Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СИСТЕМА ТЕЧЕНИЙ ГОЛЬФСТРИМ И ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ
(курсовая работа)
АННОТАЦИЯ
Варвашеня К.В. Система течений Гольфстрим и её значение для географической оболочки. (курсовая работа). – Мн., 2010. – с 25.
Циркуляция течений, определяющие факторы, возникновение и курс течения Гольфстрим, сезонные изменения, влияние Гольфстрима на географическую оболочку.
Рассматриваются общие закономерности циркуляции Гольфстрима, причины возникновения и распространения. Также представлено влияние Гольфстрима на климат, значение его для жизни и хозяйственной деятельности человека, возможные позитивные и негативные последствия их воздействия.
Библиогр. 11 назв.15. рис.
АНАТАЦЫЯ
Варвашеня К.В. Сістэма плыняў Гальфстрым і яе значэнне для геаграфічнай абалонкі. (курсавая праца). - Мн., 2010. – с 25.
Цыркуляцыя плыняў, вызначальныя фактары, узнікненне і курс плыні Гальфстрым, сезонныя змены, уплыў Гальфстрыму на геаграфічную абалонку.
Разглядаюцца агульныя заканамернасці цыркуляцыі Гальфстрыму, чыннікі ўзнікнення і распаўсюджванні. Таксама прадстаўлена ўплыў Гальфстрыму на клімат, значэнне яго для жыцця і гаспадарчай дзейнасці чалавека, магчымыя пазітыўныя і негатыўныя наступствы іх уздзеяння.
Бiблiягр. 11 назв., мал. 15.
SUMMARY
Varvashenya K.V. The system of the Gulf Stream and its importance to the geographical envelope. (course work). - Mn., 2010. – P 25.
Circulation currents, determining factors, the occurrence and course of the Gulf Stream, seasonal changes, the influence of the Gulf Stream on the geographical envelope.
We consider the general laws of the Gulf Stream circulation, causes and distribution. Also presented to the Gulf Stream influence on the climate, the significance of his life and human activities, the possible positive and negative consequences of their impact.
The bibliography 11 references, 15 figures.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………………...4
Глава 1. Возникновение и курс системы течений Гольфстрим…...…………..6
Глава 2. Конвейер течения и сезонные изменения Гольфстрим …………….20
Глава 3. Влияние течения Гольфстрим на географическую оболочку……….21
Заключение……………………………………………………………………….24
Список использованных источников…………………………………………...25
ВВЕДЕНИЕ
Слово «течение» подразумевается следующее. С одной стороны это некие динамические образования, в которых перемещается огромная масса воды. Так, нам хорошо известны крупномасштабные течения: Гольфстрим, Куросио, мощные Экваториальные течения и т.д. С другой стороны под этим словом подразумевают конкретные движения, перемещения масс воды океанов и морей. Часто в этом случае отмечают какие-то свойства и параметры течений.
Течения имеют различные пространственно - временные масштабы, механизмы и вызваны различными причинами. По пространственно - временным масштабам течения океанов и морей принято разделять на переменные по скорости и направлению, вектор которых меняется неким квазициклическим образом с периодичностью приблизительно до сорока суток и устойчивые или квазиустойчивые по направлению, соизмеримые с масштабами океана или моря. Течения, которые образованы такими движениями воды получили название крупномасштабных течений, крупномасштабной циркуляции. В крупномасштабную циркуляцию океанов вовлечены практически все его воды от поверхности до дна.
Приповерхностные воды в Северном полушарии совершают антициклоническое движение (по движению часовой стрелки) и циклоническое – в Южном. В целом по океану скорости движения воды небольшие, ~ 10 см/c. Но в западных и экваториальных областях океанов, небольших по площади, они проявляются в виде мощных струйных течений, движений воды со скоростями до 2,5 м/с, как, например, в Гольфстриме, Куросио, Сомалийском и Экваториальных течениях и т. д.
С учётом кинематики течения, движения воды можно разделить на такие виды: дрейфовые, градиентные и длинноволновые. Считается, что основными причинами, вызывающими течения является ветер и колебания атмосферного давления, а также неравномерное положение уровненной поверхности воды, обусловленное такими процессами, как осадки, испарение с поверхности океана, соединение вод различной плотности и т. д. и тот же самый ветер. При этом одна и та же причина может создать течения, имеющие различные механизмы и пространственно-временные масштабы.
Так, движение воздушных масс - ветер в атмосфере создаёт так называемые дрейфовые течения, вызванные ”влекущим действием ветра”. Перемещение масс воды в пространстве осуществляется неравномерно, что создаёт наклон уровненной поверхности океана и, соответственно, градиентные течения. Ветер и колебания атмосферного давления могут создать волны, в том числе и долго - периодные, в частности волны Россби с периодом до 40 суток. Волны имеют такие параметры, как орбитальные движения частиц воды и волновой перенос, фактически это волновые течения.
В настоящее время, даже когда уже изучены все явления земного шара, изучение возникновения, распространения Гольфстрима является довольно актуальным для науки, и жизнедеятельности самого человека. В основном, происходит исследование воздействия Гольфстрима на изменение климата, влияние его на природу и хозяйственную деятельность человека.
Целью работы является изучение закономерностей возникновения и распространения Гольфстрима. Основные задачи:
В данной работе при обработке информации приходилось систематизировать и оценивать актуальность научных вложений в вопрос, анализировать данные с графиков и таблиц.
В работе использованы материалы: А.Л.Бондаренко,
доктор географических наук, Саркисян А.С. «Основы теории и расчёт океанических течений», материалы доступнее всего изложены в работе Стомелла Г. «Гольфстрим».
ГЛАВА 1. Возникновение и курс системы течений Гольфстрим
В возникновении и курсе Гольфстрима играют роль несколько факторов. К ним относятся атмосферная циркуляция и усиливающаяся с продвижением на север сила Кориолиса.
Предшественник Гольфстрима, Юкатанское течение, втекает из Карибского моря в Мексиканский залив через узкий пролив между Кубой и Юкатаном. Там вода либо уходит по круговому течению залива либо образует Флоридское течение и следует через ещё более узкий пролив между Кубой и Флоридой и выходит в Атлантический океан.
Успев набрать в Мексиканском заливе много тепла, Флоридское течение соединяется возле Багамских островов с Антильским течением и превращается в Гольфстрим, который течёт узкой полосой вдоль побережья Северной Америки. На уровне Северной Каролины Гольфстрим покидает прибрежную зону и поворачивает в открытый океан. Температура воды в отдельных местах течения достигает 30°C. Но от берега его отделяют так называемые склоновые воды, распресненные и прохладные. Холоднее они становятся севернее, ближе к Ньюфаундленду, где чувствуется влияние по-настоящему холодного Лабрадорского течения, отклоняющим его ещё больше на восток в сторону Европы. Двигателем на восток выступает также сила Кориолиса. По пути в Европу Гольфстрим теряет много энергии из-за испарения, охлаждения и многочисленных боковых ответвлений, сокращающих главный поток, однако он доставляет всё ещё достаточно тепла в Европу, чтобы создать в ней необычный для её широт мягкий климат. Продолжением Гольфстрима к северо-востоку от Большой Ньюфаундлендской банки служит Северо-Атлантическое течение. Средний расход воды во Флоридском проливе 25 млн. м3/с (в 20 раз превышает суммарный расход воды всех рек земного шара).
Скорости течения иногда достигают 2,5 м/с. Это уже скорости, характерные для горных рек и очень редко имеющие место в океанах, но в Гольфстриме они наблюдаются часто. Относительно большие скорости течений Гольфстрима наблюдаются вплоть до района большой Ньюфаундлендской банки.
Представления о течении, популярные и в наше время, складывались в прошлом веке. Гольфстрим сравнивали с меняющей свое положение (меандрирующей) рекой (рис. 1.1) в океане. Существовавшие в ту пору исследования в этой части океана позволяли относить течение к геострофическим (т.е. формирующимся балансом только двух сил: градиента давления на воду и силы Кориолиса) течениям. На поверхности океана струя Гольфстрима имеет ширину 70-100 км, а глубина от поверхности составляет около 500 м.
Рис. 1.1. Меандры системы течений Гольфстрима. [1]
Течение проходит вдоль гидрофронта - границы раздела холодной и менее соленой склоновой воды. Струя Гольфстрима меандрирует в пределах расстояния порядка 500 км (рис.1.2) - по области гидрофронта, приводя к образованию теплых (слева от струи) и холодных (справа от нее) вихрей со скоростью до 1.5 м/с диаметром до 400 км. Эти сведения о динамике вод Гольфстрима были получены преимущественно путем анализа данных о температуре и солености воды.
Рис. 1.2. Положение центров циклонов и антициклонов (белые и черные кружки) Гольфстрима по наблюдениям 1967-1976 гг. Стрелки - среднее положение струи основного течения. [2]
Не так давно в руках океанологов появилось новое устройство. Это дрифтер - поплавок с антенной, позволяющий следить за движением воды, а отсюда определять скорость и направление течения. Информация о положениях дрифтера в океане передается через спутник в Центр сбора данных. В районе Гольфстрима и в некоторой близости от него в последние 10 лет было запущено более 400 дрифтеров, каждый из которых выдавал информацию в среднем полтора года. В результате этого собран огромный материал о течениях и температуре воды, на основании которых и проведён анализ динамики Гольфстрима.
Если нанести на карту Атлантики (рис.1.3) средние по ансамблю векторы течений, то на фоне относительно небольших скоростей течений океана, порядка 10 см/с, заметно выделяется область океана, в которой скорости гораздо больше. Будем считать эту область Гольфстримом. Скорости течений здесь уменьшаются с юга на север, от 1 до 0.5 м/c. В южной части Гольфстрим имеет ширину около 100 км, а в северной - более 300 км. Гольфстрим довольно устойчив по направлению (рис 1.4 и 1.5), во всяком случае, в основной его части, южнее 38°с.ш.
Рис. 1.3. Средние по ансамблю дрифтерных наблюдений векторы течений.[2]
Для рассмотрения поведение течений в Гольфстриме, необходимо проанализировать типичную для Гольфстрима трассу и ход модуля скорости течений (рис.1.6(Б)). Можно констатировать, что в пределах Гольфстрима, особенно южной его части, дрифтеры, а следовательно, и массы воды, перемещаются преимущественно однонаправлено и вдоль изобат, а точнее вдоль кромки шельфа. При этом поток воды движется не строго вдоль изобат, а совершает небольшие колебания вправо - влево по отношению к движению основного потока воды. Такие колебания малы в части Гольфстрима южнее 38°с.ш. и значительны севернее ее. При таком преимущественно однонаправленном движении потока воды скорость пульсирует, достигая в минимумах значений, близких нулю. Иногда поток воды движется в обратном направлении, хотя слабо. Какая причина и сила заставляет воды вести себя таким образом: останавливаться, а затем набирать скорость и снова останавливаться и т.д., т.е. пульсировать во времени и пространстве? Такое поведение течений явно противоречит представлениям о них, как термохалинных, геострофических.
Рис. 1.4. Трассы дрифтеров, запущенных в Гольфстриме и близ него. Красным цветом выделены участки, в которых скорость их перемещения, а следовательно, и скорость течения превышала 50 (вверху) и 100 (внизу) см/с, желтым цветом показаны меньшие значения. [2]
Рис. 1.5. Трассы отдельных дрифтеров, запущенных в воды южной части Гольфстрима в различное время.
При наблюдении на распределение течений Гольфстрима (рис.1.3-1.5), складывается впечатление, что из Мексиканского залива через Флоридский пролив в океан поступает мощный поток воды в виде струи, который и формирует Гольфстрим. Ранее именно так и считалось. Отсюда течение и получило название: Гольфстрим, что в переводе с английского означает - река залива (Мексиканского) или струя залива. Однако это впечатление обманчиво. Позже было установлено, что Гольфстрим в основном сформирован упомянутыми склоновыми холодными водами с севера и теплыми водами Саргассова моря с юга, но не Мексиканского залива, откуда вода практически не поступает. Оказалось также, что в средней части Гольфстрима расход воды гораздо больше, чем в южной, во Флоридском проливе (и эти факты никак не согласуются с термохалинной и геострофической природой течения). Неслучайно о Гольфстриме все же стали говорить не как о реке, вытекающей из залива, а как о течении, несущем свои воды от п-ова Флорида.
Рис. 1.6. Типичная для Гольфстрима трасса дрифтера (А) и модуль скорости его движения с 9 апреля 1999 г. по 12 января 2000 г. (Б). Точкам на трассах с цифрами 1, 2, 3 и т.д. соответствует время движения дрифтера в сутках с момента его запуска: 1 - 24, 2 - 48, 3 - 72 суток и т.д.
ГЛАВА 2. Конвейер течения и сезонные изменения Гольфстрим.
Для рассмотрения Гольфстрима в частности необходимо рассмотреть конвейер течения всей системы. Вблизи Большой Багамской банки Гольфстрим принимает ветвь Северного Пассатного течения и следует, в общем, параллельно восточному побережью США (рис. 2.1), но на небольшом расстоянии от него. Именно с теплыми водами этого течения связана мягкая зима на Бермудских островах. Вблизи мыса Хаттерас (побережье шт. Северная Каролина) Гольфстрим поворачивает на северо-восток и направляется к Большой Ньюфаундлендской банке. Здесь он встречается с холодным Лабрадорским течением, а также соприкасается с более холодным воздухом, поступающим с севера. В результате в этом районе почти постоянно наблюдаются туманы. От Большой Ньюфаундлендской банки Гольфстрим движется в восточном направлении к берегам Европы (эта его часть называется течением Западных Ветров). Примерно посредине Северной Атлантики Гольфстрим делится на два течения. Одно из них следует далее на восток к берегам Европы, а затем, поворачивая к югу, образует Канарское течение, которое впоследствии, переходит в Северо-Пассатное, и которое в свою очередь, возвращается к Большим и Малым Антильским островам, замыкая круг системы. Другое течение, именуемое Северо-Атлантическим, постепенно отклоняется влево и продолжает движение на северо-восток. Это течение проходит у западных берегов Британских о-вов, где от него снова отделяется ветвь, направляющаяся на запад, к южным берегам Исландии, – течение Ирмингера. Другая часть Северо-Атлантического течения – Норвежское течение – следует вдоль берегов Норвегии.
Динамика конвейера течения заметно изменяется в течение года. Предполагается, что климатические катастрофы, выявленные путем анализа льдов Гренландии, связаны с нарушением работы этого конвейера. На работу этого конвейера сильное влияние оказывает соленость океанской воды, которая заметно меняется из-за таяния льдов Гренландии и увеличения потока пресной воды, выносимой сибирскими реками. Таким образом, всемирное потепление грозит Европе катастрофическим похолоданием.
Рис. 2.1 . Конвейер течений Атлантического океана.
Средняя годовая температура воды на поверхности составляет 25°С, 26°С, солёность 36,2-36.4о/оо ; на глубине 400 м температура 10°С, 12°С. Макс. солёность (36,5 о/оо) отмечается на глубине 200 м.
Изменения температуры воды в потоке Гольфстрима находятся в тесной зависимости от колебаний силы пассатных ветров, нагоняющих тёплые тропические воды в Мексиканский залив. Усиление северо-восточного пассата сказывается в повышении температуры Гольфстрима через 3-6 месяцев, а усиление юго-восточного пассата - через 6-9 месяцев. Вслед за повышением температуры наступают периоды охлаждения, связанные с тем, что усиление пассатов ведёт одновременно к охлаждению поверхности океана у берегов Африки поднимающимися с глубин холодными водами. Периоды понижения температуры в Гольфстриме следуют через 9-11 месяцев после усиления северо-восточного пассата и через 10-12 месяцев после усиления юго-восточного пассата. У южной окраины Ньюфаундлендской банки Гольфстрим подходит с севера к холодному Лабрадорскому течению, на границе с которым и происходит перемешивание и опускание поверхностных вод.
Изучение Гольфстрима проводилось путём температурных разрезов. Данные разрезы делались в период, соответствующий четырём порам года. Разрезы солёности так же относились к тем же временам года.
Чем теплее вода, тем менее она плотна. Наиболее ха рактерной чертой всех этих разрезов является четкая выражен ность изменений уровня изотерм на узком участке района. В со ответствии с геострофическим соотношением эта узкая зона приурочена к тому месту, где на блюдаются высокие скорости течений, перпендикулярно направленных к плоскости страницы (на рис. 2.2—2.9). Поверхностные воды, лежащие слева от Гольфстрима, называемые водами скло на, подвержены более широким сезонным колебаниям, чем воды Саргассова моря, лежащие справа от Гольфстрима, где основ ное сезонное изменение состоит в появлении летом на небольшой глубине слоя скачка температуры.
Поскольку Гольфстрим представляет собой границу, или фронт, в западной части Северной Атлантики между водами склона и Саргассовым морем, мы можем определить его следующим образом: это непрерывная лента, протягиваю щаяся от материкового склона района мыса Гаттерас до меридиана 50° з. д. к югу от Большой Ньюфаундлендской банки. Эта лента представлена хорошо выраженным гра диентом давления между теплой, высокосоленой водой, ле жащей к югу, и более холодной и более пресной водой, ле жащей к северу. По этому определению внутренним и внеш ним пределами, или краями Гольфстрима будут те точки, где градиенты давления становятся равными нулю. Эти точки можно определить только тогда, когда имеются близко расположенные данные по температуре и солености и вычи слены градиенты давления поперек течения. Далее, вследствие наличия крупных завихрений, как к северу, так и к югу от Гольфстрима, разрез, сделанный поперек этой пло щади, должен быть достаточно протяженным, чтобы можно было удостовериться в существовании только одного хоро шо выраженного градиента давления. При наличии только одного градиента последним и определяется Гольфстрим, но если имеются несколько градиентов, тогда положение течения не может быть определено только по одному разрезу.
С внутренним, или левым, краем Гольфстрима не следует смешивать его термохалинную границу на поверхности. Это обычно резкое изменение, которое имеет место слева от «теплого ядра», может иногда совпадать, а иногда не совпа дать с левым краем Гольфстрима, как он был определен выше. Это относится также к цветовой границе и к длинным плотным полосам саргассовых водорослей, часто наблюдае мым на поверхности; все эти поверхностные явления, не сомненно, связаны с зонами градиентов, расположенными слева от «теплого ядра», но они вовсе не обязательно совпа дают с левым или внутренним краем Гольфстрима.
«Теплое ядро» определяется здесь как часть Гольфстри ма с более теплой водой, чем та, которая находится на той же глубине справа, если смотреть вниз по течению. Это «теплое ядро» обычно распространяется до глубины 300— 400 м с максимальными аномалиями температуры на глуби не около 100 м.
Для определения закономерностей в сезонном изменении течения Гольфстрим, необходимо произвести анализ восьми графиков распределения температуры и солёности по глубине, по четырём сезонам года:
1) На рисунках 2.2 и 2.3 приведён разрез распределения температуры по глубине, и распределение солености по глубине в период с 11 – 18 февраля. На рисунке 2.2 отчётливо видно как подстилаются тёплые воды более холодными, под течением уже на глубине 400 м. температура +8°С . Средняя температура составила в зимний период +14 °С, видно как температура на поверхности в некоторых местах достигает +24 °С, самая низкая температура на поверхности составляет +12°С. На глубине ниже 2000 метров сохраняется постоянная температура от +3°С до +2°С. На рисунке 2.3 отчётливо видно как соленость распространяется не равномерно, на поверхности течения средняя соленость составляет 36 о/оо, наблюдаются и аномалии, так максимальная соленость составляет 36,5 о/оо, а минимальное значение наблюдается на окраине течения ближе к Чесапикскому заливу и составляет 34,5 о/оо. С глубины 400 м. наблюдается постоянство солености оно составляет 35 о/оо.
2) На рисунках 2.4 и 2.5 приведён разрез распределения температуры по глубине, и распределение солености по глубине в период с 17—23 февраля. На рисунке 2.4 отчётливо видно как подстилаются тёплые воды более холодными, но это происходит плавно, нежели в период с 11 – 18 февраля. Под течением на глубине 400 м. температура +8°С . Средняя температура составила в весенний период +14 °С, видно как температура на поверхности в некоторых местах достигает +22 °С, самая низкая температура на поверхности составляет +12°С, левая сторона течения. На глубине ниже 2000 метров сохраняется постоянная температура от +3,5°С до +2,3°С на дне. Наблюдается не такое резкое смешивание температур воды в сравнении с зимним периодом.
На рисунке 2.5. отчётливо видно как соленость распространяется не равномерно, на поверхности течения средняя соленость составляет 36 о/оо, наблюдаются и аномалии, так максимальная соленость составляет 36,5 о/оо, а минимальное значение наблюдается на окраине течения ближе к Чесапикскому заливу и составляет 35,5 о/оо. С глубины уже 500 м. наблюдается постоянство солености, оно составляет 35 о/оо.
3) На рисунках 2.6 и 2.7 приведён разрез распределения температуры по глубине, и распределение солености по глубине в период с 28 августа — 3 сентября. На рисунке 2.6 отчётливо видно как подстилаются тёплые воды более холодными, под течением уже на глубине 400 м. температура +8°С . Средняя температура составила в летний период +14 °С, видно как температура на поверхности в некоторых местах достигает +25 °С, самая низкая температура на поверхности составляет +12°С, на окраине течения ближе к Чесапикскому заливу. На глубине ниже 2000 метров сохраняется постоянная температура от +4°С до +2,4°С.
На рисунке 2.7 отчётливо видно как на поверхности течения выходит менее соленая вода с глубины 800 м., соленость которой составляет 35 о/оо. Наблюдаются такие амплитуды: максимальная соленость составляет 36,2 о/оо, а минимальное значение наблюдается на окраине течения ближе к Чесапикскому заливу и составляет 34,5 о/оо. С глубины 400 м. наблюдается постоянство солености, оно составляет 35 о/оо.. Происходит подстилание Гольфстрима более перстной водой.
4) На рисунках 2.8 и 2.9 приведён разрез распределения температуры по глубине, и распределение солености по глубине в период с 30 но ября—5 декабря. На рисунке 2.8 отчётливо видно как подстилаются тёплые воды более холодными, под течением уже на глубине 400 м. температура +8°С . Средняя температура составила в осенний период +14 °С, видно как температура на поверхности в некоторых местах достигает +24 °С, самая низкая температура на поверхности составляет +18°С, на окраине течения ближе к Чесапикскому заливу. На глубине ниже 2000 метров сохраняется постоянная температура от +4°С до +3°С.
На рисунке 2.9 так же отчётливо видно как на поверхности течения выходит менее соленая вода с глубины 600 м., соленость которой составляет 35,5 о/оо. Наблюдаются такие амплитуды: максимальная соленость составляет 36,2 о/оо, а минимальное значение наблюдается на окраине течения ближе к Чесапикскому заливу и составляет 34,5 о/оо. С глубины 400 м. наблюдается постоянство солености, оно составляет 35 о/оо.
Рис. 2.9. Распределение солености на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 30 ноября — 5 декабря 1932 г. [1]
Соль является важной составляющей топлива Гольфстрима. Когда вода течения достигает арктических регионов и охлаждается, то она гораздо тяжелее окружающей воды благодаря высокому содержанию соли, вследствие чего вода Гольфстрима опускается на морское дно и течет назад в направлении экватора. Возникает гигантский круговорот, который был бы невозможен без этого опускания тяжелой, насыщенной солью воды. Но в ходе потепления климата все больше пресной воды попадает в океан, так как происходит таяние ледников и усиливается количество выпадающих осадков.
ГЛАВА 3. Влияние течения Гольфстрим на географическую оболочку.
Система тёплых течений Гольфстрим оказывает большое влияние на гидрологические и биологические характеристики, как морей, так и собственно Северного Ледовитого океана и на климат стран Европы, прилегающих к Атлантическому океану. Массы тёплой воды обогревают проходящий над ними воздух, который западными ветрами переносится на Европу. Отклонения температуры воздуха от средних широтных величин в январе достигают в Норвегии 15-20 °С, в Мурманске - более 11 °С.
Гольфстрим обеспечивает круглогодичную навигацию в крупном российском порту Мурманск, который находится за полярным кругом. При этом доступ к расположенному южнее Архангельску, куда теплые воды Гольфстрима не доходят, в зимнее время закрыт льдами.
Гольфстрим делает теплым климат Европы. Пока считалось, что Гольфстрим яв ляется рекой теплой воды, эта точка зрения оправдывалась. Однако более нельзя быть столь уверенным в прямом климато логическом влиянии Гольфстрима, важен не столько сам Гольфстрим, сколько положение и темпе ратура больших масс теплой воды на его правом крае.
Любой довод, при помощи которого пытаются объяснить кли мат влиянием расхода Гольфстрима, должен неизбежно вклю чать какую либо оценку физических связей между Гольфстримом и плотностной структурой воды по каждой из его сторон.
Так, например, Айзлин [1] в своих предположе ниях зашел так далеко, что считал потепление климата Европы в периоды увеличения расхода Гольфстрима наимень шим. Это предположение основывалось на гипотезе, что про цессы, которые формируют теплые поверхностные массы Центральной Атлантической воды, более или менее постоянны во времени и, следовательно, вследствие геострофического соот ношения увеличение расхода
Североатлантического круговорота должно сопровождаться одновременным углублением термокли на в Саргассовом море и радиальным сжатием системы течений. Таким путем теплая поверхностная вода будет оттеснена с севера и европейский климат станет холоднее. Наоборот, ослаб ление расхода системы течений должно, полагает Айзлин, сопро вождаться повышением термоклина по всему Саргассову морю, и избыток теплой воды будет форсировать радиальное расшире ние системы течений и ее перемещение к северу и может даже проявиться в переносе некоторой части поверхностных вод к вы соким широтам, утепляя, таким образом, климат Европы. Убеди тельных доказательств того, что эта (или какая-либо другая) по следовательность событий действительно имеет место, нет, и мы также не можем достаточно удовлетворительно обосновать эти гипотезы; так, в частности, мы очень мало знаем о скоростях образования водных масс. Но эти предположения представляют особый интерес, ибо они разрушают общепринятое представле ние о влиянии Гольфстрима на климат Европы. Единственное, что мы знаем, это то, что климат Европы был бы более теплым, если бы направление вращения Североатлантического кругово рота было обратным.
В течение последних тридцати лет наблюдалось увеличение примерно на 2° поверхностной температуры в Норвежском море, а также уменьшение примерно на 50 м глубины изотермы 10°С по всему Саргассову морю (статистическое значение этого изме нения положения изотермы незначительно). Эти две изолирован ные информации дают основание предполагать, что поверхност ная циркуляция Северной Атлантики замедляется, что расход Гольфстрима, поэтому уменьшается и что это в свою очередь обусловливает большее потепление на побережье Европы. По добные сведения подкрепляют предположение, выдвинутое Айзлином. .
Согласно теории ветровых океанических течений, при умень шении воздействия ветров циркуляция в Северной Атлантике станет более мелкой, но не изменит своего радиуса. У перифе рии циркуляции изотермы должны углубиться. Однако необхо димо помнить, что теория на ее современной стадии развития имеет дело только с интегральными скоростями и, следователь но, не имеется ясного теоретического указания на то, каким об разом температура, перенос тепла и скорости поверхностных те чений могут изменяться с ветром. Кроме того, климат и ветры над океаном не являются независимыми от океанических течений.
Однако в последнее время ученых беспокоит тот факт, что по многочисленным данным Гольфстрим начинает ослабевать. Для правильной оценки этого обстоятельства большое значение имеет опубликованная в декабре 1999 года статья в журнале « Nature » под названием «Более слабый Гольфстрим во Флоридском проливе во время последнего ледникового максимума» .
Коротко, суть статьи в следующем. Флоридское течение, или южная часть Гольфстрима, когда он проходит через Флоридский пролив, состоит из двух компонентов: из течения, являющегося западной частью круговорота теплой воды, происходящего под воздействием круговых вихревых потоков воздуха, разворачивающих после прохождения пролива часть теплых вод Гольфстрима в направлении к субтропикам, и из течения на северо-восток, в основе которого лежит глубоководное течение холодной воды из района Норвежского и Гренландского морей к экватору. По современным оценкам, Флоридское течение перемещает примерно 30-32 млн. кубометров воды в секунду. Из них, примерно, 17 млн. кубометров воды перемещается под воздействием круговых вихревых потоков, и 13 млн. кубометров направляются к Норвежскому морю, компенсируя глубоководное движение холодной воды к экватору. Ученые, исследовав относительное содержание стабильных изотопов кислорода в раковинах фораминифер, живших в период последнего ледникового максимума (примерно 21 тыс. лет назад), смогли определить, какая тогда была плотность воды, и, исходя из этого, с помощью геострофического метода вычислить примерный объем транспортируемой воды через Флоридский пролив в тот период. Он был равен 15-18 млн. кубометров воды в секунду. Ученые предполагают, что вихревые потоки воздуха, отклоняющие часть теплой воды к субтропикам, существовали и в период ледникового максимума или были даже сильнее, поэтому естественным предположением является то, что Гольфстрим был слабее тогда, чем сегодня за счет отсутствия течения к Норвежскому морю. Другими словами, в период последнего ледникового максимума в Норвежском море не образовывалось глубоководное течение холодной воды к экватору, и, соответственно, не было и компенсирующего поверхностного движения теплой воды от берегов США к северной Европе.
Что же вытекает из данного исследования? Во-первых, что Гольфстрим не всегда доходил до Норвежского и Гренландского морей, и, во-вторых, когда он не доходил, это был период ледникового максимума. Какова же вероятность, остановки течения Гольфстрима к Северной Европе сегодня? Ученые считают ее очень высокой. Дело в том, что главной причиной опускания холодной воды в Гренландском море на большую глубину является ее относительная высокая плотность, которая возникает из того, что в этой воде содержится больше морской соли. При образовании шельфовых ледников вода превращается в лед, а соль выделяется в незамерзшую воду (часть соли тоже замораживается в кристаллы льда в зависимости от скорости замораживания, чем быстрее скорость, тем больше соли замораживается), в результате эта вода становиться более плотной и опускается на глубину. Между тем, исследования ученых показали, что соленость воды в северных морях Атлантики резко снизилась за последние несколько десятилетий. Причина – таяние арктических льдов под влиянием повышения средней температуры. Льды тают, в океан добавляются большие массы свежей воды и соленость снижается, уменьшается плотность морской воды. Повышение температуры приводит к тому, что перестают формироваться шельфовые ледники. Все эти процессы нарушают механизм кругооборота воды в Атлантике. По оценкам ряда ученых, погружение плотной холодной воды в северных морях Атлантики на глубину снизилось, как минимум на 20-25% по сравнению с серединой прошлого века. Есть и более пессимистичные заявления. Таким образом, некоторые события из фильма «Послезавтра» могут оказаться вполне реалистичными.
Ряд крупных ученых полагает, что Гольфстрим может прекратить свое движение к Северной Европе уже к 2020 году и уже с большой долей уверенности к концу 21 века.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Гольфстрим значимая часть географической оболочки. Благодаря Гольфстриму страны Европы, прилегающие к Атлантическому океану, отличаются более мягким климатом, нежели другие регионы на той же географической широте: массы тёплой воды обогревают находящийся над ними воздух, который западными ветрами переносится на Европу. Если учесть, что севернее 60-го градуса северной широты в Канаде начинается уже тундра, в которой выживают лишь северные олени и бизоны, то в Европе картина благодаря Гольфстриму существенно иная. Здесь существуют лиственные леса и сочные луга, хорошие условия для земледелия и животноводства. А в регионах, расположенных в непосредственной близости от Гольфстрима, возможно ещё больше: в ботанических садах Корнуолла и Шотландии с успехом выращивают даже пальмы. Экологическое значение Гольфстрима состоит, прежде всего, в переносе тепла. В этом он может сравниваться с мощными воздушными потоками.
Гольфстрим «существует» как физически незави симое явление в таком же смысле, в каком существует погра ничный слой рядом с крылом самолета; он представляет собой ощутимую часть большей физической системы.
Если бы Гольфстрим в определённый момент перестал бы существовать, то Европа без сомнения погрузилась бы в хаос. Падение температуры приведет к тому, что снежный покров в Европе будет держаться значительно дольше. А поскольку альбедо (отражательная способность) белого снега примерно в 9 раз выше, чем альбедо черной земли, то и солнечный свет будет отражаться от него почти полностью, не превращаясь в тепло. Всем известно, что машина черного цвета на солнце нагревается гораздо сильнее, чем белого. Получится своеобразная цепная реакция, которая приведет к тому, что снег будет покрывать землю почти круглый год. А дальше начнется процесс наступления ледников. Точнее, натекания, ибо ледники именно текут. Текут не так уж и медленно, их скорость может доходить до 7 метров в сутки. Похолодание Мирового океана приведет к тому, что он начнет поглощать атмосферную углекислоту. Это похоже на ситуацию с шампанским: чем оно холоднее, тем меньше из него выходит газов. Концентрация углекислоты в атмосфере сильно уменьшится, а поскольку она является основным парниковым газом, парниковый эффект ослабнет, соответственно, и температура на планете продолжит свое победное падение.
Существует огромное количество предположений, что может произойти при изменении климата и остановки Гольфстрима. Современный мир не готов к резким изменениям и любое резкое изменение приводит к трагедиям. Наш мир и окружение зависит от благ. Весь мир находится в равновесии, и при изменении равновесия жизнь меняется. Гольфстрим – это отдельный орган, орган жизнеобеспечения огромной планеты. И каждый орган должен работать хорошо.
Список использованных источников
1. Стоммел Г. Гольфстрим М., 2009.
2. Каменкович В.М. Кошляков М.М., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. Л., 2008.
3. Саркисян А.С. Основы теории и расчёт океанических течений. Л., 1966 4. Монин А.С. Океанология. Физика океана. Т.1. М., 1978.
5. Бондаренко А.Л. Ветровые течения в морях // Природа. 2012 №5
6. Ларичев В.Д. Резник Г.М. Нелинейные волны Россби на крупномасштабном течении // Океанология. 1976 Вып.2.
7 Толмазин Д.М. Океан в движении М., 2012
8. Истомин Ю.В. Океанология М., 1969
9. Гершман И. Гольфстрим, Гольфстрим и его влияние на климат, «Метеорология и гидрология», 1939.
10. Шулейкин В. В., Физика моря, 3 изд., М., 1953.
11. www.wikpedia.org
12. www.randewy.ru
13. Бондаренко А.Л., Жмур В.В. Настоящее и будущее Гольфстрима// Природа.2011.№7.С.29-37
Рис. 2.2. Распределение температуры на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 11-18 февраля [1]
4500
Рис. 2.4. Распределение температуры на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 17—23 апреля. [1]
12343 2 1 30 3 8
Рис. 2.8. Распределение температуры на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 30 но ября—5 декабря 1932 г. [1]
ис. 2.3. Распределение солености на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 11—18 фев раля 1932 г. [1]
33 4 5 в 7
Рис. 2.5. Распределение солености на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 17—23 ап реля 1932 г. [1]
ч з г I зо
Рис. 2.6. Распределение температуры через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 28 авгу ста—3 сентября 1932 [1]
5 4 3
Рис. 2.7. Распределение солености на разрезе через Гольфстрим от Чесапикского залива к Бермудским островам, сделанном 28 августа — 3 сентября 1932 г. [1]
1 70 9 8
5 4 3