятся данные о катастрофических изменениях климата, происходивших на нашей планете ранее. В том числе имеющиеся свидетельства о Малом Ледниковом периоде или данные анализа льдов Гренландии.
Учитывая влияние Гольфстрима на климат, предполагается, что в краткосрочной исторической перспективе возможна климатическая катастрофа, связанная с нарушением течения. Уже давно одной из любимых тем Голливуда стало то, что из-за глобального потепления и таяния северных ледников воды опресняются, а поскольку Гольфстрим образуется при взаимодействии соленой и пресной воды, Европа перестает обогреваться и начинается ледниковый период.
В настоящее время нет достаточно обоснованных данных о влиянии вышеупомянутых факторов на климат. Есть и прямо противоположные мнения. В частности, по мнению доктора географических наук, океанолога Бондаренко А. Л., «режим „работы“ Гольфстрима не изменится» . Это аргументируется тем, что фактического переноса воды не происходит, то есть течение является волной Россби. Поэтому никаких внезапных и катастрофических изменений климата Европы не произойдет. (А. Л. Бондаренко , «Куда течёт Гольфстрим?» // Океанология. Научно-популярный блог о Мировом океане и его обитателях.).
Все вышеприведенные сведения находим на сайте «Википедия» и «Океанология. Научно-популярный блог о Мировом океане».
В связи с тем, что нет единого мнения о пространственно-временной изменчивости, и причинно-следственных связях системы течений Гольфстрима, рассмотрим результаты многочисленных измерений скорости и направления течений и распределения температуры и солености в Северной Атлантике.
До настоящего времени производилось большое количество измерений параметров течений разными методами. Рассмотрим некоторые из них, произведенных в различных местах океана и в том числе в системе течения Гольфстрим.
Начать целесообразно с экватора. На рис. 2 (левый) представлена меридиональная компонента экваториального течения Атлантики. Скорость течения изменяется периодически (период20-30 суток). Это течения волновой природы. В литературе их называют по-разному: м едленные осцилляции; нестабильные волны; бароклинные береговые струи; топографические волны; континентальные шельфовые волны; синоптические вихри в океане; бароклинные вихри; океанские вихри; топографические ринги; глубинные струи; захваченные экватором гравитационные волны Россби; экваториальные длинные волны; экваториальные волны; меандры и длинные волны; краевые волны; двойные волны Кельвина.
Н еобходимо отметить, что возможность образования длиннопериодных волн в океане сначала была показана теоретическими расчетами: волн Кельвина (1880 г), медленных крупномасштабных колебаний (low -frequencycurrentfluctuations ) называемых планетарными волнами или волнами Россби (1938 г), топографических, шельфовых (longshelfwaves , continentalshelfwaves ), захваченных берегом (coastal -trappedwaves ), захваченных экватором волн. Регистрировать волны в океане и в Великих озерах начали в 60х годах прошлого века.
Естественно, что наблюдаемую в океане большую изменчивость скорости и направления течений пытались отожествить с имеющимися моделями, полученными теоретически: с волнами Россби, Кельвина, с топографическими волнами и т.д.
Основное отличие наблюдаемых волн от теоретически рассчитанных в том, что наблюдаемые волны имеют большой перенос масс воды, тогда как теоретические расчеты показывают, что перенос масс воды в волне мал. Поэтому, на наш взгляд, целесообразно называть наблюдаемую в действительности изменчивость скорости и направления течений длиннопериодными волновыми течениями (ДПВТ), течениями волновой природы. Необходимыми признаками таких течений являются: а) периодическая изменчивость; б) наличие фазовой скорости. Причем фазовую скорость и направление распространения фазы необходимо показывать и вычислять по наблюдениям.
Длительные инструментальные наблюдения за течениями волновой природы стали возможны с появлений автономных измерителей течений.
На рис.2 (слева) показана меридиональная компонента экваториального течения в форме волн Россби на глубине 10 м. (WeisbergR . H .1984 ), на том же рисунке справа - глубинный профиль зональной компоненты скорости (в см/с) в пункте 0°-35°W , в апреле 1996 г., полученного в рейсе НИС Elambor 2 (GouriouY ., BourlesB ., MercierH ., ChuchlaR . 1999). Хорошо видно, что течение существует до глубины 4500 м.
Рис. 2. Меридиональная компонента экваториального течения в форме волн Россби на глубине 10 м. (WeisbergR . H .1984 ) (левый); глубинный профиль зональной компоненты скорости (в см/с) в пункте 0°-35°W , в апреле 1996 г., полученного в рейсе НИС Elambor 2 (GouriouY ., BourlesB ., MercierH ., ChuchlaR . 1999). (правый).
Имеется много измерений течений волновой природы разного качества, и они различным образом представляются в иллюстрациях. Образцовыми являются измерения, которые продолжались 30 лет на экваторе Тихого океана. (TOGO -TAO ) (рис. 3,4).
На рис. 3 течение волновой природы (период 20 суток), имеющее постоянную составляющую, которая достигает 150 см/с летом, и уменьшается до 0 см/с (или имеет отрицательное направление) зимой. Амплитуда изменения волн до 90 см/с. На рис. 4 представлена меридиональная компонента - колебания скорости течения в направлении север-юг, без постоянной составляющей. Видны пакеты, т.е. временные отрезки, когда амплитуда изменчивости течений большая, перемежаются с периодами, когда амплитуда изменчивости течений мала.
Рис. 3. Пример измерения течения на экваторе Тихого океана в пункте
0°, 110° W , на глубине 10 м., зональная компонента (W - E ).
Рис. 4. Пример измерения течения на экваторе Тихого океана в пункте
0°, 110° W , на глубине 10 м., меридиональная компонента.
Экваториальное течение достигает берегов Бразилии, и часть потока проистекает вдоль северного берега Бразилии в Карибское море, другая часть поворачивает на юг (рис.5). Здесь тоже представлены результаты измерения скорости и направления течений на 6 горизонтах до глубины 3235 м. Течение изменяется периодически, имеет постоянную составляющую.
Северная ветвь течения проходит через Карибское море, Мексиканский залив и мощной струей вытекает через Флоридский пролив в Атлантический океан. (показано с помощью траекторий дрифтеров на рис. 6 левый).
Рис. 5. Изменчивость скорости течения у берегов Бразилии(FischerJ ., SchottF . A . 1997).
Рис. 6. Траектории дрифтеров в Карибском море и в Мексиканском заливе и начало Гольфстрима (слева), 240 траекторий поплавков нейтральной плавучести SOFAR (SoundFixingAndRanging ) в северной Атлантике на глубине от 700 до 2000 м.(PhilipL . Richardson 1991) (справа).
Очень интересные результаты прохождения дрифтеров по своим траекториям представлены на рис. 6 (правый). Здесь представлены 240 траекторий. Автор (PhilipL . Richardson 1991г.) начинает статью с фразы «Мы вам покажем кое-что удивительное». Конечно, для многих удивительное даже сейчас, 20 с лишним лет спустя после публикации этой статьи. Большинство до сих пор считают, что течение Гольфстрим является струйным, геострофическим. Автор статьи считает, что течение в Гольфстриме и в прилегающих областях имеют вихревой характер (рис.6 справа). В тексте статьи говорится, что часть вихрей имеет циклонический характер, часть антициклонический. Такое течение не может быть геострофическим. И не может быть образовано неравномерностью плотности.
Рис. 7. Три среднемасштабных вихря проследовавших в восточной Атлантике длительное время (PhilipL . Richardson . 1991).
В той же работе приводятся траектории дрифтеров, увлекаемых среднемасштабными вихрями в восточной Атлантике (рис. 7). Три вихря прослежены в продолжении двух лет, года, и полутора лет (MEDDY 1,2,3 соответственно).
Рис. 8. Пространственное распределение векторов скоростей течений в волне (а) и в вихре (б), которые перемещаются с фазовыми скоростями 2 см/с.
Но существуют разные мнения по поводу природы наблюдаемых вихревых движений в океане.
Захарчук (2010) показывает пространственное распределение векторов скоростей течений в волне и в вихре (рис.8). В волне вектора располагаются вдоль направления движения волны. В вихре вектора располагаются по касательным к круговому движению.
На рис. 9 показана изменчивость скорости течения в Гольфстриме. Характер изменчивости убеждает нас в том, что течение Гольфстрим имеет волновую природу. Оно не струйное, не геострофическое. И явно не термохалинное. Скорость массы воды размером 500 × 100 × 1 км. сначала увеличивается, достигает максимума, затем уменьшается, иногда почти до нуля. И вновь увеличивается. Такой процесс может происходить только в волне.
Рис. 9. Изменчивость скорости продвижения дрифтера №12046 в течении Гольфстрим. (БондаренкоА. Л. 2009).
Таким образом по всему периметру крупномасштабной циркуляции, на всем ее протяжении наблюдаются волновые течения. Можно сказать конкретнее: «Течение крупномасштабной циркуляции (и Гольфстрима тоже) есть осредненное движение течения волновой природы».
Такой вывод подтверждают многочисленные наблюдения. «С 1959 по 1971 г. в западной части Атлантического океана США было осуществлено 350 постановок АБС. Особый интерес представляют многолетние (с перерывами) наблюдения на разрезе 70° з. д. Обнаружен период колебаний скоростей в придонных и поверхностных слоях равный 30 суткам. По всей видимости, эти колебания вызываются топографическими волнами Россби . Интересно отметить, что положение Гольфстрима изменяется с той же периодичностью». (Баранов Е. И. 1988 г.).
«За последние 30 лет широкое распространение получили дрифтерные наблюдения.
Длительный эксперимент по определению траектории скорости течения в стрежне Гольфстрима был проведен в июне-ноябре 1975 г. Во время этого эксперимента была надежно определена траектория и скорость дрейфа от Флориды до 45° з.д. На этом участке траектории буй находился в пределах стрежня Гольфстрима, несколько правее фронта Гольфстрима. От Флориды до м. Хаттерас скорости были в пределах 200 см/с. Высокие скорости в стрежне, более 100 см/с наблюдались вплоть до 55° з. д. Далее характер дрейфа, значение скоростей резко меняется, что могло быть причиной выброса буя из стрежня системы Гольфстрим-Северо-Атлантическое течение и попадание его в одну из южных ветвей этой системы». (Баранов Е. И. 1988 г.).
«До подхода к м. Хаттерас Флоридское течение следует от Флоридского пролива вдоль континентального склона и пересекает плато Блейк (рис. 10, между 72° и 65°з.д.). Глубинывэтомрайоне700-800м. Распространяясь до дна, течение перемещает всю массу вод от поверхности до дна. Присоединение к Флоридскому течению Антильского течения увеличивает расход Гольфстрима.
В районе м.Хаттерас происходят два процесса, которые качественно и количественно изменяют перенос. В этом районе происходит поворот Гольфстрима от края континентального шельфа в сторону открытого океана. Глубины океана вдоль траектории в месте поворота увеличиваются на расстоянии 20 км. от 1000 до 2000 м (наклон дна здесь 5%, а далее на расстоянии 150 км, от 2000 до 3000 м. (наклон дна 1,5%).
После прохождения района 60-78° з.д., где расходы достигают максимальных значений, наблюдается резкое их уменьшение. В слое 0-2000 м расходы уменьшаются с 89 св. на 68-70° з.д. до 49 св. на 60° з.д. Такое резкое уменьшение можно объяснить следующими факторами. В районе между 60-65° проходит подводная горная цепь Новой Англии (рис. 10)». (Баранов Е. И 1988 г.).
Рис. 10. Рельеф дна океана в районе Гольфстрима после прохождения м. Хаттерас.
«Район, расположенный к югу и юго-востоку от Большой Ньфаундлендской банки называют дельтой Гольфстрима. Продвигаясь к востоку от 50° з.д. Гольфстрим встречает на своем пути юго-восточный Ньюфаундлендский подводный хребет, протянувшийся с северо-запада на юго-восток от края Большой Ньюфаундлендской банки до 39° с.ш., 44° з.д. Этот хребет, как и подводная горная цепь Новой Англии, выступает в качестве барьера на пути Гольфстрима, распространяющийся здесь до дна. Здесь начинается разветвление собственно Гольфстрима на ряд ветвей - на северную, центральную и южную ветви Северо-Атлантического течения. На юг отходит южная ветвь Гольфстрима (Канарское течение).
Основная, центральная ветвь Северо-Атлантического течения пересекает Ньюфаундлендский хребет и, круто повернув на север, следует вдоль изобаты 4500 м. Достигнув широты 50° с. ш. на меридиане 40° з. д., центральная ветвь поворачивает на северо-восток. На широте Шотландии эта ветвь образует совместно с северной ветвью течение Ирмингера. Основная же его часть, перевалив через порог Уайвилла-Томсона, проходит в Норвежское море под названием Норвежского течения.
Южная ветвь Северо-Атлантического течения образуется из той части потока Гольфстрима, которая огибает с юга Ньюфаундлендский хребет и следует на восток вдоль 42-45° с. ш. После пересечения Срединного Атлантического хребта эта ветвь отклоняется вправо и продолжается в виде неустойчивого потока на юг между Азорскими островами и Испанией и под названием Португальского течения дает начало Канарскому течению» (Баранов Е. И. 1988 г.).
Рис. 11. Траектории дрифтеров в северной Атланике (сайт ArturMoriano )
В связи с широким распространением дрифтерных наблюдений были сделаны попытки проследить все вышеописанные течения (продолжение Гольфстрима) по дрифтерным траекториям. По одним данным (Бондаренко А. Л.) из 100 дрифтеров, запущенных во Флоридском проливе только один достиг берегов Исландии. Остальные, небольшая часть ушла влево, в Лабрадорское течение, больщая часть отклонилась вправо и направилась на юг и юго-восток. По другим данным из 400 дрифтеров лишь один достиг берегов Англии. Были даже сделаны выводы, что Гольфстрим не переносит водные массы, а тепло передается турбулентностью.
Прояснить ситуацию помогли данные дрифтерных наблюдений на сайте oceancurrents.rsmas.miami.edu/at
На рис. 11 векторами и цветом отмечены скорости течений. По шкале цвета можно видеть, что вблизи от Флоридского пролива скорости близки к 70 см/с, от мыса Гаттерас до Ньюфаулендской банки скорости составляют около 100 см/с. Далее ширина течения увеличивается и скорости уменьшаются до 20 см/с. Т. е. расположение и цвет векторов подтверждает описанные выше закономерности продвижения течения, отклонение его вправо у мыса Гаттерас. И далее значительное расширение течения. Образование южной ветви (рис. 11). Цвет становится синим (20 см/с). Вектора расположены реже.
Рис. 12. Переход от Гольфстрима в Северо-Атлантическое течение (слева). Траектории дрифтеров в северной части Атлантики.
Рис. 13. Район течения Ирмингера (вблизи Исландии) (слева), дрифтеры из Северо-Атлантического течения в течение Ирмингера (справа).
На рис. 11 течение представлено до 23° з. д. Продолжение течения видим на следующем рис.12 (справа). С района 30-25° з. д., 54°с.ш. начинается течение Ирмингера в северо-западном направлении (рис.13). С широты 20° з.д. (Рис. 12 справа) сформирована ветвь Северо-Атлантического течения, которая проходит мимо Англии к берегам Норвегии (рис. 14).
На рис.14 представлены траектории трех дрифтеров, запущенных на долготе 37° з.д. и 52° с. ш. Два из них дошли до нулевого меридиана, а один прошел вдоль берегов Норвегии.
Итак, мы проследили путь дрифтеров от Флоридского пролива до берегов Норвегии, ответвления на юг, на северо-запад (течение Ирмингера), и в Северо-Атлантическое течение.
Как же объяснить, что из сотен (100, 400) дрифтеров, запущенных в районе Флоридского пролива только еди ницы достигают конца Северо-Атлантического течения? Объяснить очень просто. Даже если запустить дрифтеры в реке (струйное течение), в результате турбулентности, трения о берега, дрифтеры будут приближаться к берегам, и постепенно все окажутся на берегу.
Рис. 14. Траектории дрифтеров в Северо-Атлантическом и Норвежском течении.
А между тем ВСЯ вода проходит вниз по течению. Течение Гольфстрим имеет волновую природу, большую изменчивость скорости. Велико влияние неровностей дна и глубинного западного противотечения (Лабрадорского течения), так же волновой природы. Дрифтеры, достигая края течения, жидких берегов, легко переходят границы течения, покидают его. Для того, чтобы проследить течение дальше, можно предложить в сечении, где осталась примерно половина дрифтеров, запустить еще такое же количество. Конечно нужно учитывать тот очевидный факт, что объем воды в Северо–Атлантическом течении составляет малую часть течения Гольфстрим, поскольку значительное количество воды уходит в ветви на юг, затем влево (течение Ирмингема). Конкретно определить количественно долю воды непосредственно Гольфстрима в разных ветвях Северо – Атлантического течения затруднительно. Для качественного представления распределения вод Гольфстрима по ветвям можно воспользоваться картами распределения тепла в Северной Атлантике (рис. 16 а, б, в), переносимого разными ветвями.
Данные о распределении температуры на трех горизонтах северной Атлантики находим в атласе Атлантического океана:
AtlanticOcean. WOCE Hydrographic Atlas and Global Climatology. N3. CD.
Рассмотрим распределение тепла на горизонте 200 м. по пути следования Гольфстрима (рис. 15а). Во Флоридском проливе температура воды равна 20°С. После прохождения м. Гаттерас температура равна 18°С. У Ньюфаундлендской банки температура воды равна 14,5° - 17°С (по разрезу север-юг). У порога Уайвилла-Томсона (по линии от Ирландии до Англии) температура воды составляет 8,5° -10°С (поперек течения). И далее узкой струей вода с температурой 8,5° -10°С проистекает к берегам Норвегии.
а). Температура на гл. 200 метров
б). Температура на гл. 500 м.
Рис 15. Распределение температуры на глубине 200 м. а), на глубине 500 м. б).
На глубине 500 м. вода с температурой 15°-16,5°С выходит из Флоридского пролива очень тонкой струей. Слева вдоль берега холодная вода Лабрадорского течения. После прохождения м. Гаттерас температура равна 18°С. У Ньюфаундлендской банки температура воды равна 4,5° - 12°С (по разрезу север-юг). Перед порогом Уайвилла-Томсона (перпендикулярно линии от Ирландии до Англии) температура воды составляет 7° -9°С (вдоль течения). Дальше порога Уайвилла-Томсона теплая вода на глубине не проходит. Она располагается в районе к югу от Ислндии до Ирландии, и далее на юг. За порогом Томсона температура воды равна от 2° до 5°С. Т е мы видим, что теплая вода Гольфстрима-Северо-Атлантического течения на горизонте 500 м. за порог Томсона не проходит.
Рассмотрим распределение температуры воды на глубине 1000 м. Вдоль северного берега Мексиканского залива, во Флоридском проливе и далее вдоль берега Америки до М. Хаттерас на карте (Рис. 16 в. – голубой цвет), что соответствует холодной воде 3,5°С. Но дело в том, что от Флоридского пролива до м. Хаттерас глубина рвна 700-800 м. (плато Блейк). Практически здесь обозначено дно. Врайонем.Хаттерас происходит поворот Гольфстрима от края континентального шельфа в сторону открытого океана. Глубины океана вдоль траектории в месте поворота увеличиваются на расстоянии 20 км. от 1000 до 2000 м. (наклон дна здесь 5%, а далее на расстоянии 150 км, от 2000 до 3000 м. наклон дна 1,5%). От м. Хаттерас далее Ньюфаундлендской банки температура воды на горизонте 1000 м. равна 7°-12°С, и вблизи порога Уайвилла-Томсона температура воды увеличиваются до 13-14°С. За порогом Томсона вода холодная.
Результаты этого анализа приведены в таблице 1.
В). Температура на гл. 1000 м.
Рис. 15 в. Распределение температуры на глубине 1000 м.
Таблица 1.
|
Флоридский пролив |
Мыс Гаттерас |
Ньюфаундлендская Банка |
У порога Томсона |
За порогом Томсона |
|
Горизонт 200 м. 20° Горизонт 500 м. 15°-16,5°С Гор. 1000 м. Нет (гл. 700-800 м). |
18° 18° 7°-12°С |
14,5° - 17°С 4,5° - 12°С 7°-12°С |
8,5° -10°С 4,5° - 12°С 13-14°С |
8,5° -10°С 2° до 5°С 2° до 5°С |
«С левой стороны Гольфстрима проходит холодное Лабрадорское течение. «Воктябре 1962 в районе м. Хаттерас на глубине 800-2500 м. инструментально был зарегистрирован поток, направленный на юг. К северу и югу от м. Хаттерас глубинное западное пограничное течение (ГЗПТ) находилось на некотором расстоянии от Гольфстрима, В районе м. Хаттерас ГЗПТ располагалось непосредственно рядом со стрежнем Гольфстрима.
Длительная серия измерения придонных течений вдоль меридиана 70° з.д. Осреднениеза 240 суток. Гор. 200 и1000 м. Средниескорости 2,5-4,9 м/сек.
Водная масса ГЗПТ к югу от м.Хаттерас идентична глубинному потоку из Лабрадорского бассейна в район м. Хаттерас и далее на юг.
С ГЗПТ связана не решенная до сих пор проблема. По всем приведенным данным Флоридское течение и Гольфстрим у м. Хаттерас, а так же к югу и северо-востоку от него распространяется до дна океана. В то же время и ГЗПТ также распространяется до дна океана. К северо-востоку от м. Хаттерес ГЗПТ располагается на левом фланге Гольфстрима, а к югу оказывается на его правом фланге. Согласно (KnaussJ . A .1969 г.) ГЗПТ проходит через Гольфстрим в районе м. Хаттерас» (Баранов Е. И. 1988 г.).
Это дает основание предположить, что здесь зафиксировано начало Антило-Гвианского глубинного противотечения, продолжением которого является Экваториальное противотечение. По существу, это составные части циклонической крупномасштабной циркуляции в Северной Атлантике. Аналогичные циркуляции существуют отдельно в северных и южных частях трех океанов.
Итак, анализ наблюдений, инструментальных и дрифтерных показывает такую же картину системы течений Гольфстрима, которая приведена в Экипедии.
Почему Гольфстрим существует? Имеются разные мнения.
Одни считают, «что горячие и холодные воды Атлантического океана образуют своеобразный конвейер. Горячие экваториальные воды поднимаются наверх и образуют течение, а дойдя до конца пути, охлаждаются. При этом, опускаются вниз в толщу воды, и перемещаются обратно в начало течения. Таким образом теплый Гольфстрим и существует». (Википедия).
Другие считают, что «в планетарном масштабе Гольфстрим, как и любое мировое течение, обусловлено в первую очередь вращением Земли, которое разгоняет тропические пассаты, пассатные течения, в том числе Северное пассатное течение, нагоняет избыточное количество воды в Карибское море, определяет силу Кориолиса, прижимающую течение к восточному побережью американского континента. Локально в каждой отдельной области направление и характер течения определяется так же очертанием материков, температурным режимом, распределением солености и другими факторами». (Википедия).
В связи с тем, что существуют серьезные разногласия по поводу основных закономерностей образования и существования Гольфстрима, целесообразно рассмотреть данные многочисленных инструментальных наблюдений. Это позволит из различных точек зрения выбрать наиболее вероятно соответствующую действительности.
Первое важное замечание: Гольфстрим не является единственным, уникальным течением в Океане. Существуют еще 5 таких течений, по 2 в каждом океане - Атлантическом, Тихом и Индийском океане. В Атлантике на север идет течение Гольфстрим, на юг Бразильское течение. В Тихом океане на север идет течение Куро-Сио, на юг – Австралийское, в Индийском океане на север идет течение Сомали, на юг течение Зеленого мыса (Мозамбикское). То есть, в северной и южной частях трех океанов образуются отдельные крупномасштабные антициклонические циркуляции и Гольфстрим и подобные ему течения являются частью этих циркуляций. Схема океанских течений Атлантического океана показана на рис. 16 (Добролюбов А. И. 1996).
Рис. 16. Структурная схожесть крупно-масштабных течений в Тихом,
Атлантическом и Индийском океанах. (Добролюбов А. И. 1996).
«Схема океанических течений находится в полном соответствии с воздушными течениями – ветрами . Обширные океанические круговороты вод, начало которым дают пассатные течения, отвечают как по направлению движения, так и по положению антициклонического движения воздуха над океанами в Северном полушарии по часовой стрелке, в Южном – против часовой стрелки». (Краткая географическая энциклопедия. Изд-во «Советская Россия» М. 1962.).
Но существуют и сомнения по поводу ветровой природы океанической циркуляции. Никифоров Е. Г. (Институт Арктики и Антарктики) на I съезде Советских океанологов (1977 г.) сказал: «Проблема объяснения современной циркуляции вод не может считаться удовлетворительно решенной даже на уровне качественных гипотез. Гипотезы о ветровом происхождении циркуляции вод не объясняют глубинную циркуляцию, а гипотеза о термохалинной природе циркуляции вод опирается главным образом на существующее поле плотности. Поэтому никаких выводов о природе циркуляции вод на основе расчетов, выполненных по фактическому полю плотности …сделать так же невозможно”.
Действительно, пассаты воздействуют только на верхний слой водной массы (до 200 м.). Тогда как течение в экваториальных областях наблюдается до глубины 4 – 5 км. Аналогично, ветровое воздействие (завихренность) на всю северную (южную) часть трех океанов ограничено верхними горизонтами до 200 м., тогда как течения наблюдаются до глубин 3000-4000 м.
По поводу термохалинной природы Гольфстрима Стоммел писал: «Было установлено так же, что разности плотностей поперек Гольфстрима не имеют ничего общего с движущей силой Гольфстрима, а просто представляют часть равновесия, вызванного косвенным образом действием ветра» (Стоммелл 1963, стр. 27).
Ферронский В. И. (Динамика Земли) высказал гипотезу, в соответствии с которой водные массы океанов отстают от скорости вращения Земли, движение вод достигает западных берегов океанов, течение отклоняется к северу и к югу, возникают крупномасштабные антициклонические циркуляции. Ранее такая гипотеза была высказана И. Кеплером.
И наконец, наиболее физически обоснованная гипотеза по поводу причины возникновения и существования экваториальных течений высказал И. Кант (1744 г.). Астрономические наблюдения показали, что происходит замедление скорости вращения Земли (теория эволюции скорости вращения Земли) (Монин, Шишков). Высказывались разные объяснения причины этого процесса. И. Кант предположил, что Луна (и Солнце) тащит воду вдоль экватора, возникает течение с востока на запад, которое трением о дно тормозит, замедляет скорость вращения. Впоследствии(Broche P., Sundermann J. Die Gezeiten des Meeres und die Rotation der Erde. PureAppl . Geophys ., 86, 95-117, 1971)предположили, что замедление возникает за счет вязких отрицательных вращающих моментов.
Можно так же предположить, что экваториальные течения, обладая большой кинетической энергией, создают отрицательный вращательный момент, когда они воздействуют на восточные берега континентов и поворачивают на север и на юг. Это предположение более физически достоверное.
Гипотеза И. Канта 100 лет не признавалась под влиянием Лапласса. В настоящее время нет никаких сомнений в том, что именно воздействие ПО сил Луны и Солнца на водные массы в районе экватора приводит к образованию экваториальных течений. Такой точке зрения придерживаются около 20 исследователей: Авсюк Ю. Н., Суворова И., Светлозанова И.; Добролюбов А. И. 1996, Гарецкий Р. Г.;Монин А. С., Шишков Ю.; KantI .; LeBlondP . H ., MysakL . A ., Broche , S ündermannJ .; GrovesG . V .; MornerN . A .; MunkW ., WunschC .; EgbertG . D ., RayR . D .
В географической энциклопедии (1960 г.) в статье «Приливное трение» Джуан Дж. Паттулло пишет «Гарольд Джеффрис подсчитал, что каждый день около половины всей энергии приливов расходуется на трение о дно в мелководных морях, например, в мелководной части Берингова моря. Теоретически это трение должно постепенно замедлить вращение Земли. Имеются некоторые данные (по кольцам суточного роста кораллов), что 400 млн. лет назад количество дней в году составляло более 400; кроме того, имеются некоторые астрономические данные, указывающие на то же самое».
«Претерпела ли Земля в своем вращении вокруг оси, благодаря которому происходит смена дня и ночи, некоторые изменения со времени своего возникновения?», задает вопрос И. Кант в статье, в которой обосновывал замедление осевого вращения Земли приливным трением вод Мирового океана.
Помысли философа: «Под воздействием лунного притяжения морские приливы перемещаются с востока на запад и тормозят земное вращение…Правда, отмечает И. Кант, если сопоставить медленность этого движения с быстротой вращения Земли, незначительность количества воды с громадными размерами земного шара, то может показаться, что действие такого движения следует считать равными нулю. Но если с другой стороны, принять во внимание, что этот процесс совершается неустанно и вечно, что вращение Земли представляет собой свободное движение, малейшая потеря которого остается невозмещенной, то было бы совершенно неподобающим для философа предрассудком, объявить этот малый эффект не имеющим значения». (И. Кант, 1754).
Итак, наиболее физически обоснованной причиной образования и существования крупномасштабных антициклонических циркуляций (а, следовательно, и течений Гольфстрим, Куро-сио и т. д.) является ежедневное воздействие приливообразующих сил Луны и Солнца на водные массы в экваториальных областях. Вполне понятно, что величина ПО сил (среднегодовая) не меняется от изменений средней температуры, или каких-то других причин. Средняя скорость экваториальных течений остается постоянной, а потому и скорость Гольфстрима и ему подобных течений не может замедлиться, или совсем остановиться . Но поскольку Гольфстрим определяет климат Европы, необходимо понять закономерности изменчивости этого течения по пути следования от Флоридского пролива до берегов Норвегии, которая является одной из причин изменения переноса количества тепла, влияния на погоду и климат.
Литература
Баранов Е. И. Структура и динамика вод системы Гольфстрима. М. Гидрометеоиздат, 1988.
Добролюбов А. И. Бегущие приливные волны деформации как генератор глобальных геофизических процессов. // Л i тасфера №4, 1996, с. 22-49. Минск.
Захарчук Е. А. Синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное арктическое побережья России.С.-Петербург 2008. 358 с.
Краткая географическая энциклопедия. Изд-во «Советская Россия» М. 1962.
Стоммел Г. Гольфстрим. Физическое и динамическое описание. 1963 г. М. И.Л.
Ферронский В. И., Ферронский С. В. Динамика Земли. М. Научный мир. 2007 г. 335 с.
Шокальский Ю. М. Океанография.Л. Гидрометеоиздат. 1959 г. 537 с.
Щевьёв В. А. Физика течений в океанах, морях и в озерах. История поисков, размышлений, заблуждений, открытий. 2012 г.312 с. Изд-во LAMBERTAcademicPublishing .
ISNB : 978-3-8484-1929-6
Щевьёв В. А. Физика течений в океанах, морях и в озерах.
Broche P., Sundermann J. Die Gezeiten des Meeres und die Rotation der Erde. PureAppl . Geophys ., 86, 95-117, 1971).
Кант И. Исследование вопроса о том, могли ли произойти изменения во вращении Земли вокруг своей оси, вызывающем смену дня и ночи, с первых дней ее возникновения и как об этом можно узнать. 1754 г .
Knauss J. A. A note on the transport of the Golfstream. – Deep-Sea Res., 1969, vol. 16, p. 117-123.
Сайт oceancurrents.rsmas.miami.edu/at ... orida.html (Artur Moriano).
AtlanticOcean. WOCE Hydrographic Atlas and Global Climatology. N3. CD.
По пути отдавая свое тепло.
1. Трасса
Схема течения Гольфстрим
Течение простирается на 10 тыс. км от берегов полуострова Флориды до островов Свальбард и Новая Земля . Начинается в Мексиканский заливе сточными водами Антильской течения , проходит Флоридский пролив , и, отклоняясь Большой Багамский банкой слева и принимая воды Антильской течения, течет вдоль береговой линии США в Ньюфаундлендской банки. Течение несет огромные массы свободно плавающих водорослей рода саргасум (Sargassum) термофильных тропических рыб (также летучие рыбы). У побережья Флориды четкую границу течения контрастно отделяет синие (цвета индиго) теплые воды от зеленовато-серых прибрежных прохладных, но более насыщенных кислородом , вод.
На южной окраине Ньюфаундлендской банки до Гольфстрима подходит с севера холодная Лабрадорское течение , на границе которой происходит перемешивание и опускание поверхностных вод. Также здесь встречаются холодные северные воздушные массы, которые вызывают господство туманов .
После прохождения Ньюфаундлендской банки (примерно в 40 западной долготы) собственно Гольфстрим переходит в Северо-Атлантическое течение, которое под влиянием западных и юго-западных ветров пересекает океан с востока на запад, постепенно изменяя направление у берегов Европы на северо-восточный. При пересечении Атлантического океана около 40 западной долготы 50 северной широты, делится надвое:
Основной поток Северо-Атлантического течения направляется в Норвежского моря и далее на север вдоль западного берега Скандинавского полуострова под названием Норвежского течения . В северной части Скандинавии от потока отделяется ветвь - Нордкапского течение , которое направляется на восток южной частью Баренцева моря .
Основной поток Норвежского течения продолжается на север, где под названием Шпицбергенского течения проходит вдоль западных берегов Шпицбергена . К северу от Шпицбергена воды течения погружаются на глубину и прослеживаются в Северном Ледовитом океане под холодными и опресненных поверхностными водами как теплая и соленая промежуточная течение.
Теплые воды постепенно охлаждаясь вдоль трассы опускаются вниз и снова берут курс на юг. Там они снова нагреваются, поднимаются на поверхность и возвращаются на север.
2. Причины образования
Причиной появления течения является большой нагон пассатный ветрами воды через Юкатанского пролива до Мексиканского залива . Именно это вызывает значительную разницу уровня воды между заливом и прилегающей частью Атлантического океана. На выходе в океан мощность течения составляет 25 млн. м / с (2160 км в сутки), что в 20 раз превышает затраты всех рек земного шара. В океане течение соединяется с Антильских течением, причем мощность Гольфстрима увеличивается и на 38 северной широты достигает 82 млн. м / с. Одной из особенностей Гольфстрима является то, что в нарушение общей закономерности движения в Северном полушарии , течение на выходе в океан отклоняется не вправо под влиянием кориолисово силы , а слева. Это обусловлено повышенным уровнем воды океана в антициклональной области в субтропической части Атлантического океана и пидпрудженням вод на выходе из Мексиканского залива.
Глобальное потепление ослабляет течение вследствие увеличения объема талой пресной воды с ледников Гренландии и Арктики , а также российских рек, впадающих в северную Атлантику. Последние уменьшают соленость воды, что создает трудности для опускания холодной воды и, как следствие, замедляет работу механизма, который приводит течение в движение.
3. Характеристики вод
Температурная карта Атлантики. Теплые воды обозначены красным цветом
При выходе из Мексиканского залива в Флоридский пролив скорость перемещения воды достигает 80 - 120 морских миль в сутки (5-9 км / ч). Температура поверхностных вод 27 C, соленость - 36,5 . В океане Гольфстрим также движется со скоростью 6 км / ч (иногда до 10 км / ч) в северном направлении, вдоль края материковой отмели Северной Америки , а у мыса Гатерас отклоняется на северо-восток, к Ньюфаундлендской банки. Здесь его скорость уменьшается до 3-4 км / час. Ширина течения на юге - 75 км, у мыса Гатерас - 110-120 км. Толщина потока - 700-800 м, постепенно зменьшуючись на север. Во время движения Гольфстрим образует многочисленные меандры , а в самом потоке на восточной границе развиваются циклические круговороты, которые могут отделяться и самостоятельно двигаться на север.
Гольфстрим несет большой запас тепла и солей. Средняя годовая температура воды на поверхности составляет 25-26 C, на глубинах 400 м температура 10-12 C. Соленость 36,2-36,4 , максимальная - 36,5 , наблюдается на глубине 200 м.
Расход воды Гольфстримом составляют 50 млн. м / с с тепловой мощностью 1,4 10 15 Ват . Это равно мощности 1 млн. современных АЭС .
4. Влияние
Гольфстрим влияет на климат восточного побережья Северной Америки от Флориды до Ньюфаундленда , и западного побережья Европы. Система теплых течений Гольфстрима также значительно влияет на гидрологические и биологические характеристики как морей, так и собственно Северного Ледовитого океана . Массы теплой воды обогревают воздушные массы над ними, западными ветрами переносятся в Европу. Отклонения температуры воздуха от средних широтных величин в январе в Норвегии достигают 15-20 C, в Мурманске - более 11 C.
5. Зависимость от ветров
Изменения температуры воды в потоке находятся в тесной зависимости от колебаний силы пассатных ветров , что нагоняют теплые тропические воды в Мексиканский залив. Усиление северо-восточного пассата сказывается в повышении температуры Гольфстрима через 3-6 месяцев, а усиление юго-восточного пассата - через 6-9 месяцев. Вслед за повышением температуры наступают периоды охлаждения, связанные с тем, что усиление пассатов ведет одновременно к охлаждению поверхности океана. У берегов Африки поднимаются из глубин холодные воды. Периоды снижения температуры Гольфстрима проходят через 9-11 месяцев после усиления северо-восточного пассата и через 10-12 месяцев после усиления юго-восточного пассата.
6. Исследование
Течение было открыто в году испанской экспедицией Понсе де Леона . Первые исследования течения были начаты с усилением судоходства у берегов Северной Америки в XVIII веке. В году Бенджамин Франклин заинтересовался тем фактом, что почтовые корабли с Англии идут в Америку северным путем на несколько недель дольше южным направлением. Составленная им карта была издана в году в Англии, в году в Франции , в году в США . Именно он дал течения название - "течение из залива" (англ. Gulf Stream ).
Систематическое исследование Гольфстрима начато в середине XX века . Впервые существенное уменьшение мощности течения было зарегистрировано в году. Сейчас ученые пытаются выяснить, процесс ослабления мощности является кратковременным или долговременным. Krmmel, Die Atlantischen Meeresstrmmungen ("Zeitschr. F. Wissenschaftliche Geographie", 4 Jahrgang) ()
6.2. Аномалии 2010
Весной-летом года было зафиксировано аномалии в картине Гольфстрима. Исходя из имеющихся спутниковых данных, доктор Джанлуиджи Зангара, физик-теоретик из Национального института ядерной физики Италии отмечает, что мощность течения значительно уменьшилась, наблюдаются разрывы . Это он связывает с аварией на нефтяной скважине в Мексиканском заливе. Течение в заливе замкнулась сама на себя, из-за чего приток теплых вод до Гольфстрима значительно уменьшился
Примечания
- Risk of global climate change by BP oil spill - www.associazionegeofisica.it / OilSpill.pdf / / доклад физика-теоретика Джанлуиджи Зангара для Национальной лаборатории Фраскати (Frascati National Laboratories - LNF), Национального института ядерной физики Италии (National Institute of Nuclear Physics - INFN). (Англ.)
Литература
- (Рус.) Гершман И. Г. Гольфстрим и его влияние на климат, "Метеорология и гидрология", 1939, № 7-8.
- (Рус.) Шулейкин В. В., Физика моря, 3 изд., М., 1953.
- (Рус.) Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941.
- (Рус.) География. Современная иллюстрированная энциклопедия, под ред. проф. А. П. Горкин. Росмэн, 2006.
- (Рус.) Стоммелом Г. Гольфстрим, пер. с англ., М., 1963.
Гольфстрим-система тёплых течений в сев. ч. Атлантического океана, распространяющихся на 10 тыс. км от п-ова Флорида до о-вов Шпицберген и Новая Земля. Обнаружено испанскими мореплавателями в начале XVI в. и называлось Флоридское течение. Название Гольфстрим в 1722 г. предложил Б. Франклин. Зарождается в юж. ч. Флоридского прол. в результате сильного нагона пассатными ветрами воды в Мексиканский зал. через Юкатанский прол. При выходе в океан мощность течения составляет 2160 км в сутки, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. Выходя в океан, соединяется с Антильским течением и на 38° с.ш. его мощность вырастает более чем втрое. Далее Г. движется со скоростью 6-10 км/ч на С. вдоль Атлантического побережья Сев. Америки до Бол. Ньюфаундлендской банки, за пределами которой называется Сев.-Атлантическим течением. Ширина потока с Ю. на С. увеличивается от 75 до 200 км, толщина 700-800 м, тем-ра воды на поверхности понижается с 24-28 до 10-20 °С. Г. оказывает огромное влияние на природу сев. ч. Атлантического океана и прилегающей ч. Сев. Ледовитого океана, а также на климат Европы, создавая весьма мягкие климатические условия в умеренных и арктических широтах.
Фото: Norman B. Leventhal Map Center at the BPL
Основная ветвь этого течения берет начало в Мексиканском заливе (откуда и происходит его название, означающее в переводе с английского языка «течение из залива») и проникает в Атлантику через Флоридский пролив; далее течение отклоняется к северу Большой Багамской банкой – подводной платформой, расположенной к юго-востоку от п-ова Флорида.
Выходя из Мексиканского залива, Гольфстрим несет большие скопления плавающих водорослей рода саргассум и разные виды термофильных рыб (в том числе летучих). У восточного побережья Флориды границы Гольфстрима четкие, особенно западная. Сверкающая голубизна этого течения резко контрастирует с зеленовато-серыми более холодными водами Северной Атлантики.
Само течение – не просто однородная масса движущейся ленты воды. Оно состоит из нескольких потоков, имеющих приблизительно одинаковое направление. У его восточного края имеются многочисленные закручивающиеся вправо завихрения; некоторые из них даже полностью отделяются от основного потока.
Вблизи Большой Багамской банки Гольфстрим принимает ветвь Северного Пассатного течения и следует в общем параллельно восточному побережью США, но на небольшом расстоянии от него. Именно с теплыми водами этого течения связана мягкая зима на Бермудских о-вах. Вблизи мыса Хаттерас (побережье шт. Северная Каролина) Гольфстрим поворачивает на северо-восток и направляется к Большой Ньюфаундлендской банке. Здесь он встречается с холодным Лабрадорским течением, а также соприкасается с более холодным воздухом, поступающим с севера. В результате в этом районе почти постоянно наблюдаются туманы. От Большой Ньюфаундлендской банки Гольфстрим движется в восточном направлении к берегам Европы (эта его часть называется течением Западных Ветров). Примерно посредине Северной Атлантики Гольфстрим делится на два течения. Одно из них следует далее на восток к берегам Европы, а затем, поворачивая к югу, образует Канарское течение, другое, именуемое Северо-Атлантическим течением, постепенно отклоняется влево и продолжает движение на северо-восток. Это течение проходит у западных берегов Британских о-вов, где от него снова отделяется ветвь, направляющаяся на запад, к южным берегам Исландии, – течение Ирмингера. Другая часть Северо-Атлантического течения – Норвежское течение – следует вдоль берегов Норвегии.
Представления о течении, популярные и в наше время, складывались в прошлом веке. Гольфстрим сравнивали с меняющей свое положение (меандрирующей) рекой в океане. Существовавшие в ту пору исследования в этой части океана позволяли относить течение к геострофическим (т.е. формирующимся балансом только двух сил: градиента давления на воду и силы Кориолиса) течениям. На поверхности океана струя Гольфстрима имеет ширину 70-100 км, а глубина от поверхности составляет около 500 м.
Течение проходит вдоль гидрофронта - границы раздела холодной (и менее соленой) склоновой воды на западе и севере и теплой (и более соленой) воды Саргассова моря на востоке и юге, а сама струя Гольфстрима меандрирует в пределах расстояния порядка 500 км (рис.2, 3) - по области гидрофронта, приводя к образованию теплых (слева от струи) и холодных (справа от нее) вихрей со скоростью до 1.5 м/с диаметром до 400 км. Эти сведения о динамике вод Гольфстрима были получены преимущественно путем анализа данных о температуре и солености воды, т.е. термохалинных параметров.
Однако в рамках существующих представлений о природе Гольфстрима нельзя объяснить, почему за пределами течения массы воды (его ложе) движутся в обратную сторону, почему течение пульсирует, останавливается, а потом снова набирает скорость, и через 10-20 сут ситуация повторяется. И почему многочисленные попытки воспроизвести на модели эти свойства не увенчались успехом? Мы попытались ответить на некоторые из этих вопросов с помощью данных о прямых измерениях скорости течений.
Не так давно в руках океанологов появилось новое устройство. Это дрифтер - поплавок с антенной, позволяющий следить за движением воды, а отсюда определять скорость и направление течения, в данном случае на горизонте 15 м. Информация о положениях дрифтера в океане передается через спутник в Центр сбора данных. В районе Гольфстрима и в некоторой близости от него в последние 10 лет было запущено более 400 дрифтеров, каждый из которых выдавал информацию в среднем полтора года. В результате этого собран огромный материал о течениях и температуре воды, на основании которых мы провели свой собственный анализ динамики Гольфстрима и попытались понять его природу.
Выделяется область океана, в которой скорости гораздо больше. Будем считать эту область Гольфстримом.
Скорости течений здесь уменьшаются с юга на север, от 1 до 0.5 м/c. В южной части Гольфстрим имеет ширину около 100 км, а в северной - более 300 км. Из более детальной информации, представленной на рис.5, 6, следует, что течения Гольфстрима довольно устойчивы по направлению, во всяком случае, в основной его части, южнее 38°с.ш
Рассмотрим теперь поведение течений в Гольфстриме. Для этого проанализируем типичную для Гольфстрима трассу и ход модуля скорости течений (рис.7, внизу). Можно констатировать, что в пределах Гольфстрима, особенно южной его части, дрифтеры, а следовательно, и массы воды, перемещаются преимущественно однонаправленно и вдоль изобат, а точнее вдоль кромки шельфа. При этом поток воды движется не строго вдоль изобат, а совершает небольшие колебания вправо - влево по отношению к движению основного потока воды. Такие колебания малы в части Гольфстрима южнее 38°с.ш. и значительны севернее ее. При таком преимущественно однонаправленном движении потока воды скорость пульсирует, достигая в минимумах значений, близких нулю. Иногда поток воды движется в обратном направлении, хотя слабо. Какая причина и сила заставляет воды вести себя таким образом: останавливаться, а затем набирать скорость и снова останавливаться и т.д., т.е. пульсировать во времени и пространстве? Такое поведение течений явно противоречит представлениям о них, как термохалинных, геострофических.
Складывается впечатление, что из Мексиканского залива через Флоридский пролив в океан поступает мощный поток воды в виде струи, который и формирует Гольфстрим. Ранее именно так и считалось. Отсюда течение и получило название: Гольфстрим, что в переводе с английского означает - река залива (Мексиканского) или струя залива. Однако это впечатление обманчиво. Позже было установлено, что Гольфстрим в основном сформирован упомянутыми склоновыми холодными водами с севера и теплыми водами Саргассова моря с юга, но не Мексиканского залива, откуда вода практически не поступает. Оказалось также, что в средней части Гольфстрима расход воды гораздо больше, чем в южной, во Флоридском проливе (и эти факты никак не согласуются с термохалинной и геострофической природой течения). Неслучайно о Гольфстриме все же стали говорить не как о реке, вытекающей из залива, а как о течении, несущем свои воды от п-ова Флорида.
Гольфстрим– крупное морское течение в Атлантическом океане. Благодаря его теплым водам европейские государства, расположенные на берегах океана, имеют более мягкий климат, нежели без него.
Казалось бы причем здесь вода и воздух, и каких образом влияние Гольфстрима на Европу такое большое? Ответ очень простой: теплые воды течения нагревают воздух, который с ветром достигает берега Евразии, не давая странам, расположенным на континенте, замерзнуть.
Мощность течения действительно впечатляющая. Расход воды в секунду больше чем во всех реках планеты и составляет 50 миллионов куб. м. Тепла в Гольфстриме столько, сколько выделяло бы 1 миллион атомных электростанций.
Запас теплой воды Гольфстрим получает из Мексиканского залива и несет ее вдоль побережья Северной Америки почти до Канады, где поворачивает в открытый океан, направляясь в сторону Европы. Растрачивая колоссальный запас тепла по пути, течение все таки приносит на материк столько энергии, что в Европе не сформировалась тундра. А должна была бы, т.к. выше 60 градусов северной широты в других местах планеты живут северные олени, а в Европе на этой же широте зеленые луга.
Биологическая продуктивность Гольфстрима не была предметом специальных исследований. Биомасса планктона в зоне Гольфстрима также невелика. Область Гольфстрима не может являться районом нагула ни бореальных, ни субтропических рыб, так как первые избегают теплых вод Гольфстрима, а вторые находят благоприятные условия в районе фронтальных зон Гольфстрима и вод Атлантики.
Важное значение Гольфстрима – это участие в «разведении» крупнейших промысловых пород рыб и зоопланктона. Сталкиваясь с холодными водами на севере океана, течение создает так называемые «банки», которые являются идеальным местом существования флоры и фауны. В таких местах процветает ловля промысловых рыб: сельди, трески и др. Развитие мелких ракообразных формирует «поля нагула» для множества китообразных, устраивающих сюда ежегодные миграции.