Як впливають на погоду морські течії

Іноді кажуть, що нашу планету було б правильніше називати не Земля, а Вода, адже суша ( «земля» як така) - це лише чверть її поверхні. Інший простір належить океанам, що становить світовий океан. Саме в ньому, як припускають вчені, колись зародилося життя ... і до цього дня океан багато в чому визначає життя на суші. І справа тут не тільки в судноплавстві, що з'єднує міста і країни, риболовецькому промислі, споконвіку годуючим багато народів, не тільки в приємному відпочинку на морських узбережжях ... «Подих» океану відчуває на собі земна атмосфера - саме воно багато в чому визначає клімат.

Світовий океан знаходиться в постійному русі. Потоки води в ньому - свого роду «річки в океані» - називають течіями. Вони бувають постійними і періодичними, підводними і поверхневими, холодними і теплими, усталеними (не змінюється в часі) і усталеними (змінюються).

Причини, які породжують морські течії, Досить різноманітні. Є приливні течії, особливо сильні біля берегів, компенсаційні, пов'язані з нахилом рівня моря, вітрові, причому постійні вітри, що змінюють напрямок в залежності від сезону, породжують такі ж течії - мусонні і пасатні. Викликає течії і різниця в атмосферному тискунад поверхнею океану.

Постійні течії мають різне спрямування. Одні з них починаються в низьких широтах і рухаються до високих - вони несуть теплі води, інші - навпаки, це холодні течії. Оскільки головний «акумулятор» сонячної енергії на нашій планеті - це океан, то від того, як морські течії «рознесуть» і «роздадуть» тепло різних ділянок суші, багато в чому залежить погода на Землі, а оскільки течії постійні - то і клімат.

Деякі постійні течії навіть отримали власні імена- наприклад, Гольфстрім. Це тепла течія від Флориди до Скандинавії, Баренцева моря і Північного льодовитого океану. Ширина цієї течії становить від 70 до 90 км, а глибина сягає майже до дна. Ця тепла «річка в океані» кожну секунду переміщує приблизно 50 мільйонів кубометрів води - це більше, ніж усі річки Землі, разом узяті! Найпотужніше в світі океанська течія несе теплі води з Мексиканської затоки на північ, переносячи при цьому до 100 ккал / см2 тепла - приблизно стільки, скільки отримує від Сонця світовий океан в цілому. Саме завдяки йому порт Мурманськ взимку не замерзає - незважаючи на те, що розташований він за полярним колом. Пом'якшує він і клімат європейських країн, Прилеглих до Атлантичного океану: в Північній Америціна тій же широті клімат більш суворий. Втім, в цьому є і заслуга іншого перебігу - Лабрадорского. Само по собі воно холодне, але стикаючись з теплим Гольфстрімом, воно відхиляє його, направляючи в сторону Європи.

Втім, не меншу роль у створенні кліматичних умов грають і холодні течії. Так, всі знають, що в тропіках жарко, але мало хто замислюється, що там могло б бути ще спекотніше (може, і жити-то було б не можна), якби не холодне Бенгальська протягом біля південно-західного узбережжя Африки і таке ж протягом Гумбольдта (воно ж - Перуанський) біля західного узбережжя Південної Америки. Саме вони надають «охолоджуючу» вплив на тропічний регіон. У той же час вплив Перуанської течії «сушить» клімат Південної Америки, утворюючи пустелі.

Морські течії впливають не тільки на температуру повітря, але і на рух повітряних мас, іноді провокуючи навіть урагани.

Як бачимо, океанські течії - це суща «фабрика» погоди. Зміняться вони - зміниться клімат в цілому. І зміни ці відбуваються прямо-таки на наших очах. Так, уже не перший рік взимку «завалює» снігом Західну Європу, Поки не звичну до такого стану справ. Вчені пояснюють це тим, що сповільнюється і остигає Гольфстрім. Пов'язано це з процесом глобального похолодання ... так-так, саме похолодання. ніякого глобального потепліннянемає - а ось похолодання йде вже близько трьох століть, і наочне свідчення тому - охолодження Гольфстріму. Чи пов'язано це якось з діяльністю людини? Керівник кафедри раціонального природокористування та екології географічного факультету МДУ академік А.Капіца вважає, що припускати це - суща манія величі: серйозно пошкодити природі людина не може. Глобальне похолодання пов'язане зі зміщенням магнітних полюсів, земної осі і зміною сонячної активності.

Циркуляція вод Світового океану визначає обмін кількістю речовини, тепла і механічної енергії між океаном і атмосферою, поверхневими і глибинними, тропічними і полярними водами. Морські течії переносять великі маси води з одних областей в інші, часто досить у віддалені райони. Течії порушують широтну зональність в розподілі температури. У всіх трьох океанах - Атлантичному, Індійському і Тихому - під впливом течій виникають температурні аномалії: позитивні аномалії пов'язані з перенесенням теплих вод від екватора в більш високі широти течіями, які мають близьке до меридіональному напрямок; негативні аномалії викликані протилежно спрямованими (від високих широт до екватора) холодними течіями. Негативні аномалії температури посилюються, крім того, підйомом глибинних воду західних берегів континентів, викликаним зганяючи вод пасатними вітрами.

Вплив течій позначається не тільки на величині й розподілі середніх річних значень температури, але і на її річних амплітудах. Це особливо чітко проявляється в районах зіткнення теплих і холодних течій, там, де межі їх зміщуються протягом року, як, наприклад, в Атлантичному океанів районі зіткнення Гольфстріму і Лабрадорского течій, в Тихому океані в районі зіткнення течій Куросіо і Курильського (Ойясіо).

Течії впливають на розподіл і інших океанологічних характеристик: солоності, вмісту кисню, біогенних речовин, кольору, прозорості і ін. Розподіл цих характеристик має великий вплив на розвиток біологічних процесів, рослинний і тваринний світморів і океанів. Мінливість морських течій в часі і просторі, зміщення їх фронтальних зон впливають на біологічну продуктивність океанів і морів.

Великий вплив роблять течії на клімат Землі. Наприклад, в тропічних областях, де переважає східний перенос, на західних берегахокеанів спостерігаються значні хмарність, опади, вологість, а у східних, де вітри дмуть з материків, - сухий клімат. Течії істотно впливають на розподіл тиску і циркуляцію атмосфери. Над осями теплих течій, як, наприклад, Гольфстрім, Північно-Атлантичний, Куросіо, Північно-Тихоокеанське, рухаються серії циклонів, які визначають погодні умовиприбережних районів материків. Тепле Північно-Атлантичний протягом сприяє посиленню ісландського мінімуму тиску, а, отже, і інтенсивної циклонічної діяльності в Північній Атлантиці, Північному і Балтійському морях. Аналогічно вплив Куросіо на область Алеутського мінімуму тиску в північно-східному районі Тихого океану. З теплими течіями, Проникаючими в високі широти, пов'язана циклонічна циркуляція атмосфери, що сприяє випаданню рясних атмосферних опадів. Над холодними течіями, навпаки, розвиваються відроги високого тиску, що викликає зменшення кількості опадів. У районах зустрічі теплих і холодних течій часто відзначаються тумани і суцільна хмарність.

Там, де теплі течії глибоко проникають в помірні і приполярні широти, їх вплив на клімат позначається особливо яскраво. Добре відомо що пом'якшує вплив Гольфстріму, Північно-Атлантичного течії і його гілок на клімат Європи, течії Куросіо - на кліматичні умовипівнічній частині Тихого океану. Слід зазначити більшого значення в цьому відношенні Північно-Атлантичного течії, ніж Куросіо, так як Північно-Атлантичний протягом проникає майже на 40 ° на північ від Куросіо.

Різкі відмінності в кліматі створюються в тому випадку, якщо берега континентів або океанів омиваються холодними і теплими течіями. Так наприклад, Східне узбережжяКанади знаходиться під впливом холодного Лабрадорского течії, західне ж узбережжі Європи омивається теплими водами Північно-Атлантичного течії. В результаті в зоні між 55 і 70 ° с. ш. тривалість безморозного періоду на узбережжі Канади менше 60 днів, на європейському - 150-210 днів. Яскравим прикладом впливу течій на кліматичні і погодні умови служить Чилийско-Перуанський холодна течія, температура вод якого на 8-10 ° нижче оточуючих вод Тихого океану. Над холодними водами цієї течії повітряні маси, Охолоджуючись, утворюють суцільний покрив шарувато-купчастих хмар, в результаті на узбережжі Чилі і Перу спостерігаються суцільна хмарність і відсутність опадів. Південно-східний пасат створює в цьому районі зганяння, т. Е. Відхід від берега поверхневих воді підйом холодних глибинних вод. Коли узбережжі Перу знаходиться тільки під впливом цього холодної течії, цей період характеризується відсутністю тропічних штормів, дощів і гроз, а влітку, особливо при посиленні йде назустріч теплого прибережного течії Ель-Ніньо, тут спостерігаються тропічні шторми, руйнівної сили грози, зливи, які розмивають ґрунт , житлові споруди, дамби, насипи.

пульсації океанічних течій, Меандрирование і зміщення їх осей на південь або північ істотно впливають на клімат прибережних районів. Одночасними спостереженнями за розподілом температури в межах таких великомасштабних потоків, як Гольфстрім і Куросіо, виявлені звивини (меандри), що мають хвилеподібний характер. Вони нагадують меандри річок і у вигляді згущення ізотерм в осі головного потоку переміщаються разом з течією. Наприклад, зсув осі Куросіо на південь і північ досягає 350 миль між 34 і 40 ° с. ш. Положення фронтів Куросіо - Ойясіо, Гольфстрім - Лабрадорское та інших течій відчуває полумесячние, місячні, піврічні, річні і багаторічні коливання. У зв'язку з цим спостерігаються коливання кліматологічних і метеорологічних факторів на узбережжях прилеглих материків. Погодні умови Японії пов'язують з коливаннями фронту Куросіо, кліматичні умови Курильської гряди, о. Хоккайдо і півночі о. Хонсю знаходяться під впливом холодної течії Ойясіо.

ПОВЕЛИТЕЛЬ ПОГОДИ

Атмосфера і океан знаходяться в тісному безперервній взаємодії. Сонячні промені, падаючи на поверхню океану, нагрівають воду, і океан накопичує величезні запаси теплової енергії, особливо в тропічних водах, де промені сонця падають майже вертикально. Поверхня океану передає свою теплоту повітрю і насичує його водяними парами, які піднімаються вгору в процесі випаровування поверхневих шарів води. Пари, що містяться в повітрі, мають значний запас потенційної енергії у вигляді прихованої теплоти, яка вивільняється при конденсації пари в хмарах. Енергія океану народжує вітри, Які забирають з поверхні моря нові потоки тепла, що породжують нові вітри.

Погода і клімат є проявом навколишнього нас природи і в значній мірі знаходяться під впливом океану.

Вплив Світового океану на погоду і клімат залежить від фізичних особливостей величезної маси води, що знаходиться в його басейнах.

Найважливішим властивістю океану є здатність поглинати і випромінювати теплоту, а морська водамає велику теплоємність - здатність акумулювати теплоту. Вона поглинає величезну кількість сонячної енергії, і десятиметровий шар океанських вод акумулює теплоти більше, ніж вся атмосфера. Сонячні промені з однаковою інтенсивністю нагрівають поверхні моря і суші, але вода, володіючи великою теплоємністю, поглинає значно більше теплоти при порівняно стабільній температурі, в той же час температура суші сильно підвищується. Після заходу сонця температура суші швидко падає, а море остигає повільно.

Земна кора, будучи твердим щільним речовиною, акумулює теплоту тільки в верхніх шарах, а море, що знаходиться в безперервному русі, переміщує верхні теплі і нижні, більш холодні шари і поширює теплоту на великі площі за рахунок течій. Акумулюють здатності океану посилює випаровування води з поверхні, Що поглинає величезну кількість теплоти.

Накопичуючи і надійно зберігаючи теплоту, океан управляє кліматом планети, Виділяючи в ньому дві основні зони: континентальну і морську. Морський клімат характерний для всіх районів суші, що омиваються морями, континентальний - для глибинних масивів суші. Типовим прикладом морського клімату можна вважати клімат Британських островів: рівна температура протягом всього року, літо прохолодне, а зима м'яка, небо затягнуте хмарами і дощі йдуть цілий рік. Континентальним кліматом відрізняються центральні області Сибіру: холодна зима і спекотне літо, посухи змінюються грозовими дощами. Центральні області Азії мають різко континентальний клімат: взимку лютують сильні морози, а влітку безхмарне небо і пекуче сонце перетворюють все навколо в знемагає від спеки і пилу простір.

Вплив моря на температуру різних районів земної кулі є основною причиною виникнення вітрів. знамениті мусони Індійського океанупороджуються сезонними коливаннями температури океану і лежачого на півночі величезного масиву суші. Протягом спекотного літа, характерного для цього району планети, суша прогрівається значно сильніше, ніж океан, який більшу частину сонячної енергії акумулює. Від сильно нагрітої суші нагрівається і повітря, щільність якого зменшується, що створює зону зниженого тиску. Більш низька температура над океаном ущільнює повітря, сприяючи зростанню тиску, і повітряні маси спрямовуються з моря на сушу - утворюються південно-західні мусони, Які дмуть з квітня по жовтень. Взимку суша охолоджується швидше, ніж океан, і зони високого і низького тиску міняються місцями, повітряні маси спрямовуються з суші на море утворюються північно-східні мусони, Які дмуть з жовтня по квітень. Розташування материків і океанів мало забезпечити мусонам чіткі напрямки, але обертання землі вносить свої корективи в напрямок вітрів.

Холодні і теплі океанські течії також впливають на клімат планети, особливо її прибережних районів. Клімат прибережних країн Північної Атлантики в значній мірі визначається трьома течіями - Гольфстрімом, Лабрадорським і Східно-Гренландским. Тепла течія Гольфстрім зароджується в Мексиканській затоціі, вирвавшись звідти в океан через Флоридський протоку, Спрямовується двома потужними гілками до берегів Європи. Холодні Лабрадорское і Східно-Гренландское течіїнаправляються на південь, де, зустрічаючись з Гольфстрімом, знижують його температуру до 5 - 8 ° С, чому в чималому ступені сприяють і холодні північні вітри. Але все ж Гольфстрім доносить значну частину своєї теплоти до берегів Європи, визначаючи характер клімату цього району. Весь європейський берег на північ від Гібралтарської протокизнаходиться під впливом Гольфстріму, який огинає Скандинавію і досягає острова Шпіцберген, Західне узбережжя якого цілий рік вільно від льоду, тоді як Балтійське море у Талліна і Риги, Розташоване на південь від на 30 °, покривається взимку суцільним льодом.

У середніх широтах, де повітряні маси рухаються з заходу на схід, клімат знаходиться під впливом океану і західних вітрів одночасно. Тому клімат двох міст - японського Йокогами і американського Сан-Франциско, що лежать на одній широті з різних боків Тихого океану, сильно відрізняється один від одного. У Йокогамі річні коливання температури досягають 28 ° С, і клімат має всі риси континентального, а в Сан-Франциско - 17 ° С і клімат морський.

Океан регулює випадання опадів над материком. Коли в атмосфері відчувається нестача вологи, збільшується випаровування з океанської поверхні, і насичені вологою повітряні маси насуваються на сушу, приносячи з собою дощі і грозові зливи - над материками зависають потужні циклони.

Величезні океанські простори, стикаючись з атмосферою, забезпечують безперервний газообмін - верхні шари океану, насичуючись киснем, що виділяється при фотосинтезі планктону, Збагачують киснем нижні шари атмосфери. Тому океан називають «легкими» планети, Тому людини вабить до себе морське узбережжя, де завжди легко дихається.

Океан надає не тільки глобальний вплив на клімат Землі, але і управляє погодою в невеликому районі. Внаслідок різниць теплоемкостей моря і суші народжуються приємні прохолодні вітри морських узбереж - бризи. Днем дме морський бриз, потім на деякий час все затихає, і починає дути берегової бриз. Обидва ці вітру краще спостерігати в тиху сонячну погоду, так як їх швидкість не перевищує 5 м / сек і коли піднімається будь-якої іншої вітер, вони легко згасають. Бриз - той же мусон, Тільки місцевого масштабу з добовим циклом в зміні напрямку.

Океанічні течії створюють особливо різкі розбіжності в температурному режимі поверхні моря і самі впливають на розподіл температури повітря і на атмосферну циркуляцію. Стійкість океанічних течій приводить до того, що їх вплив на атмосферу має кліматичне значення. Гребінь ізотерм на картах середньої температури наочно показує тепле вплив Гольфстріму на клімат східної частини Північної Атлантики і Західної Європи.

Холодні океанічні течії також виявляються на середніх картах температури повітря відповідними збуреннями в конфігурації ізотерм - язиками холоду, направленими до низьких широт.

Над районами холодних течій збільшується повторюваність туманів, зокрема в Ньюфаундленді, де повітря може переходити від теплих вод Гольфстріму на холодні води Лабрадорского течії. Над холодними водами в пасатної зоні ліквідується конвекція і різко зменшується хмарність. Це, в свою чергу, виявляти фактором, який підтримує існування так званих прибережних пустель.

Вплив снігового і рослинного покриву на клімат

Сніговий (крижаний) покрив зменшує втрату тепла грунтом і коливання її температури. Поверхня покриву відображає сонячну радіацію вдень і охолоджується випромінюванням вночі, тому вона знижує температуру приземного шару повітря. Навесні на танення снігового покриву витрачається велика кількість тепла, яке береться з атмосфери. Таким чином, температура повітря над тане сніговим покривом, залишається близькою до нуля. Над сніжним покривом спостерігаються інверсії температури: взимку - пов'язані з радіаційним Вихолажіваніе, навесні - з таненням снігу. Над постійним сніговим покривом полярних областей навіть влітку відзначаються інверсії або изотермии. Танення снігового покриву збагачує грунт вологою і має велике значення для кліматичного режиму теплої пори року. Велике альбедо снігового покриву призводить до посилення розсіяною радіації і збільшення сумарної радіації і освітленості.

Густий трав'яний покрив зменшує добову амплітуду температури грунту і знижує її середню температуру. Також він зменшує добову амплітуду температури повітря. Більш складне вплив на клімат має ліс, який може збільшувати над собою кількість опадів, внаслідок шорсткості підстильної поверхні.

Однак вплив рослинного покриву має в основному мікрокліматичне значення, яке поширюється переважно на приземні шари повітря і на невеликі площі.

Загальна циркуляція атмосфери

Загальною циркуляцією атмосфери називають систему великомасштабних повітряних течій над земною кулею, Тобто таких течій, які за своїми розмірами можна порівняти з великими частинами материків і океанів. Від загальної циркуляції атмосфери відрізняються місцеві циркуляції, такі, як бризки на узбережжях морів, гірничо-долинні вітри, льодовикові вітри і ін. Ці місцеві циркуляції часом в певних районах накладаються на загальну циркуляцію атмосфери.

на щоденних синоптичних картахпогоди видно, як в кожен даний момент розподіляються течії загальної циркуляції над великими площами Землі або над усім земним кулею і як безперервно змінюється цей розподіл. Різноманітність проявів загальної циркуляції атмосфери особливо залежить від того, що в атмосфері постійно виникають величезні хвилі і вихори, які по-різному розвиваються і по-різному переміщаються. Це утворення атмосферних збурень - циклонів і антициклонів - є найбільш характерною особливістюзагальної циркуляції атмосфери.

Однак в загальній циркуляції атмосфери, при всій різноманітності її безперервних змін, можна помітити і деякі постійні особливості, які повторюються щороку. Такі особливості найкраще виявляються за допомогою статистичного усереднення, при якому щоденні обурення циркуляції більш-менш згладжуються.

Середня величина тиску над кожною півкулею знижується від зимового півріччя до літнього півріччя. Від січень до липня вона знижується над північною півкулею на кілька мб; в південній півкулі відбувається зворотне зміна. Але атмосферний тиск дорівнює вазі стовпа повітря, а значить, він пропорційний масі повітря. Це означає, що з того півкулі, в який зараз літо, якась маса повітря відтікає в ту півкулю, в якому в даний час зима. Так відбувається сезонний обмін повітря між півкулями. За рік з північної півкулів південну півкулю і назад переноситься 1013 т повітря.

Переходимо тепер до більш детального розгляду умов загальної циркуляції по зонам.

Циркуляція вод Світового океану визначає обмін кількістю речовини, тепла і механічної енергії між океаном і атмосферою, поверхневими і глибинними, тропічними і полярними водами. Морські течії переносять великі маси води з одних областей в інші, часто досить у віддалені райони. Течії порушують широтну зональність в розподілі температури. У всіх трьох океанах - Атлантичному, Індійському і Тіхом- під впливом течій виникають температурні аномалії: позитивні аномалії пов'язані з перенесенням теплих вод від екватора в більш високі широти течіями, які мають близьке до меридіональному напрямок; негативні аномалії викликані протилежно спрямованими (від високих широт до екватора) холодними течіями. Негативні аномалії температури посилюються, крім того, підйомом глибинних вод у західних берегів континентів, викликаним зганяючи вод пасатними вітрами. [...]

Вплив течій позначається не тільки на величині й розподілі середніх річних значень температури, але і на її річних амплітудах. Це особливо чітко проявляється в районах зіткнення теплих і холодних течій, там, де межі їх зміщуються протягом року, як, наприклад, в Атлантичному океані в районі зіткнення Гольфстріму і Лабрадорского течій, в Тихому океані в районі зіткнення течій Куросіо і Курильського (Ойясіо) . [...]

Течії впливають на розподіл і інших океанологічних характеристик: солоності, вмісту кисню, біогенних речовин, кольору, прозорості і ін. Розподіл цих характеристик має великий вплив на розвиток біологічних процесів, рослинний і тваринний світ морів і океанів. Мінливість морських течій в часі і просторі, зміщення їх фронтальних зон впливають на біологічну продуктивність океанів і морів. [...]

Великий вплив роблять течії на клімат Землі. Наприклад, в тропічних областях, де переважає східний перенос, на західних берегах океанів спостерігаються значні хмарність, опади, вологість, а у східних, де вітри дмуть з материків, - сухий клімат. Течії істотно впливають на розподіл тиску і циркуляцію атмосфери. Над осями теплих течій, як, наприклад, Гольфстрім, Північно-Атлантичний, Куросіо, Північно-Тихоокеанське, рухаються серії циклонів, які визначають погодні умови прибережних районів материків. Тепле Північно-Атлантичний протягом сприяє посиленню ісландського мінімуму тиску, а отже, і інтенсивної циклонічної діяльності в Північній Атлантиці, Північному і Балтійському морях. Аналогічно вплив Куросіо на область Алеутського мінімуму тиску в північно-східному районі Тихого океану. [...]

У районах зустрічі теплих і холодних течій часто відзначаються тумани і суцільна хмарність. [...]

Там, де теплі течії глибоко проникають в помірні і приполярні широти, їх вплив на клімат позначається особливо яскраво. Добре відомо що пом'якшує вплив Гольфстріму, Північно-Атлантичного течії і його гілок на клімат Європи, течії Куросіо - на кліматичні умови північній частині Тихого океану. Слід зазначити більшого значення в цьому відношенні Північно-Атлантичного течії, ніж Куросіо, так як Північно-Атлантичний протягом проникає майже на 40 ° на північ від Куросіо. [...]

Різкі відмінності в кліматі створюються в тому випадку, якщо берега континентів або океанів омиваються холодними і теплими течіями. Так, наприклад, східне узбережжя Канади знаходиться під впливом холодного Лабрадорского течії, західне ж узбережжі Європи омивається теплими водами Північно-Атлантичного-ського течії. В результаті в зоні між 55 і 70 ° с. ш. тривалість безморозного періоду на узбережжі Канади менше 60 днів, на європейському - 150-210 днів. Яскравим прикладом впливу течій на кліматичні і погодні умови служить Чилийско-Перуанський холодна течія, температура вод якого на 8-10 ° нижче оточуючих вод Тихого океану. Над холодними водами цієї течії повітряні маси, охолоджуючись, утворюють суцільний покрив шарувато-купчастих хмар, в результаті на узбережжі Чилі і Перу спостерігаються суцільна хмарність і відсутність опадів. Південно-східний пасат створює в цьому районі зганяння, т. Е. Відхід від берега поверхневих вод і підйом холодних глибинних вод. Коли узбережжі Перу знаходиться тільки під впливом цього холодної течії, цей період характеризується відсутністю тропічних штормів, дощів і гроз, а влітку, особливо при посиленні йде назустріч теплого прибережного течії Ель-Ніньо, тут спостерігаються тропічні шторми, руйнівної сили грози, зливи, які розмивають ґрунт , житлові споруди, дамби, насипи.