5 лет назад
Нету коментариев

Изучение течений в морях и океанах может производиться прямыми способами, т. е. путем измерения направления и величины скорости движения вод с помощью различного рода приборов, или косвенным способом, применяя динамический метод. Этот метод заключается в том, что по измерениям во всей толще океана вдоль определенных направлений или, как говорят океанологи, разрезов температуры и солености воды, определяется поле плотности и давления и по нему вычисляют поле скоростей течения.

Но не только изменение давления в различных направлениях— градиент давления — приводит к возникновению течений. Основной причиной всех движений в океане является ветер, причем действие ветра на водные массы двояко. Воздух, двигаясь над поверхностью океана, силой трения увлекает поверхностные слои воды, создавая дрейфовые течения. В результате дрейфовых течений и связанных с ними сгонов или нагонов воды возникает наклон уровня, а следовательно, и градиентные течения. Таким образом, течение на поверхности представляет собой результат сложения нескольких течений.

Инструментальных наблюдений за течениями в Южном океане было проведено немного и в основном в прибрежной зоне. Таким образом, для построения карты течений использовались кос­венные методы. В результате была получена сложная, но в то же время и достаточно симметричная картина движения вод Южного океана вокруг Антарктиды, характеризующаяся на поверхности тремя замкнутыми вокруг всего материка кольцами движений воды и несколькими замкнутыми циркуляциями меньших размеров, расположенными цепочкой вокруг материка недалеко от его побережья. Кольца циркуляции разделены зонами сходимости и расходимости поверхностных вод. В этих зонах должно наблюдаться заметное вертикальное перемещение водных масс, так как при схождении их на поверхности — конвергенции — возникает подъем уровня, вызывающий появление вертикальной составляющей движения, направленной вниз, а при растекании — дивергенции — вертикальной составляющей, направленной вверх. Движение водных масс приводит также и к появлению поверхностей раздела — фронтальных зон, распространяющихся от поверхности в глубь океана. Наличие вертикальных перемещений воды обнаруживается наблюдениями по соответствующим поднятиям или опусканиям изотерм — линий, соединяющих точки с одинаковыми значениями температуры воды, изображенных на рисунке 9.

Распределение температуры воды на разрезе вдоль меридиана от ледника Шеклтона до Индии

Распределение температуры воды на разрезе вдоль меридиана от ледника Шеклтона до Индии

Наиболее типичным и главным потоком вод Южного океана является Антарктическое, или круговое течение. Иногда его называют Течением западных ветров. Это течение располагается между зоной субтропической конвергенции и антарктической конвергенции, расположенных вокруг Антарктиды в пределах 36—52° ю. ш. (см. рис. 7, 10).

Течение западных ветров почти повсеместно разделяется на две параллельные струи. Струи эти расположены по краям течения, максимальная скорость в них изменяется от 20 до 40 см/сек. Между струями обнаруживается область слабых течений и замкнутых циркуляции. Именно в результате такого распределения скоростей в зоне действия Течения западных ветров примерно посредине этого течения возникает линия расходимости вод — линия субантарктической дивергенции, проходящей окружностью в пределах 40—45° ю. ш. (рис. 10).

Значения скоростей течения в см/сек

Значения скоростей течения в см/сек

Наблюдения показали, что линия антарктической конвергенции является северной границей распространения поверхностных антарктических вод, непосредственно взаимодействующих с ат­мосферой. Поэтому область от берегов Антарктиды до этой границы принято называть Антарктической областью Южного океана, что хорошо согласуется и с определением границы Антарктики как географической области земного шара.

Пространство вод между антарктической и субантарктической конвергенциями называют Субантарктической областью Южного океана.

Следующей типичной зоной общей циркуляции вод Южного океана является зона, расположенная к югу от антарктической конвергенции до антарктической дивергенции, окружающей материк в пределах 63—64° ю. ш. (рис. 11).

Схема распределения ветра

Схема распределения ветра

Для этой области океана типичны слабые течения, направленные на восток со средней скоростью 5 см/сек.

Для области Южного океана, расположенной близко к берегам южнополярного континента, характерны свои особенности системы поверхностной циркуляции вод. Непосредственно у берегов наблюдения за течениями и ветрами позволяют предполагать существование кругового Течения восточных ветров с направлением на запад вокруг материка. Однако точных доказательств существования непрерывного замкнутого кольца такой циркуляции пока не получено.

Для областей более удаленных от берега типична серия расположенных вокруг материка небольших замкнутых циркуляционных систем с движением вод против и по ходу часовой стрелки.

Положения зон сходимости и расходимости поверхностных вод, а следовательно, и ширины колец между ними не одинаковы на различных долготах в тихоокеанском, атлантическом и индий­ском секторах Южного океана. Не одинаковы расположение и ширина их и по времени. Они изменяются как от сезона к сезону, так и от года к году для одних и тех же сезонов. Среднее положение их указано на рисунках 7 и 11.

Второй особенностью циркуляции вод Южного океана является распространение ее на всю толщу до дна. Это связано с тем, что большую роль в переносе вод играют градиентные течения, для которых характерно распространение движения на большие глубины и плотностная однородность вод, способствующая такому режиму.

Распространение градиентных течений до дна делает их зависимыми от его рельефа. Трение о дно и сила Кориолиса заставляют течение отклоняться вправо или влево в зависимости от движения потока в направлении понижения или поднятия. Это воздействие дна сказывается на всю толщу до поверхности.

Вот почему ось основного течения в Южном океане извилиста, что связано с крупномасштабными деталями рельефа дна океана.

Для исследований теплового режима толщи вод Южного океана очень важно знать его водообмен, водный баланс и, в частности, водный баланс самого мощного океанического потока, каковым является Антарктическое круговое течение.

Используя материал всех наблюдений и опираясь на специальные наблюдения, проведенные по различным меридиональным разрезам, соединяющим берега Антарктиды с оконечностями других материков, советским исследователям удалось определить расход воды в зоне Антарктического кругового течения в нескольких его областях, т. е. количество воды, проходящее через его сечение за единицу времени.

Оказалось, что перенос воды этим течением для разреза по всей толще от поверхности до дна, находящегося на 20° в. д., равен 19,8 млн. м3/сек. Для разреза по 165° в. д. объем переносимой в одну секунду воды равен 18,9 млн. м3, а для разреза поперек пролива Дрейка— 16,5 млн. м3.

Неравенство объема переносимых течением вод на различных разрезах вполне объяснимо. Дело в том, что северная граница Антарктического кругового течения отнюдь не изолирована и че­рез нее идет обмен вод Южного океана с водами других океанов, осуществляемый течениями, имеющими меридиональное или близкое к нему направление.

Такими течениями, например, являются: течение мыса Игольного, несущее воды Индийского океана на юг, Перуанское течение, являющееся расходной статьей баланса вод Южного океана, и другие течения.

Схема переноса водных масс Южного океана показывает, что основная масса вод Антарктического кругового течения движется по замкнутому кольцу с расходом 14,5—19,0 млн. м3/сек. Лишь небольшая часть их (3,5—4,0 млн. м3/сек) втекает в Индийский и Тихий океаны. Однако известно, что антарктические воды далеко проникают на север и в таком количестве, которое не соответствует указанной цифре расхода. Это дает основание полагать, что существует дополнительный меридиональный обмен вод Южного океана с соседствующими с ним океанами через его северную границу.

Подсчеты величин расходов воды Антарктическим круговым течением были произведены по материалам наблюдений, осуществленных в определенные месяцы и годы. Другими наблюде­ниями было показано, что эти расходы, а следовательно, и интенсивность течения, как и его положение в пространстве, меняются со временем. Эти изменения зависят от общего изменения режима циркуляции в атмосфере земного шара, а точнее — режима взаимодействия системы океан-атмосфера и, возможно, активности Солнца.