Океанские течения и климат
Океанские течения переносят воду и тепло между районами планеты. Их создают ветры, различия плотности воды и другие процессы, а взаимодействие океана с атмосферой влияет на климат.
Океан движется даже тогда, когда его поверхность кажется спокойной. Волны могут качать воду возле берега, но течения переносят её на большие расстояния. Вместе с водой перемещаются тепло, растворённые вещества и живые организмы. Поэтому океанская карта помогает понять не только морские путешествия, но и различия климата на суше.
На такой карте обычно рисуют яркие стрелки. Они удобны, однако создают обманчивое впечатление неподвижных рек внутри моря. В действительности течения имеют разную ширину и глубину, меняются со временем, образуют вихри и взаимодействуют с берегами, ветром и соседними водными массами.
1Откуда берётся движение
Ветер передаёт поверхности океана часть своей энергии. Трение приводит верхний слой воды в движение, а тот увлекает более глубокие слои. Направление переноса зависит не только от ветра. Вращение Земли отклоняет движение, а очертания материков направляют потоки вдоль побережий и через проливы.
Различия плотности тоже важны. Плотность морской воды зависит прежде всего от температуры и солёности, а также от давления. Более холодная или более солёная вода при прочих равных обычно плотнее. В определённых районах плотная вода опускается и участвует в глубинном обмене.
Поверхностная и глубинная циркуляция связаны между собой. Их нельзя представить двумя совершенно отдельными механизмами. Перемешивание, ветер и различия плотности совместно поддерживают сложный обмен между районами океана. Привычная картинка одного замкнутого «конвейера» полезна как первое приближение, но сильно упрощает происходящее.
2Что делает Гольфстрим
Гольфстрим переносит тёплую воду из района Мексиканского залива вдоль восточного побережья Северной Америки в сторону открытой Атлантики. Дальше система потоков разветвляется и взаимодействует с другими течениями. В разговорной речи названием Гольфстрима иногда обозначают почти весь перенос тёплой воды к северо-востоку Атлантики.
Для точного объяснения полезно отличать собственно Гольфстрим от его продолжений, в том числе Северо-Атлантического течения. Морская вода отдаёт тепло атмосфере, а воздушные потоки разносят его дальше. Поэтому влияние океана не заканчивается прямо над движущейся водной массой.
Сравнивать климат двух мест только по их широте недостаточно. На него влияют преобладающие ветры, расстояние от океана, рельеф и другие условия. Мягкость климата части Европы связана с переносом тепла океаном и атмосферой вместе. Объяснение одним течением оставляет за рамками значительную часть картины.
3Тёплые и холодные потоки
Слова «тёплое» и «холодное» описывают течение относительно окружающей воды. Они не означают, что по всему его пути сохраняется одна температура. Тёплый поток может постепенно остывать, а холодный — нагреваться, продолжая отличаться от вод по соседству.
Течения меняют условия у побережий. Прохладная поверхность океана охлаждает нижний слой воздуха и влияет на испарение. Тёплая вода, напротив, может отдавать больше тепла и влаги, если позволяют остальные условия. Однако характер осадков зависит ещё и от движения воздуха, поэтому одна температура воды не задаёт готовый прогноз.
| Течение | Где находится | Тип относительно соседних вод |
|---|---|---|
| Гольфстрим | Северная Атлантика | Тёплое |
| Куросио | Северо-западная часть Тихого океана | Тёплое |
| Перуанское | У западного берега Южной Америки | Холодное |
| Канарское | У северо-западного берега Африки | Холодное |
Рядом с некоторыми холодными течениями к поверхности поднимается глубинная вода. Такой подъём называется апвеллингом. Он приносит питательные вещества в освещённый слой, где их используют микроскопические водоросли. Поэтому прохладные прибрежные районы могут отличаться высокой биологической продуктивностью.
4Как связаны погода и океан
Вода нагревается и остывает медленнее суши. Океан способен накапливать тепло, а затем постепенно отдавать его воздуху. Течения перераспределяют этот запас между районами. Благодаря этому морская поверхность влияет на атмосферу даже далеко от места, где первоначально получила энергию от Солнца.
Нужно различать погоду и климат. Погода описывает состояние атмосферы в конкретное время, а климат — её характерные условия за длительный период. Течение участвует в создании общего фона, но отдельный дождь или жаркий день нельзя автоматически объяснить ближайшей стрелкой на океанской карте.
Взаимодействие работает в обе стороны. Изменения ветров перестраивают движение воды, а изменения температуры воды влияют на обмен теплом с воздухом. Хорошо известный пример такой связи — Эль-Ниньо в тропической части Тихого океана. Это не просто появление отдельного тёплого течения, а изменение состояния связанной системы океана и атмосферы.
5Зачем нужны пассаты
Пассаты — устойчивые ветры тропических широт с восточной составляющей. Они связаны с общей циркуляцией атмосферы и вращением Земли. Воздействуя на океанскую поверхность, пассаты помогают поддерживать направленные на запад экваториальные течения. Так движение воздуха становится одним из двигателей больших морских потоков.
Вместе с ветрами других широт и границами материков они участвуют в формировании крупных круговоротов. Внутри таких систем вода движется по широким замкнутым путям, хотя отдельные её части постоянно обмениваются с соседними районами. Это не неподвижное колесо с неизменной скоростью.
Изучать течения помогают наблюдения с судов, дрейфующие приборы и спутниковые измерения поверхности океана. Каждый способ показывает свою часть картины. Их объединяют, чтобы связать движения на глубине с изменениями у поверхности и лучше понять общий обмен теплом на планете.