Материал: Система течений Гольфстрим и ее значение для географической оболочки

Система течений Гольфстрим и ее значение для географической оболочки

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

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.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

Глава 1. Возникновение и курс системы течений Гольфстрим

Глава 2. Конвейер течения и сезонные изменения Гольфстрим

Глава 3. Влияние течения Гольфстрим на географическую оболочку

Заключение

Список использованных источников

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:

1)      определить факторы, способствующие возникновению движения водных масс;

2)      описать направление движение Гольфстрима, рассмотреть причины его возникновения и особенности географического распространения;

)        рассмотреть влияние Гольфстрима на природу и хозяйственную деятельность человека.

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 <#"792320.files/image001.jpg">

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]

течение гольфстрим климат циркуляция

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 <#"792320.files/image007.jpg">

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 характерной чертой всех этих разрезов является четкая выраженность изменений уровня изотерм на узком участке района. В соответствии с геострофическим соотношением эта узкая зона приурочена к тому месту, где наблюдаются высокие скорости течений, перпендикулярно направленных к плоскости страницы (на рис. 2.2-2.9). Поверхностные воды, лежащие слева от Гольфстрима, называемые водами склона, подвержены более широким сезонным колебаниям, чем воды Саргассова моря, лежащие справа от Гольфстрима, где основное 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, протягивающаяся от материкового склона района мыса Гаттерас до меридиана 50° з. д. к югу от Большой Ньюфаундлендской банки. Эта лента представлена хорошо выраженным градиентом давления между теплой, высокосоленой водой, лежащей к югу, и более холодной и более пресной водой, лежащей к северу. По этому определению внутренним и внешним 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 вычислены градиенты давления поперек течения. Далее, вследствие наличия крупных завихрений, как к северу, так и к югу от Гольфстрима, разрез, сделанный поперек этой площади, должен быть достаточно протяженным, чтобы можно было удостовериться в существовании только одного хорошо 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.