3. Глубинная циркуляция вод.

Циркуляцию глубинных и придонных вод определяют термохалинные факторы – неравномерное распределение в толще воды температуры и солености, а, значит, плотности. Глубинные и придонные воды формируются в полярных районах обоих полушарий. В соответствие со своей плотностью они растекаются по всему Мировому океану, смешиваясь с окружающими водами и трансформируясь. Хотя параметры глубинных и при­донных вод определяются термохалинными факторами, характер цирку­ляции на больших глубинах океана зависит от движения вод в поверхностном слое. Эта взаимосвязь приводит, в общем случае, к двух­слойной циркуляции Мирового океана, при которой направление циркуляции на глубинах по сравнению с поверхностью, изменяется на противоположное.

За пределами шельфа и материкового склона в глубинную циркуляцию вовлекаются воды из двух высокоширотных источников - северо-атлантического (район Датского пролива) и антарктического (море Уэдделла). В этих очагах глубинные и придонные воды формируются на поверхности в холодную половину года и в результате охлаждения и осолонения опускаются до дна. На глубинах до 4000 м в качестве придонных вод выступают североатлантические воды, ниже до самого дна - антарктические придонные.

Из своих источников очень холодная и соленая вода движется в виде узких течений вдоль западных окраин океана в общем направ­лении к экватору, а затем питает широкий поток, несущий воду обратно к полюсам в каждом из океанических бассейнов. При своем движении холодные воды постепенно нагреваются, смешиваются с вышележащими слоями и компенсируют избыточный поток тепла в глубины океана в низких широтах.

Придонные воды, формирующиеся в источнике вблизи Антарктиды, главным образом в море Уэдделла, перемещаются в генеральном направлении на восток с Антарктическим циркумполярным течением.

Рельеф дна оказывает определенное влияние на характер глубин­ной циркуляции. Отчетливо проявляется тенденция придонных течении следовать изобатам, а движение вод из одной глубоководной котло­вины в другую осуществляется через узкие разломы в меридиональ­ных хребтах (например, через впадину Романш). В целом влияние рельефа дна не представляется доминирующим.

Скорость движения глубинных и придонных вод в несколько раз ниже скорости поверхностных течений и в среднем составляет около 10 см/с.

Таким образом, общая горизонтальная циркуляция Мирового океана складывается из двух систем течений: поверхностной и глубинной. Физическая природа поверхностной циркуляции - ветровая и термохалинная, глубинной - термохалинная. Граница между течениями проходит в среднем на глубине 1500 м. На юге обе системы связываются самым мощным в Мировом океане Антарктическим циркумполярным течением. Связь между поверхностной и глубинной горизонтальной циркуляцией осуществляется через механизм вертикальных движений - конвекцию и дивергенцию (расхождение) горизонтальных течений.

4.Океанические и динамические фронты в океане

Океанический фронт - это наклонная поверхность раздела между водами с различными физико-хи­мическими и динамическими характеристиками, пересечение которой с поверхностью океана образуют линию фронта. В качестве отличительного признака фронта на поверхности и в глубинах океана обычно принимаются максимальные гради­енты океанологических характеристик.

По аналогии с метеорологией введено понятие главного океанического фронта. Оно предполагает квазистационарную зону определенного океанического фронта (например, фронта Гольфстрима).

Главные океанические фронты Мирового океана являются границами между структурами водных масс различных широтных зон. Они расположены на границах основных круговоротов и их можно прини­мать в качестве основных границ физико-географических зон в океане.

Наряду с главными океаническими фронтами выделяют и динамические фронты, к которым относят зоны конвергенции и дивергенции.

Динамические фронты - это фронты, связанные с осями планетарных (например, субтропических антициклонических) круговоротов и развивающимися в них восходящими и нисходящими дви­жениями вод. Динамические причины (подъем или опускание вод), приводят к созданию значительных градиентов океанологических характеристик. В отличие от главных океанических фронтов, они могут рас­полагаться внутри одной структуры водных масс и поэтому вторичны по отношению к главным океаническим фронтам.

5.Характеристика океанических фронтов

Принята следующая классификация основных океанических фронтов (с севера на юг):

- северный полярный (арктический);

- северный субполярный (субарктический);

- северный тропический;

- экваториальный;

- южный тропический;

- юный субполярный (субантарктический);

- южный полярный (антарктический).

Эти фронты расположены на границах основных круговоротов. Между ними расположены динамические фронты или зоны конвергенции и дивергенции.

К ним относятся (с севера на юг):

- субполярная (субарктическая) дивергенция;

- северная субтропическая конвергенция;

- северная тропическая дивергенция;

- северная тропическая конвергенция;

- экваториальная дивергенция;

- южная тропическая конвергенция;

- южная тропическая дивергенция;

- южная субтропическая конвергенция;

-субполярная (субантарктическая) дивергенция (совладает с субантарктическим фронтом);

-антарктическая конвергенция (совпадает с южным полярным или антарктическим фронтом);

- антарктическая дивергенция.

Все перечисленные выше фронты океанического и динамического характера относятся к первой категории.

Фронты второй категории не носят стабильного характера. Они пере­мещаются в пространстве, возникают, разрушаются и регенерируют за отрезки времени, сравнимые с синоптическим масштабом. Иногда их появление носит сезонный характер. Поперечный масштаб таких фронтов может колебаться от 100 м до 10 км, а протяженность не превышает 100 км.

Мелкомасштабные фронты могут быть связаны со стоком речных вод в океан, сбросом термальных вод в море от электростанций, конвер­генций приливных течений в узкостях и проливах. Ширина таких фронтов составляет 10-100 м, а протяженность зависит от конфигурации берега, рельефа дна и других местных условий.

6.Физико-географическое районирование Мирового океана

Природа Мирового океана подчинена закону географической зональности, также как и природа суши. Зональность океана - основная закономерность распределения всех свойств в водах Мирового океана, проявляющаяся в смене физико-географических поясов до глубины 1500-2000 м. Но наиболее отчетливо эта закономерность наблюдается в верхнем слое океана до глубины около 200 м.

Прежде всего выделяются крупнейшие единицы районирования: Атлантический, Северный Ледовитый, Тихий, и Индийский океаны. Океаны разделяются на физико-географические пояса, которые характе­ризуются специфичностью протекающих природных процессов. Границы этих поясов в ряде случаев существенно отклоняются от широтного направ­ления, что связано, в основном, с характером горизонтальной циркуляции в том или ином районе Мирового океана. В конкретных частях географиче­ских поясов выделяют районы, в которых природные процессы обусловлива­ются своеобразием географического положения по отношению к материкам и островам тех или иных акваторий, их глубин, систем ветров и т.д. Это своеобразие особенно ярко проявляется в приматериковых частях поясов.

Таким образом, физико-географические зоны в океане выделяют или по термохалинным (структурам водных масс) или динамическим (грани­цам господствующих течений) признакам. В первом случае основным крите­рием является структура водных масс, во втором - положение границ господствующих течений.

Д.В. Богданов в Мировом океане выделил (с севера на юг) следующие природные зоны, хорошо согласующиеся с природными зонами суши:

- полярную (арктическую), совпадающую с Арктическим бассейном Северного Ледовитого океана; она соответствует арктической зоне (ледяной пустыне);

- субполярную (субарктическую), охватывающую районы океана в преде­лах сезонных колебаний кромки льда; соответствует субарктической (тундре и лесотундре) зоне;

- северную умеренную с температурой вод 5-15°С; соответствует умеренной (тайге, широколиственными лесам, степи) зоне;

- северную субтропическую, совпадающую с квазистационарными областями высокого давления (Азорским и Гавайским максимумами); соответствует сухим и влажным субтропикам и северным областям пустынь;

- северную тропическую (пассатную), находящуюся между среднегодовыми северной и южной границами пассата; соответствует тропическим пусты­ням и саваннам;

- экваториальную, несколько сдвинутую к северу вместе с термическим экватором и характеризующуюся очень теплыми (27-29°С) распресненными водами; соответствует влажным экваториальным лесам;

- южную тропическую (пассатную); соответствует саваннам и тропическим пустыням;

- южную субтропическую, проявляющуюся менее отчетливо, чем в северном полушарии; соответствует сухим и влажным субтропикам;

- южную умеренную, расположенную между субтропической конвергенцией и антарктической конвергенцией; соответствует умеренной, безлесной зоне;

- субполярную (субантарктическую) между антарктической конвергенцией и антарктической дивергенцией; соответствует субполярной сухопутной зоне;

- полярную (антарктическую), включающую в основном шельфовые моря во­круг Антарктиды; соответствует ледяной зоне Антарктиды.

Несмотря на то, что схема Д.В. Богданова соответствовала общим географическим принципам зональности, она нуждается в уточнении пространственного положения различных зон и их границ.

По-видимому, в основу зональной классификации должны быть положены главные океанические и динамические фронты в океане, которые будут яв­ляться достаточно четкими границами между физико-географическими зона­ми в океанах.

Так, положение географических поясов определяется солнечной радиацией, границы природных зон - структурой водных масс и характером течений. Наконец, гидрологические условия, зависящие от прилегающей суши и цир­куляции атмосферы, определяют более мелкие акватории в океане - про­винции и области. Однако существует важная закономерность природы - единство зон на суше и на океане. Каждый географический пояс (или зона) простирается вокруг земного шара, захватывая различные рай­оны суши и океана. Различия подстилающих поверхностей океана и суши только более резко подчеркивают региональность природы в каждой зоне, состоящей из материковых и океанических провинций. Острова в океане являются как бы связующим звеном между провинциями океаническими и материковыми. Они представляют своеобразные индикаторы, указывающие к какой единой природной зоне относится тот или иной район Мирового океана.

В настоящее время наиболее принятой схемой районирования Мирового океана является схема Д.В. Богданова.

Семинарское занятие № 9

Тема: Распределение температуры и солености в Мировом океане