Даниил Богданов - Тропический океан

• Название: Тропический океан
• Автор: Даниил Богданов
• Издательство: Издательстно «Наука»
• Жанр: Путешествия и география
• Год: 1975

Изучение тропической зоны Мирового океана имеет существенное научное и прикладное значение. Здесь можно наблюдать такие явления и процессы, которых не бывает в высоких широтах. В книге рассматривается природа пока еще малоисследованной тропической зоны Мирового океана, анализируются ее специфические особенности, говорится о том большом вкладе, который внесли в изучение тропического океана советские ученые.

---

В последние два десятилетия был обнаружен мощный перенос вод из западных частей океанов в восточные. Он, так же как и поверхностное Экваториальное противотечение, является компенсационным и осуществляется в подповерхностном слое точно под экватором (течения Кромвелла в Тихом океане, Ломоносова в Атлантическом, а также мощные подповерхностные и частично поверхностные струи слева и справа от этих течений). Советский океанограф Н. К. Ханайченко (1966) пришел к выводу о существовании целой системы подповерхностных и частично поверхностных течений на восток в тропическом поясе. Система состоит из трех ветвей. Центральная ветвь — это подповерхностные экваториальные течения (Кромвелла и Ломоносова), идущие точно под экватором. Северная (левая) ветвь частично совпадает с поверхностными экваториальными противотечениями. Южная (правая) ветвь обнаружена недавно южнее экватора; это в основном подповерхностный поток (местами он достигает поверхности океана).

Поверхность раздела между пассатными течениями на запад и противотечениями на восток очень сложная. Местами она выходит па поверхность океана, а в зоне пассатных течений погружается па глубину. Опускающиеся в западных частях океанов высокосоленые воды питают подповерхностные потоки на восток.

В целом подповерхностное экваториальное течение — это очень мощный и устойчивый поток, сопоставимый и соизмеримый по скорости и объему переносимой в единицу времени воды с самыми мощными и устойчивыми поверхностными океанскими течениями. Как недавно определил советский исследователь А. С. Полосин, в потоке происходит постоянное обновление вод: поступление высокосоленых вод из тропических областей погружения, перенос на восток и выход там к поверхности. Ось этого потока постепенно, по море приближения к восточным окраинам океана, поднимается к поверхности приблизительно со 150 до 50 м.

В низких широтах в последние годы выявлена многослойная по вертикали структура течений. Иногда в одной точке можно обнаружить до 4–5 разнонаправленных потоков. Нечто аналогичное обнаружено и в атмосферной циркуляции в тропиках.

Теплые стоковые течения, зарождающиеся в западных районах океанов (Гольфстрим, Бразильское и др.), выходят за пределы тропической зоны, и их продолжения (Северо — Атлантическое и др.) переносят воды на восток. Вдоль восточных границ океанов идут к экватору холодные течения — Канарское, Калифорнийское, Бенгельское, Перуанское. Они тоже частично компенсируют дефицит вод на востоке океанов, создаваемый пассатными течениями. Следовательно, замыкаются круговороты вод в низких широтах океанов.

В Северной Атлантике полный круговорот вод завершается за 14 месяцев.

Таким образом, уход вод на запад с пассатными течениями компенсируется в основном системой экваториальных противотечений и холодными течениями из более высоких широт. На протяжении года в связи с сезонным смещением зон действия пассатов смещаются границы течений. Поэтому летняя карта течений несколько отличается от зимней.

Каждое океанское течение не ограничивается лишь поступательным движением воды в горизонтальном направлении. Под влиянием силы, возникающей от вращения Земли, в нем одновременно происходит перемещение воды вдоль поверхности поперек потока. В северном полушарии поверхностная вода перемещается вправо (если смотреть вниз по направлению течения), в южном — влево. Это часть так называемой поперечной циркуляции в потоке. В результате воды двух противоположно направленных течений в полосе их взаимного соприкосновения имеют тенденцию либо сближаться на поверхности, либо расходиться. В первом случае создается зона конвергенции с погружением избыточных поверхностных вод, во втором — зона дивергенции с уходом вод в обе стороны, и возникает компенсационный подъем вод с глубины к поверхности.

Рассмотрим поперечную составляющую в основных течениях тропического пояса (в основном по работам В. Н. Степанова).

В Северном пассатном течении происходит смещение части воды вправо, т. е. от экватора. В Экваториальном противотечении, тоже находящемся в северном полушарии, но несущем воды в противоположном направлении, поверхностные воды смещаются также вправо, но уже на юг, к экватору. В результате между Северным пассатным течением и Экваториальным противотечением на поверхности образуется зона дивергенции. В Атлантическом и Тихом океанах около 5–8° с. ш. создаются устойчивые зоны дивергенции.

Так как поперечная составляющая в разных полушариях направлена в разные стороны, то зона дивергенции образуется и вдоль самого экватора в пределах Южного пассатного течения Тихого океана. Наоборот, на границе Южного пассатного течения и Экваториального противотечения возникает зона конвергенции вод.

С поверхностными течениями связаны подповерхностные и частично глубинные течения, а также вертикальные движения вод. С точки зрения условий развития жизни, особый интерес представляют вертикальные движения, особенно подъем вод. Поэтому в последние два десятилетия делается очень много для изучения вертикальной циркуляции вод. Вертикальные движения исследованы еще недостаточно, в значительной мере из–за трудностей наблюдения этого явления. Имеющиеся оценки скорости движений получены теоретическим путем.

В последнее время в мировую научную литературу вошел термин «апвелинг» (upwelling). Этим термином называют устойчивый подъем глубинных и подповерхностных вод в океане со скоростью не менее нескольких десятков сантиметров в сутки. Кратковременный подъем вод под влиянием сгонных ветров наблюдается во многих местах, например у Южного берега Крыма, западного берега Каспийского моря, у северных берегов Средиземного. Он проявляется как резкое понижение температуры воды, иногда летом до 10–12°. Ветер отгоняет теплую поверхностную воду в открытое море, а с глубины поднимается холодная вода.

В океане апвелинг наблюдается либо постоянно, круглый год, либо в определенные сезоны. Одна из причин его — действие сгонных ветров. Другая причина — поперечная циркуляция в потоке, о которой говорилось выше. Поперечная циркуляция иногда оказывается более мощным фактором подъема вод, нежели непосредственное воздействие сгонного ветра.

Самый мощный постоянный апвелинг наблюдается у восточных окраин Тихого и Атлантического океанов — у берегов Калифорнии и Перу, Северо — Западной и Юго — Западной Африки. Там всюду холодные течения идут к экватору. В каждом из них пассаты и поперечная циркуляция вызывают подъем вод с глубин 100–300 м к поверхности. Скорость подъема обычно превышает 1 м в сутки. Апвелинг в низких широтах наблюдается также у западных окраин океанов, где берег находится слева от течения в северном полушарии или справа от потока — в южном. Например, вдоль северного берега Южной Америки (в северном полушарии) проходит Гвианское течение. Там в результате поперечной циркуляции (и действия пассата) поверхностные воды увлекаются в открытое море, а вдоль дна склона и шельфа развивается компенсационный подъем вод к поверхности, особенно сильный у берегов Венесуэлы и Тринидада. Еще более сильный подъем — у южного берега Мексиканского залива.

Подъем вод происходит также в циклонических круговоротах, т. е. в северном полушарии при круговом движении вод против часовой стрелки, в южном — по часовой стрелке. В этом случае поперечная циркуляция относит поверхностную воду к периферии водоворота, а в его средней части возникает компенсационный подъем вод. Наоборот, в системах с обратным направлением вращения, т. е. в антициклонических, происходит накопление и погружение вод в их средних частях и подъем на периферии.

Известно, что обширные антициклонические круговороты располагаются близ тропиков. Средние части их являются областями конвергенции. Классический пример этого — уже упоминавшееся Саргассово море.

На океанографических разрезах, изображающих распределение температуры и других характеристик от поверхности до больших глубин или до дна, области погружения и подъема вод легко выявляются по ходу изотерм (часто и других изолиний). Отклонение изотерм к большим глубинам соответствует областям погружения вод. Наоборот, подъем изолиний к поверхности связан с подъемом вод. На рис. 3 в качестве примера приведен меридиональный разрез Мексиканского залива, на котором хорошо видны области подъема и погружения вод.

Следует различать разные формы подъема вод. В одном случае это куполообразное поднятие в открытом океане, при котором поднимающаяся с глубины вода наподобие купола внедряется в подповерхностные слои, но не доходит до поверхности и поэтому не влияет непосредственно на температуру поверхностного слоя. Примеры такого куполообразного подъема известны в Тихом океане к юго–западу от берегов Коста — Рики. В окружающих районах граница между поверхностными теплыми и подповерхностными холодными водами лежит на глубине 75–125 м, а в вершинной части купола — всего лишь на 10–50 м.