Влияние морских течений на климат

Адвекция - в океанологии - перемещение воды в горизонтальном и (иногда) в вертикальном направлении.

Апвеллинг - подъем вод из глубины водоема к поверхности. Апвеллинг вызывается расхождением морских течений, а у берегов - сгоном в сторону моря теплой прибрежной воды, на место которой поступает холодная вода с больших глубин.

Глубинные воды содержат большое количество питательных веществ, способствующих развитию плавающих растений. Районы апвеллинга являются местами интенсивного лова рыбы, питающейся плавающими растениями.

Аутвеллинг - вынос вод, богатых биогенными химическими элементами, из речных эстуариев в открытое море. Аутвеллинг играет значительную роль в развитии жизни в океане.

Вертикальные движения вод - движение массы воды по вертикали в водном бассейне: опускание поверхностных слоев воды вглубь или поднятие глубинных вод на поверхность. Различают опускание вод (синкинг) и подъем вод (апвеллинг).

Конвективное перемешивание вод - свободная конвекция в океане; вертикальное движение воды, вызванное изменением ее плотности в результате изменения температуры или солености. Конвекция ведет к перемешиванию воды и выравниванию по вертикали ее физических и химических характеристик, обогащению кислородом нижележащих слоев и питательными солями - вышележащих слоев.

Влияние морских течений на климат

Подстилающая поверхность, как фактор климатообразования, это и характер морских течений у берегов материков.

В береговых зонах материков температурный режим территорий, увеличение или сокращение количества атмосферных осадков зависит от характера морских течений.

С теплыми течениями связано повышение температуры воздуха в прибрежных районах (особенно ярко это проявляется в зимнее время в умеренном и субарктическом климатических поясах) и усиление выпадения осадков. Над теплыми течениями, как более нагретыми поверхностями, возрастает испарение, в воздух поступает больше водяного пара и, следовательно, количество атмосферных осадков возрастает.

Холодные течения, наоборот, препятствуют выпадению осадков. Это обусловлено следующими моментами: при прохождении над холодным течением снижается температура нижних слоев воздуха в воздушной массе (в них развивается мощный инверсионный слой – слой пониженных температур в приземном воздухе), который препятствует конвекции и она приобретает устойчивую стратификацию, т.е. внизу воздух тяжелый холодный, а вверху – легкий теплый. Поэтому внутри воздушной массы приостанавливается вертикальное перемешивание воздуха и становится невозможным снижение его температуры до точки росы. Тем самым не происходит его полного насыщения, и атмосферные осадки не могут образоваться, хотя относительная влажность составляет примерно 80%. Холодные течения также снижают температуру воздуха.

В областях океана, где действуют сильные устойчивые меридионально направленные течения, четко выражено их тепловое воздействие. Если бы в океанах не было течений, то изотермы воды были бы вытянуты вдоль параллелей.
Вели сопоставить карту изотерм поверхности воды северной части Атлантического океана в августе и карту океанических течений, то видно, что наиболее сильные отклонения изотерм совпадают с расположением наиболее устойчивых и выраженных течений.
Следовательно, рассматривая различие в температурах вод в океане вдоль параллелей, можно получить количественное выражение отепляющего или охлаждающего влияния морских течений.
В качестве примера рассмотрим систему изотерм и систему течений в северной части Атлантического океана. На карте течений Атлантического океана видно, что основная система течений — Флоридское — Гольфстрим — Северо-Атлантическое — Норвежское — и направление изотерм совпадают. Также совпадают с направлениями изотерм направления Лабрадорского и Восточно-Гренландского течений. Первая система течений, которую для простоты часто называют системой Гольфстрим, несет относительно теплые воды из южной части Атлантики к берегам западной Европы, в Баренцево море и далее в Северный Ледовитый океан. Вторая система транспортирует холодные опресненные воды Северного Ледовитого океана на юг вдоль восточных берегов полуострова Лабрадор и Гренландии.
Эти системы течений и определяют весьма значительные температурные различия вдоль параллелей северной части Атлантического океана.
Так, если в Бискайском заливе в наиболее холодном за год месяце температура воды и воздуха +10 - +12°, то в районе к югу от Ньюфаундленда и в районе Галифакса (на той же широте) в это время обычны льды, а температура воздуха от 0 до —10°. Летом в августе в Бискайском заливе температура воды и воздуха 18—20°, в районе Галифакса 14—16°.
Но климатические различия этих областей состоят не только в разности температур. Район Бискайского залива относят в значительной части к субтропической зоне. Район Галифакса и Ньюфаундлендской банки, благодаря влиянию холодных течений, относят к умеренной зоне. Плавучие льды в районе Ньюфаундленда, даже летом — обычное явление, в Бискайском заливе льдов вообше не бывает. Столь же резко различие и в количестве туманов. Повторяемость туманов в районе Ньюфаундленда летом достигает 30—40%, а в Бискайском заливе туманы бывают очень редко. Резко различен и их ландшафт. Физико-географические отличия этих двух областей, лежащих в одних широтах, такие же, как между юго-западными районами Франции и югом Скандинавии, отстоящими друг от друга в широтном направлении более чем на 1200 км.
Еше большие различия в климате над Атлантикой вдоль 70° северной широты. Так, если в районе мыса Нордкап в самый холодный месяц средняя температура врздуха достигает —2°, воды — 5°, то восточное побережье Гренландии закрыто в это время мощными льдами. Летом, в районе мыса Нордкап температура воды и воздуха поднимается до +8 — +10°, а вдоль Гренландского побережья даже в летние месяцы постоянно дрейфуют льды, выносимые течением из Арктики.
Климатические различия вдоль 70° северной широты существенны не только в Атлантическом океане — они столь же существенны и в других областях.
Отепляющее влияние Северо-Атлантического течения охватывает всю северо-западную часть Европы. Это влияние проявляется в том, что зона тундры здесь очень сужена, а в некоторых местах и совсем отсутствует.
Наиболее ярко эти физико-географические различия иллюстрирует плотность населения. Северные берега Скандинавии довольно густо заселены; помимо городов Мурманска, Нарвика, Варде здесь многочисленны поселки и деревни. В этих же широтах восточного берега Гренландии — безжизненная ледяная пустыня с редкими стойбищами коренного гренландского населения, расположенными в узкой прибрежной полосе, на 2—3 месяца в году освобождающейся от снежно-ледяного покрова.
Теплые течения переносят из экваториальных или тропических районов в высокие широты огромные количества тепла. Недаром известный русский климатолог А. И. Воейков образно назаал их «трубами водяного отопления земного шара».
Совершенно естественное внимание в этом отношении вызывает Гольфстрим и его продолжение, Северо-Атлантическое течение — самая огромная теплая река Мирового океана, длиною в 10 000 км, шириною 100—150, а местами до 300 км и глубиною 700—800 м. Начинается это течение в Мексиканском заливе. Поэтому Франклин, впервые нанесший его на карту, назвал его «течением залива» (таково в переводе значение слова Гольфстрим).
По выходе из Флоридского пролива его мощность (количество переносимой воды) достигает 25 млн. м3 в секунду, это намного больше, чем общий расход всех рек мира. А несколько севернее, после присоединения к Флоридскому потоку Антильского течения, его мощность увеличивается до 38 млн. м3 в секунду.
От берегов Америки Гольфстрим направляется на северо-восток к северным берегам Англии. Затем он проникает в Норвежское море, проходит на севев вдоль Норвегии и достигает северо-западных берегов Шпицбергена. Кстати, укажем здесь, что движение вод Гольфстрима на северо-восток через Атлантику часто даже в научной литературе объясняют действием отклоняющей силы вращения земли — силы Кориолиса. Советский ученый В. Б. Штокман своими исследованиями доказывает, что направление океанических течений определяют, главным образом, господствующие ветры.
Хотя температура вод Гольфстрима обычно отлична всего лишь на 1—2° от температуры окружающих вод, все же, благодаря своему большому расходу (мощности), это течение переносит из тропиков в умеренные и высокие широты огромное количество тепла. Без Гольфстрима Скандинавия была бы подобна Гренландии: она была бы вся покрыта льдом и почти необитаема. Значительно более суровым оказался бы и климат европейской территории СССР, он мало чем отличался бы от климата, например, Якутии.

Изотермы января (рис. 2) не совпадают с широтными кругами. Они имеют различные изгибы, наиболее ярко выраженные в север­ном полушарии, особенно в районах перехода с моря на сушу и на­оборот. Объясняется это различием температур воздуха над водое­мами и континентами. В южном полушарии, где преобладает вод­ная поверхность изотермы, проходят более плавно и имеют почти широтное направление. В северном полушарии изотермы располо­жены гуще, чем в южном. Особенно это проявляется над мате­риками, где контрасты температур между отдельными районами больше, чем над океанами.

Над северной частью Атлантического океана направление январских изотерм приближается к меридиональному. Объясняется это тем, что здесь на температуру воздуха влияет теплое течение Гольфстрим, омывающее западные берега Европы. Почти в мери­диональном направлении зимой проходят изотермы и на севере европейской части России. Температура здесь понижается по мере удаления от океана, т. е. с запада на восток, примерно до 135° в. д. На севере Якутии, в районе Верхоянска и Оймякона, располагается так называемый полюс холода, окаймленный изотермой -50° С. В отдельные дни температура здесь опускается еще ниже: в Верхо­янске она достигала -68° С, а в Оймяконе отмечен абсолютный ми­нимум температуры воздуха в северном полушарии, равный -71° С. Полюс холода в районе Оймякона обусловлен физико-географи­ческими факторами: Оймякон расположен в котловине, куда сте­кает холодный воздух с севера. Здесь он застаивается, так как перемешивание его зимой при отсутствии значительного нагрева ослаблено

Эль-Ни́ньо (исп. El Niño — Малыш, Мальчик) или Южная осцилляция — колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, имеющее заметное влияние на климат. В более узком смысле Эль-Ни́ньо — фаза Южной осцилляции, в которой область нагретых приповерхностных вод смещается к востоку. При этом ослабевают или вообще прекращаются пассаты, замедляется апвеллинг в восточной части Тихого океана, у берегов Перу. Противоположная фаза осцилляции называется Ла-Нинья (исп. La Niña — Малышка, Девочка). Характерное время осцилляции — от 3 до 8 лет, однако сила и продолжительность Эль-Ниньо в реальности сильно варьируется. Так, в 1790—1793, 1828, 1876—1878, 1891, 1925—1926, 1982—1983 и 1997—1998 годах были зафиксированы мощные фазы Эль-Ниньо, тогда как, например, в 1991—1992, 1993, 1994 это явление, часто повторяясь, было слабо выраженным. Эль-Ниньо 1997—1998 гг. было настолько сильным, что привлекло внимание мировой общественности и прессы. Тогда же распространились теории о связи Южной осцилляции с глобальными изменениями климата. С начала 1980-х Эль-Ниньо возникало также в 1986—1987 и 2002—2003 гг.

Нормальные условия вдоль западного побережья Перу определяются холодным Перуанским течением, несущим воду с юга. Там, где течение поворачивает на запад, вдоль экватора, из глубоких впадин происходит подъем холодных и богатых планктоном вод, что способствует активному развитию жизни в океане. Само же холодное течение определяет засушливость климата в этой части Перу, формируя пустыни. Пассаты отгоняют прогретый поверхностный слой воды в западную зону тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). В нем вода прогрета до глубин в 100—200 м. Атмосферная циркуляция Уолкера, проявляющаяся в виде пассатов, вкупе с пониженным давлением над районом Индонезии, приводит к тому, что в этом месте уровень Тихого океана на 60 см выше, чем в восточной его части. А температура воды здесь достигает 29 — 30 °C против 22 — 24 °C у берегов Перу. Однако, всё меняется с наступлением Эль-Ниньо. Пассаты ослабевают, ТТБ растекается, и на огромной площади Тихого океана происходит повышение температуры воды. В районе Перу холодное течение сменяется движущейся с запада к берегу Перу теплой водной массой, апвеллинг ослабевает, гибнет без питания рыба, а западные ветры приносят в пустыни влажные воздушные массы, ливни, вызывающие даже наводнения. Наступление Эль-Ниньо снижает активность атлантических тропических циклонов.

Первые признаки Эль-Ниньо:

1. Повышение воздушного давления над Индийским океаном, Индонезией и Австралией.

2. Падение давления над Таити, над центральной и восточной частями Тихого океана.

3. Ослабление пассатов в южной части Тихого океана вплоть до их прекращения и изменения направления ветра на западное.

4. Теплая воздушная масса в Перу, дожди в перуанских пустынях.

Само по себе повышение температуры воды у берегов Перу на 0,5 °C считается лишь условием возникновения Эль-Ниньо. Обычно такая аномалия может существовать в течение нескольких недель, а затем благополучно исчезнуть. И только пятимесячная аномалия, классифицирующаяся как явление Эль-Ниньо, может нанести существенный ущерб экономике региона за счет падения уловов рыбы.

Для описания Эль-Ниньо также используется индекс Южной осцилляции (англ. Southern Oscillation Index, SOI). Он вычисляется как разность давлений над Таити и над Дарвином (Австралия). Отрицательные значения индекса свидетельствуют о фазе Эль-Ниньо, а положительные — о Ла-Нинья.

Дата добавления: 2015-12-08