Циркуляция вод в Мировом океане

Генеральная схема циркуляции вод в Мировом океане от его поверхности до нижней границы главного термоклина (до глубин около 1,5 км) отражает основные черты реальных течений на его поверхности, и в основном она определяется атмосферной цирку­ляцией, ветром. На рис. 10.20 показаны главные элементы системы циркуляции: течения зональные и меридиональные, циклонические и антициклонические, пограничные, разделяющие их океанологические фронты и области дивергенции и конвергенции. Нижние слои тоже не находятся в покое. Движение их вызвано отчасти движением верхнего слоя, а отчасти — различиями температуры и солености, т. е. это термохалинная циркуляция (подробнее о глобальной термохалинной циркуляции речь пойдет в 10.15).

Однако реальная картина течений значительно сложнее показанной на схеме. Прежде всего, движение неоднородно по всей толще воды: на разных горизонтах могут наблюдаться разные скорости и направления движения. Существует, например, глубинное противотечение под Гольфстримом вдоль материкового склона Северной Америки на горизонтах около 2000—3000 м. Особенно интересно экваториальное подповерхностное противотечение. Оно проходит узкой струей, направленной на восток, в плоскости экватора, захватывая по 1—2° широты к северу и к югу от него на горизонтах от 20—30 до 150—200 м со стрежнем очень большой скорости на горизонте около 75 м. Вокруг же этой струи вода течет на запад. Поток зарождается у западных берегов океанов, куда пассатные течения приносят много воды. Противотечение уносит часть избытка воды, а оставшаяся его часть уходит с поверхностными течениями от экватора на север и на юг.

На разрезах изотерм и изогалин во многих районах океана, особенно в полярных и приполярных, заметны «языки» более теплых и более холодных, опресненных или осолоненных вод. Эти промежуточные слои свидетельствуют, как правило, об адвективном происхождении таких вод, принесенных течением. Противотечения наблюдаются и на поверхности океана, например противотечения у восточных краев Гольфстрима, Куросио.

Рис. 10.20. Общая схема циркуляции для толщи поверхностных вод океана

(по В.Н. Степанову):

макроциркуляционные системы: I — экваториальная антициклическая; II — тропические циклонические; III — субтропические антициклонические; IV — антарктическая циркумполярная; V — высокоширотные циклонические; VI — арктическая антициклоническая; 1 — береговая линия, ограничивающая площадь океана, занимаемую им (в среднем по всем океанам) на данной географической широте; 2 — направление перемещения основных потоков; 3 — главные океанические фронты (зоны, разделяющие макроциркуляционные системы): Э — экваториальный, СЭ — субэкваториальный, T — тропические, СП — субполярные, П —полярные; 4 — конвергенции макроциркуляционных систем (проходящие по их гребням и ложбинам); 5 —дивергенции макроциркуляционных систем (проходящие по их гребням и ложбинам)

У интенсивных струйных пограничных течений у западных окраин океанов обнаружены меандры, подобные речным, только гораздо более подвижные. Такие меандры иногда отшнуровываются от основного потока течения в виде вихрей (рингов) и существуют самостоятельно месяцами и даже годами.

Длительные наблюдения на полигонах в океане показали, что в океане существуют вихри и другого происхождения: топогенные, созданные неровностями дна, синоптические, подобные атмосферным. Вихри распространены по всему океану, но чаще встречаются в районах струйных течений, таких, как Гольфстрим, Куросио, Агульяс. Синоптические вихри бывают по направлению вращения циклоническими и антициклоническими, имеют диаметр около 100—300 км и захватывают слои воды в сотни метров толщиной. Перемещаются вихри со скоростями километры в сутки, а скорости орбитальных движений (течения) измеряются десятками сантиметров в секунду. Кинетическая энергия вихрей превышает энергию средних («постоянных») течений: сильных в два-четыре раза, а слабых в открытых частях океана в 15—30 раз. Вихри играют весьма существенную роль в переносе масс воды, теплоты и солей, влияют на погоду и на климат. За последние 30—40 лет собран очень богатый материал наблюдений за вихрями, разработана теория их динамики, а современные компьютерные модели течений способны воспроизводить образование вихрей и их перемещение.

Длительные наблюдения за время изучения океана позволили составить не только генеральную схему (см. рис. 10.20), но дать схематическую карту основных течений Мирового океана (рис. 10.21). В табл. 10.5 даны названия течений и их краткая характеристика. Течения, температура которых выше средней температуры для тех же широт, называются теплыми, при одинаковой температуре говорят о нейтральных течениях, если же их температура ниже — холодными.

Таблица 10.5. Основные течения Мирового океана*

Название	Температурная градация	Средняя скорость, см/с
Тихий океан
1. Алеутское	Нейтральное
2. Аляскинское	Теплое
3. Антарктическое циркумполярное	Нейтральное	25–75
4. Восточно-Австралийское	Теплое
5. Калифорнийское	Холодное
6. Курило-Камчатское (Ойясио)	Холодное
7. Куросио	Теплое
8. Межпассатное (экваториальное) противотечение	Нейтральное	50–130
9. Минданао	Нейтральное
10. Перуанское	Холодное
11. Северное пассатное	Нейтральное
12. Северо-Тихоокеанское	Нейтральное
13. Эль-Ниньо	Теплое	—
14. Южное пассатное	Нейтральное
15. Южно-Тихоокеанское	Нейтральное
Атлантический океан
3. Антарктическое циркумполярное	Нейтральное	25–75
8. Межпассатное противотечение	Нейтральное
11. Северное пассатное	Нейтральное

* Номера в таблице соответствуют номерам на карте рис. 10.21. Прочерк — отсутствие данных.

Рис. 10.21. Схематическая карта течений в Мировом океане (по Г. Дитриху).

Пояснения см. в табл. 10.5

Продолжение табл. 10.5

Название	Температурная градация	Средняя скорость, см/с
14. Южное пассатное	Нейтральное
16. Бенгельское	Холодное
17. Бразильское	Теплое
18. Гвианское	Теплое	—
19. Гольфстрим	Теплое
20. Ирмингера	Теплое	—
21. Канарское	Холодное
22. Лабрадорское	Холодное
23. Северо-Атлантическое	Теплое
24. Фолклендское	Холодное	—
25. Южно-Атлантическое	Нейтральное
Индийский океан
3. Антарктическое циркумполярное	Нейтральное	25-75
8. Межпассатное противотечение	Нейтральное	—
14. Южное пассатное	Нейтральное	—
26. Агульясское (Игольного мыса)	Теплое
27. Западно-Австралийское	Холодное	—
28. Муссонное	Нейтральное	—
29. Сомалийское	Нейтральное	—
Северный Ледовитый океан
30. Восточно-Гренландское	Холодное
31. Западно-Гренландское	Теплое	—
32. Западно-Шпицбергенское	Теплое	—
33. Норвежское	Теплое	—