Узнать цену работы
Статьи по теме

Движение вод Мирового океана

Динамика вод в мировом океане. Общие положения.

Течения в Мировом океане

Приливные и сейсмические волны

Динамика вод в мировом океане. Общие положения. Волны

Мировой океан является основной частью гидросферы, которая характеризуется определенными особенностями биологического, солевого и температурного состава.

Главной характеристикой Мирового океана, как составляющей гидросферы, является постоянное движение и перемешивание вод. Вода движется не лишь по поверхности океана, но и на глубине, даже в его придонных слоях. Динамику воды можно наблюдать по всей его толщине в вертикальном и горизонтальном направлениях. Эти процессы оказывают серьезную поддержку регулярного перемешивания водной массы, перераспределения солей, газов и тепла, что дает возможность удерживать постоянный газовый, температурный, солевой и химический состав. Видами движения водной массы в мировом океане являются:

  • конвективные токи;
  • зыбь и волны;
  • приливы и течения;
  • волны имеющие стихийный характер.

Волны — это явление, которое образуется из-за действия внешних сил разного характера (землетрясений, Луны, ветра или Солнца) и они представляют из себя периодические колебания водных частиц. Главной причиной по которой образуются волны, являются ветровые процессы. Даже небольшая скорость ветра, которая равна 0,2 — 0,3 м/с, при трении воздуха о поверхность, способна вызвать систему небольших равномерных волнений, которые называются рябью. Чаще всего она появляется во время одномоментных ветреных порывов и сразу же исчезает после успокоения ветровых процессов. При скорости ветра в 1 м/с и больше, начинают формироваться ветровые волны.

Волнение вод в Мировом океане начинает формироваться не лишь от воздействия на них ветровых процессов, а и от резкого изменения давления в атмосфере, от приливообразующих сил, разных стихийных процессов — извержений вулканов, землетрясений. Лодки, паромы, яхты, корабли и другой судоходный транспорт, во время своего движения, рассекая поверхность воды создают волны, которые называют корабельными.

Волны, которые образуются лишь от влияния внешних сил, вызывающих их, называются вынужденными, а волны, продолжающие свое существование определенный период времени после прекращения действия силы, которая их вызвала, называются свободными. Волны, формирующиеся на поверхности воды и в верхних слоях водной массы называются поверхностными, а волны, которые возникают на глубине более 200 м и их визуально незаметно на поверхности воды, называют внутренними.

Размер и сила ветровых волн зависят от того, какой является скорость ветра, а также от глубины и размера водной массы, которая охвачена ветровым процессом. Высота волны, от ее начала и до самого гребня, чаще всего, не превышает 5 метров. Очень редко можно встретить волны имеющие высоту 7 - 12 метров и больше. Самые большие ветровые волны образуются на территории южного полушария Земли, так как в данной части планеты океан не имеет прерываний по причине отсутствия крупных участков суши. Волны в данном регионе иногда достигают высоты 25 метров, а в длину они протягиваются на несколько сотен метров. На много меньшими бывают волны во внутренних морях, к примеру, на Черном море наибольшая зафиксированная высота волны составила 12 метров, а в Азовском море этот показатель вообще равен 4 метрам.

После прекращения ветровой деятельности в океане начинают формироваться пологие длинные волны, называющиеся зыбью. Зыбь является наиболее неискаженной, идеальной формой волны. Так как зыбь — это свободное волнение, то распространяются такие волны на много быстрее, если сравнивать их с другими видами волн. По длине волны при зыби могут раскидываться на пару сотен метров, а если учитывать их небольшую высоту, то волновые процессы зыби на поверхности Мирового океана остаются почти невидимыми.

Однако, так как волны распространяются с очень большой скоростью, они часто обрушиваются на берега суши за сотни и, даже иногда тысячи километров от того места, где они возникли. Движение водной массы с глубиной резко прекращается. на глубине, которая равна длине волны, волнение почти полностью затухает.

Учитывая то, что длина ветровых волн в большинстве случаев является несущественной, то даже во время самого активного волнения, на глубине больше 50 метров эти волны почти не ощущаются. Поэтому, сила волн прямо зависит от их длины, высоты и того, на сколько широк гребень. Однако, главная роль все же принадлежит высоте волны.

По причине непостоянства водной среды, а также систематической динамики и перемешивания, водные слои в Мировом океане имеют разные уровни плотности, солевой состав, скорость движения и вязкость. Одним из самых ярких примеров являются районы в мировом океане, в которых наблюдается такое явление как таяние айсбергов, а также в местах, где интенсивно выпадают атмосферные осадки. В этих случая водный слой Мирового океана начинает покрываться пресной водой, создавая благоприятные условия для создания т. н. внутренней волны, которая проходит по водоразделу соленой и пресной водной массы.

Основываясь на океанологических исследованиях ученые установили, что в открытом океане внутренние волны можно встретить с такой же регулярностью, как и поверхностные волны. Достаточно часто причиной появления внутренних волн становятся процессы изменения давления в атмосфере, землетрясения, скорость ветра, приливы, а также некоторые другие факторы. Для внутренних волн характерна значительная амплитуда, однако, небольшая скорость распространения. В высоту внутренние волны обычно достигают до 30 метров, в редких случаях высота может достигать до 200 метров. Такие волны иногда возникают возле Гибралтарского пролива в Южной Европе.

Течения в Мировом океане

Морские течения являются важнейшей формой движения Мирового океана. Течение — это относительно правильное постоянное и периодическое поверхностное и глубинное перемещение водных масс в Мировом океане в горизонтальном направлении.

Такие перемещения водной массы являются очень важными и для жизни самого Мирового океана, и для его обитателей. Эти процессы сопутствуют:

  • полноценному обмену вод в Мировом океане;
  • переносу масс льда;
  • созданию особых условий климата;
  • исполняют рельефообразующую функцию;
  • создают благоприятные условия обитания для функционирования биологических ресурсов океана.

Большое количество течений в Мировом океане можно разделить на группы:

  • по устойчивости;
  • по происхождению;
  • по характеру движения;
  • по глубине расположения;
  • по физико-химическому составу.

По устойчивости течения разделяются на временные, периодические и постоянные.

Постоянными являются течения, которые всегда находятся в одном и том же районе океана и, почти никогда не меняют своего направления и скорости. В качестве примера можно привести Гольфстрим, пассатные течения и другие. Периодическим является такое течение, которое может изменять скорость и направление основываясь на тех изменениях, которые спровоцировали их причины. Временными называют те течения, которые образуются из-за причин носящих случайный характер (ветер).

По глубине течения разделяются на придонные, глубинные и поверхностные.

По характеру движения — на криволинейные, прямолинейные и меандрирующие. По физико-химическому составу — на распресненные, соленые, нейтральные, холодные и теплые. Характер течений формируется на соотношении температурных показателей или солености воды, которые формируют течение. При условии, что температура течения выше, чем температура окружающей водной массы, то такое течение является теплым, если ниже — теплым. По такому же принципу определяются распресненные и соленые течения.

По происхождению течения делятся на: приливно-отливные, градиентные и фрикционные.

Последние образуются из-за воздействия на водные массы ветровых сил. Фрикционные течения, которые появляются от воздействия временных ветров, называют ветровыми, а те, которые появляются от воздействия господствующих ветров — дрейфовыми. Градиентные течения делятся на: компенсационные, плотностные, сточные, стоковые и бароградиентные. Стоковые течения образуются из-за наклона уровня моря, спровоцированного впадением пресных вод из рек в Мировой океан, большим выпадением осадков из атмосферы или их масштабным испарением. Сточные течения образуются из-за наклона уровня моря, который происходит из-за впадения воды из других частей моря во время воздействия какой-то внешней силы.

Течения являются причиной снижения объема воды в одной из частей Мирового океана, вызывая в это же время увеличение в другой его части. Перепад уровней между разными частями океана сразу же активизирует соседние части, которые принимают активное участие в ликвидации данного перепада. Так, появляются компенсационные течения. Они являются течениями вторичного характера и возмещают отток воды.

Течения, которые называются приливно-отливными, появляются по причине приливообразующей силы. Самая большая скорость у таких течений появляется в узких проливах и иногда она может достигать 22 км/ч, в пределах же открытого океана она редко превышает скорость 1 км/ч. В океане очень редко можно наблюдать течение, которое обусловлено лишь одним из вышеперечисленных процессов или факторов.

Приливные и сейсмические волны

Приливные волны

Приливными волнами называют явления, возникающие от воздействия сил притяжения Солнца и Луны и вызывающие периодические характерные колебания уровня водных масс в Мировом океане. Приливная деятельность начинает формироваться от влияния Луны и Солнца, но, по причине большей удаленности Солнца, приливы спровоцированные им случаются не так часто, как из-за Луны (их в два раза меньше). Основное влияние на приливную деятельность оказывают острова и очертания линии берега. Данная причина может объяснить то, как колебания Мирового океана во время приливов на одинаковой широте изменяются в более широких пределах. Возле островов приливы совсем не значительные, а вот в открытых водах, вода поднимается до 1 метра. На много больших значений приливы могут достигать в заливах, имеющих извилистые берега, проливах и речных устьях.

Сейсмические волны

Причина, из-за которой начинают формироваться сейсмические волны (цунами) — это изменение рельефа на морском дне, которое происходит из-за передвижений литосферных плит, в следствии чего могут появляться поднятия, провалы, оползни или землетрясения. Нужно подчеркнуть, что механизм, при котором зарождаются сейсмические волны, имеет прямую зависимость от характера процессов, которые преобразуют рельеф на океаническом дне. К примеру, во время образования цунами в водах открытого океана при появлении трещины или провала на дне, вода сразу же стремиться попасть в центр появившегося углубления, наполнив вначале его, а потом переполняет, образуя гигантский по объему водяной столб на поверхности мирового океана.

Перед тем как начинается процесс образования цунами и их обрушение на береговую линию, обычно предшествует серьезное понижение уровня воды. Буквально за пару минут вода начинает отступать от берега на несколько сотен метров, а в редких случаях на километры, после чего на береговую линию начинается обрушение цунами. Сразу же за первой, самой большой и разрушительной волной приходят еще 2-5 волн небольшого размера.

Скорость передвижения волн цунами очень высока и может достигать 150 - 900 км/ч. При обрушении на города и поселки, находящиеся на береговой линии в зоне их воздействия, они могут нанести серьезные разрушения и способны уносить жизни людей. Одно из самых разрушительных цунами произошло в 2004 году в Индийском океане, из-за него погибло больше чем 200 000 человек, а ущерб причиненный им составил миллиарды долларов.

В наше время появление цунами можно предсказать с максимально высоким коэффициентом точности. Базируются эти прогнозы на наблюдениях и контроле сейсмической активности под водными массами Мирового океана. Обычно, прогнозы делаются на основе таких наблюдений как:

  • акустическое наблюдение;
  • мониторинг при помощи мареографов;
  • сейсмический мониторинг.

Эти способы дают возможность вырабатывать и предпринимать определенные меры, которые направлены на обеспечение безопасности.

Узнать цену работы
Узнай цену
своей работы
Нужны оригинальность, уникальность и персональный подход?
Закажи свою оригинальную работу
УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ