В Мировом океане течения вызываются действием ветра на водную поверхность, действием силы тяжести и приливообразующих сил. Независимо от причины возникновения течение испытывает влияние внутреннего трения воды и отклоняющего действия вращения Земли. Первое замедляет течение и вызывает завихрения на границе слоев с разной плотностью, второе изменяет его направление, отклоняя вправо в северном и влево в южном полушариях.
По происхождению течения делятся на фрикционные
(главная причина - трение движущегося воздуха о поверхность воды), гравитационно-градиентные
(причина - стремление силы тяжести выровнять поверхность и ликвидировать неравномерное распределение плотности) и приливо-отливные
(причина - изменение уровня, обусловленное приливообразующими силами).
Во фрикционных течениях можно выделить ветровые, вызванные временными ветрами, и дрейфовые, вызванные ветрами постоянными (или господствующими). В циркуляции вод Мирового океана дрейфовые ветры имеют наибольшее значение.
Гравитационно-градиентные течения подразделяются на сточные (стоковые) и плотностные. Сточные течения возникают в случае устойчивого поднятия уровня воды, вызванного ее притоком и обилием осадков, или, наоборот, в случае опускания уровня, обусловленного оттоком воды и потерей ее на испарение. Примером сточного течения, связанного с повышением уровня в результате притока воды из соседнего моря (Карибского), может быть Флоридское течение, обеспечивающее сток из Мексиканского залива в Атлантический океан. Сточное течение, обусловленное повышением уровня в связи со стоком рек, наблюдается в морях Карском и Лаптевых. Сточное течение может вызывать ветер (сгоны и нагоны воды).
Плотностные течения - результат неодинаковой плотности воды на одной и той же глубине. Они возникают, например, в проливах, соединяющих моря с разной соленостью (Гибралтарский пролив, Босфор и др.). Различия в плотности воды могут быть вызваны неодинаковым давлением атмосферы на разные части Океана. Возникающие при этом плотностные течения получили название бароградиентных.
Приливо-отливные течения создаются горизонтальной составляющей приливообразующих сил. Эти течения захватывают всю толщу воды. Скорость приливных течений прямо пропорциональна высоте прилива. В проливах и заливах она зависит от их поперечного сечения. Если в открытом Океане скорость приливного течения всего около 1 км в час, то в узких проливах она достигает 22 км в час. С глубиной приливное течение очень медленно (медленнее всякого другого) теряет скорость. Период приливо-отливных течений зависит от периода прилива (полусуточный, суточный). Приливо-отливное течение сохраняет прямолинейное направление движения (туда и обратно) только в проливах. В открытом Океане приливное течение отклоняется от прямолинейного движения и принимает вращательный характер, совершая полный оборот (по часовой стрелке в северном полушарии и против нее - в южном полушарии) за 12 час. 25 мин. или за 24 часа 50 мин.
Так как причины возникновения течений могут действовать одновременно, течения нередко являются комплексными.
Течения могут существовать как инерционные
некоторое время после того, как действие вызвавшей его силы прекратилось.
В зависимости от расположения в толще океанской воды выделяются течения поверхностные, глубинные, придонные.
По продолжительности существования можно выделить течения постоянные, периодические и временные
(случайные). Принадлежность течений к той или иной группе определяется характером действия вызывающих их сил. Постоянные течения из года в год сохраняют направление и среднюю скорость. Их могут вызвать постоянные ветры (например, пассаты). Направление и скорость периодических течений изменяются периодически в соответствии с характером изменения вызвавших их причин (например, мусонные ветры, приливы). Временные течения вызываются случайными причинами, и в изменении их нет закономерности.
Течения могут быть теплыми, холодными и нейтральными.
Первые теплее, чем вода в том районе Океана, по которому они проходят; вторые, наоборот, холоднее окружающей их воды; третьи не отличаются по температуре от вод, среди которых протекают. Температура холодного Перуанского течения в районе о-вов Галапагос достигает 22°, но она на 5-6° ниже температуры поверхностных вод в районе экватора. Теплое течение, проникающее на некоторой глубине из Атлантического океана в Северный Ледовитый, имеет температуру всего 2° (и даже ниже), но над ним и под ним находится вода с температурой 0°.
Как правило, течения, направляющиеся от экватора, теплые; течения, идущие к экватору, холодные.
Холодные течения обычно менее соленые, чем теплые. Это объясняется тем, что они текут из областей с большим количеством осадков и меньшим испарением или из областей, где вода распреснена таянием льдов.
При взаимодействии теплых и холодных течений холодные течения, если они не являются менее солеными, погружаются под теплые. Однако сочетание солености и температуры может привести к тому, что холодная вода оказывается над теплой (например, в Северном Ледовитом океане).
Изучение дрейфовых течений позволило вывести ряд закономерностей, которым эти течения подчиняются:
1) скорость дрейфового течения увеличивается с усилением вызвавшего его ветра и уменьшается с увеличением широты:
2) направление течения не совпадает с направлением ветра: оно отклоняется вправо в северном полушарии и влево в южном. При условии достаточной глубины и удаленности от берега величина отклонения теоретически равна 45°. Наблюдения показывают, что в реальных условиях величина отклонения на всех широтах несколько меньше 45°;
3) вследствие трения движение воды, вызванное ветром на поверхности, постепенно передается нижерасположенным слоям. Скорость течения при этом убывает в геометрической прогрессии, а направление течения (под влиянием вращения Земли) все более и более отклоняется и на некоторой глубине оказывается противоположным поверхностному (рис. 83). Скорость противотечения составляет 1/23 поверхностной скорости (4%). Глубину, на которой течение поворачивает на 180°, называют глубиной трения. На этой глубине влияние дрейфового течения практически заканчивается. Наблюдения показывают, что дрейфовые течения прекращаются на всех широтах на глубине около 200 м.
Передача течения вглубь требует времени. Для того чтобы течение распространилось до глубины трения, нужно около пяти месяцев.
На мелком месте отклонение течения от направления ветра уменьшается, и там, где глубина меньше 1/10 глубины трения, отклонения вообще не происходит.
Влияние рельефа дна сказывается на поверхностных течениях даже при сравнительно больших глубинах (до 500 м).
Сильно влияет на направление течения конфигурация берегов. Течение, направляющееся к берегу под углом, раздваивается, причем большая его ветвь идет в сторону тупого угла. Там, где к берегу подходят два течения, между ними за счет соединения их ветвей возникает сточно-компенсационное противотечение.
Общая схема поверхностных течений Мирового океана. Так как основной причиной поверхностных течений являются постоянные (или господствующие) ветры в трех океанах - Атлантическом, Тихом и Индийском, - общий характер распределения течений одинаков (рис. 84).
По обеим сторонам экватора пассатные ветры вызывают северное и южное пассатные (экваториальные) течения, отклоняющиеся от направления ветра и двигающиеся с востока на запад. Встречая на своем пути восточный берег материка, пассатные течения раздваиваются. Ветви их, направляющиеся к экватору, встречаясь, образуют сточнокомпенсационное межпассатное противотечение, следующее на восток между пассатными течениями. Ветвь северного пассатного течения, отклонившаяся к северу, двигается вдоль восточных берегов материка, постепенно отходя от него под влиянием вращения Земли. К северу от 30° с. ш. это течение попадает под действие господствующих здесь западных ветров и двигается поперек Океана с запада на восток. У западных берегов материка (около 50° с. ш.) это течение делится на два течения, расходящиеся в противоположные стороны. Одно из них идет к экватору, компенсируя убыль воды, вызванную северным пассатным течением, и присоединяется к нему, замыкая субтропическое кольцо с антициклонической (по часовой стрелке к центру области) системой течений. Второе течение вдоль берегов материка следует на север. Одна часть его проникает в Северный Ледовитый океан, а другая присоединяется к течению из Северного Ледовитого океана, завершая еще одно, меньшее (и менее выраженное), чем субтропическое, кольцо с циклонической системой (против часовой стрелки от центра области) течений.
В южном полушарии так же, как и в северном, возникает субтропическое кольцо (антициклоническое) течений. Второго, меньшего (циклонического) кольца течений не образуется. На юге, там, где расположено сплошное водное пространство (Южный Ледовитый океан), существует мощное дрейфовое течение западных ветров, соединяющее воды трех океанов.
Поверхностные течения Атлантического океана. В Атлантическом океане, как это показано на рисунке 84, существуют северное и южное пассатные течения и противотечения между ними. Южное пассатное течение расположено на экваторе, северное пассатное течение и противотечение сдвинуты к северу от него так же, как сдвинуты термический экватор, экваториальная зона пониженного давления и, следовательно, пассатные ветры над Океаном.
Северное пассатное течение начинается у Зеленого мыса, пересекает Океан и подходит к Антильским о-вам. Часть его заходит в Карибское море (Карибское течение) и оттуда проникает в Мексиканский залив. Часть воды проходит вдоль Антильских о-вов (Антильское течение) и сливается со сточным Флоридским течением, выходящим из Мексиканского залива.
От слияния Флоридского (более мощного) и Антильского (менее мощного) течений, образуется Гольфстрим, протягивающийся от мыса Гаттерас до Большой Ньюфаундлендской банки.
Гольфстрим представляет собой сравнительно узкую полосу (75-120 км) воды с большими скоростями движения (до 3-10 км/час), отделяющую теплые воды Саргассова моря от холодных вод, идущих с севера. На глубине 1350-1800 м течение очень слабое, а с глубины 2800 м наблюдается движение воды, противоположное поверхностному. Ствол течения состоит из ряда разнонаправленных струй (полос), завихрений, ответвлений. Характерны постоянная пульсация и образование извилин. Изменение скорости течения обнаруживает периодический характер и вызывается изменениями скорости пассатов и западных ветров. Чем интенсивнее пассатная циркуляция, тем меньше скорость Гольфстрима. В зависимости от интенсивности пассатов находится и температура течения. При усилении их температура воды сначала повышается. Это происходит через 3-6 месяцев после усиления северо-восточного пассата и через 6-9 месяцев после усиления юго-восточного пассата, в результате нагона теплой воды в Мексиканский залив. Через 9-11 месяцев после усиления северо-восточного пассата и через 10-12 после усиления юго-восточного пассата наблюдается снижение температуры. Вслед за теплой водой, перемещенной пассатами от берегов Африки, ветры гоняют поднявшуюся с глубины более холодную воду. Средняя годовая температура воды на поверхности Гольфстрима 25-26°, соленость - 36,2-36,4‰.
К юго-востоку от Большой Ньюфаундлендской банки (несколько севернее 40° с. ш. и около 40° з. д.) Гольфстрим заканчивается, распадаясь на ряд струй, направляющихся к югу и к юго-востоку и включающихся в общую антициклоническую циркуляцию вод в этой части Атлантического океана.
У восточный окраины Большой Ньюфаундлендской банки под влиянием западных ветров возникает Северо-Атлантическое течение, продолжающее Гольфстрим на северо-восток. Около 50° с. ш. течение делится на две ветви: северную и южную. Южная ветвь образует Португальское течение. Между Канарскими о-вами и мысом Зеленым воды этого течения сливаются с отличающимися от них по физическим свойствам (в связи с влиянием поднимающихся здесь холодных глубинных вод) водами Канарского течения. У мыса Зеленого Канарское течение вливается в северное пассатное, замыкая субтропическое кольцо течений в северной части Атлантического океана.
Северная (основная) ветвь Северо-Атлантического течения идет к берегам Европы и под названием Норвежского уходит в Северный -Ледовитый океан. Около 60-й параллели от Северо-Атлантического течения (под влиянием рельефа дна) на запад отходит течение Ирмингера. Большая часть его у м. Фарвел присоединяется к Восточно-Гренландскому, образуя вместе с ним Западно-Гренландское течение. Меньшая часть его, обогнув с запада и севера о. Исландию, вливается в Восточно-Исландское течение (ветвь Восточно-Гренландского).
Западно-Гренландское течение, следуя вдоль берега Гренландии, уходит в Баффинов залив. Некоторая часть его проникает в Северный Ледовитый океан. Остальная масса воды этого течения поворачивает на юг и, усиливаясь холодными водами, поступающими через проливы из Арктики, образует Лабрадорское течение. Последнее, встречаясь с Гольфстримом, делится на ряд струй. Западные струи, сливаясь с течением, выходящим из пролива Кабота, идут вдоль берега Северной Америки на юг. Между берегом материка и теплыми водами Гольфстрима всегда находится холодная вода. Температура Лабрадорского течения в январе 0°, в августе 12°. Холодные воды его постепенно уходят вглубь под теплые воды Гольфстрима. Лабрадорское течение приносит к Ньюфаундленской банке айсберги разнообразной формы, спускающиеся к югу до 41° с. ш. (в исключительных случаях южнее).
Южное пассатное течение, наиболее постоянное из всех течений Мирового океана, пересекает Атлантический океан, следуя вдоль экватора, и у берегов Южной Америки делится на Гвианское и Бразильское течения. Гвианское течение вместе с Северным экваториальным несет воду в Карибское море и в Мексиканский залив. Бразильское идет на юг и, отклоняясь к востоку около 40-й параллели, присоединяется к течению Западных ветров. Только небольшая ветвь Бразильского течения продолжает двигаться на юг вдоль берега материка, прижимаясь к нему.
Навстречу Бразильскому течению, проникая между двумя его ветвями (на расстоянии 30-50 км от берега), направляется холодное Фолклендское течение, поворачивающее (после соединения с Бразильским у 35° ю. ш.) на восток. У берегов Африки от течения Западных ветров к северу отходит Бенгельское течение. Им замыкается южное субтропическое кольцо течений в Атлантическом океане.
Экваториальное противотечение в Атлантическом океане на всем протяжении выражено летом, с декабря по март оно сохраняется только на востоке. Продолжение противотечения - Гвинейское течение, соединяющееся с Южным экваториальным течением.
Поверхностные течения в Тихом океане. Северное пассатное течение наблюдается всегда севернее экватора (между 10 и 22° с. ш.). В западной части океана у Филиппинских о-вов оно делится на 3 неравные ветви: одна становится частью межпассатного противотечения, вторая уходит к Зондским о-вам, а третья, самая мощная, образует теплое течение Куросио (аналог Гольфстрима). Близ острова Кюсю от Куросио отходит западная ветвь, проникающая через Цусимский пролив в Японское море - Цусимское течение.
Куросио омывает восточные берега Японских о-вов и у о. Хонсю (около 40-й параллели) поворачивает на восток, переходя в поперечное Ceeepo-Tихоокеанское течение. Около берегов Северной Америки оно делится на Калифорнийское (более мощное) и Аляскинское (менее мощное) течения.
Северное субтропическое кольцо течений в Тихом океане составляют течения: Северное экваториальное - Куросио-Ceвepo-Tихоокеанское - Калифорнийское.
Аляскинское течение, следуя вдоль берегов Аляски и Алеутских о-вов, частично проникает в Берингово море и в Северный Ледовитый океан, частично поворачивает на юг и юго-восток, образуя небольшое кольцо.
Из Берингова моря вдоль берегов Камчатки и гряды Курильских островов двигаются к югу воды холодного Курило-Камчатского течения. Оно постепенно уходит вниз, превращаясь в глубинное течение.
Межпассатное противотечение в Тихом океане существует весь год, но летом в северном полушарии оно смещается к северу и расширяется. На востоке у берегов Америки противотечение делится на две противоположные ветви, вливающиеся в пассатное течение. Летом большая часть противотечения поворачивает на север.
Под поверхностным межпассатным течением в Тихом океане обнаружено противотечение Кромвелла. Оно находится на глубине более 100 м, мощность его достигает приблизительно 200 м, скорость - 1,5 м/сек. Оно проходит с запада на восток более 4,5 тыс. км и исчезает у о-вов Галапагос. Под течением Кромвелла вода снова движется на запад. Существование течений, аналогичных течению Кромвелла, предполагается и в других океанах.
Южное пассатное течение, более устойчивое и сильное, чем Северное, идет с востока на запад близ 23° ю. ш. Около Австралии и Новой Гвинеи оно делится на два течения.
Основная часть его вливается в противотечение, меньшая часть образует Восточно-Австралийское течение. Оно вызывает круговое движение воды на поверхности Тасманова моря, а затем присоединяется к течению Западных ветров. У берегов Южной Америки от течения Западных ветров на север, на соединение с Южным пассатным течением идет мощное Перуанское течение (Гумбольдта). Температура воды на 8-10° ниже температуры воздуха.
Поверхностные течения Индийского океана. Размеры и положение Индийского океана объясняют некоторые отличия его поверхностных течений от течений Атлантического и Тихого океанов.
В северной части Индийского океана, разделенной п-овом Индостан, главное значение приобретают муссонные течения, изменяющие свое направление по сезонам. Постоянного Северного пассатного течения здесь нет, оно выражено только с ноября по март так же, как и межпассатное противотечение.
Южное пассатное течение существует постоянно, но по сравнению с аналогичными течениями двух других океанов оно в соответствии с положением пассатов смещено на 10° к югу.
В западной части океана от Южного пассатного течения ответвляется на юг сначала Мадагаскарское, затем Мозамбикское течение, но основная масса его вод поворачивает на север. Летом она образует Сомалийское течение, зимой дает начало межпассатному противотечению.
Летом, во время юго-западного муссона, в северной части Индийского океана вода движется в общем с запада на восток, зимой же, при северо-восточном муссоне, - с востока на запад. В этот период у берегов Сомали проходит течение, также называемое Сомалийским, но противоположное по направлению летнему Сомалийскому течению.
В южной части Индийского океана (южнее Мадагаскара) Мадагаскарское и Мозамбикское течения, сливаясь, образуют устойчивое Игольное течение, но большая часть воды идет на восток и присоединяется к течению Западных ветров. Игольное течение частично заходит в Атлантический океан, вливаясь в Бенгельское. Течения Западных ветров на юге и Западно-Австралийское на востоке завершают субтропическое кольцо течений в Индийском океане.
Течение Западных ветров, охватывающее южные части трех океанов,- величайшее течение Мирового океана. Ширина его в море Беллинсгаузена - 1300 км. Скорость невелика (на поверхности - 0,2-0,3 м/сек) и с глубиной уменьшается. Чтобы обойти Антарктиду, поверхностным водам нужно 16 лет, глубинным - более 100 лет.
Течения Северного Ледовитого океана. Распределение течений в Северном Ледовитом океане по сравнению с другими океанами отличается большим своеобразием, хотя и зависит также от господствующих ветров.
Сильные ветры, дующие с востока на запад, вдоль северных берегов материка Евразии, и с севера на юг, вдоль восточных берегов Гренландии, вызывают дрейф льдов и поверхностных вод в общем в сторону Атлантического океана. При этом возникает несколько связанных между собой циркуляций: одна в котловине Бофорта - антициклоническая, две в котловине Нансена - антициклоническая (к северу от Гренландии) и циклоническая (к северо-востоку от Новой Земли). Две последние циркуляции способствуют возникновению Восточно-Гренландского течения, выносящего большое количество воды и льдов в Атлантический океан.
Норвежское течение приносит теплую атлантическую воду (145 000 км3/год). У мыса Нордкап оно делится на Нордкапское (35 000 км3/год), уходящее на восток вдоль берега материка, и Шпицбергенское (78000 км3/год), следующее на север и постепенно погружающееся (вследствие сравнительно большой солености) до глубины 100-900 м. Теплая вода этого течения, прижимаясь к материковому склону, двигается на восток и создает промежуточный слой сравнительно теплой (до 2,0-2,5°) воды мощностью до 600 м.
Тихоокеанская вода, проникая через Берингов пролив (44 000 км3/год), самостоятельного течения в Северном Ледовитом океане не образует.
Течения в морях, заливах и проливах. Течения в морях вызываются теми же причинами, что и в океанах, но ограниченность размеров и меньшие глубины определяют масштаб явления, а местные условия придают им своеобразные черты. Для многих морей (Черное, Средиземное и др.) характерно круговое течение, обусловленное отклоняющей силой вращения Земли. В некоторых морях очень хорошо выражены приливо-отливные течения (например, Белое море). Течения в ряде морей (например, в Северном, Карибском) являются ответвлением океанских течений.
По характеру течений проливы можно подразделить (следуя H.Н. Зубову) на проточные и обменные. В проточных проливах течение, как и в реке, направлено в одну сторону (Флоридский пролив). В обменных проливах вода перемещается в двух противоположных направлениях, причем разнонаправленные потоки воды могут находиться один над другим (вертикальный водообмен) или рядом друг с другом (горизонтальный водообмен). Примерами проливов с вертикальным обменом могут быть Босфор и Гибралтарский, с горизонтальным обменом - Лаперузов и Девисов. В нешироких и мелких проливах направление течения может изменяться на противоположное в зависимости от направления ветра (Керченский пролив).
Общая циркуляция Мирового океана. Поверхностные течения - часть сложной и еще очень мало изученной общей циркуляции вод Мирового океана.
Основные причины, обусловливающие перемещение воды,-движение и давление атмосферы, различия в распределении температуры и солености - действуют прежде всего на поверхность Океана. Движение поверхностных вод, вызванное ветром, в общем имеет широтное направление с резкими отклонениями в ту и другую сторону. Под влиянием тепла вода на поверхности Океана перемещается в сторону холода (холодная вода уплотняется и опускается, теплая - расширяется и поднимается), т. е. от экватора к полюсам. В экваториальной области господствует восходящее движение вод, в полярных, наоборот, нисходящее. При термической циркуляции в придонных слоях должно существовать общее перемещение воды от полюсов к экватору.
В областях повышенной солености вода стремится опуститься, в областях пониженной солености, наоборот, подняться (влияние плотности). Соответственно этому возникает горизонтальное перемещение воды в ту или иную сторону.
Существование систем поверхностных течений с общим направлением движения к центру или от центра системы приводит к тому, что в первом случае возникает нисходящее движение воды, во втором - восходящее. Примером таких областей в Океане могут быть субтропические кольцевые системы течений.
Опускание и подъем вод вызывается также нагоном и сгоном «оды на поверхности (например, в области действия пассатов).
Зоны сближения течений (зоны конвергенции) представляют собой области опускания воды, зоны расхождения течений (зоны дивергенции) - области их поднятия.
Так как разные причины, обусловливающие перемещение океанских вод, или совпадают, или оказываются противонаправленными, общая циркуляция их очень усложняется. За основу может быть принята схема термической циркуляции. Если в полярных и умеренных широтах резко преобладает опускание воды, то экваториальная область характеризуется ее поднятием. На поверхности Океана преобладает движение вод от экватора, на глубине - к экватору. Существование течений во всей толще воды, в том числе и в придонных ее слоях, не вызывает в настоящее время сомнений.
Значение океанских течений велико и разнообразно. Хорошо известно большое влияние течений на климат.
Благодаря непрерывному перемещению воды осуществляется постоянный перенос He только тепла и холода, но и питательных веществ, необходимых организмам.
В зонах сходимости течений и опускания воды глубинные слои обогащаются кислородом, в зонах расходимости течений и поднятия воды биогенные вещества (соли фосфора и азота) выносятся с глубин на поверхность. Эти процессы очень важны для развития жизни в Океане.
Течения определяют распространение планктона в открытом Океане и в морях, переносят личинки и мальков рыб из мест нереста в места обитания. Примером могут быть личинки европейского угря, выводящиеся в Саргассовом море и перемещающиеся в пассивном дрейфе (занимающем два-три года) к берегам Европы. При помощи течений перемещаются икра, личинки и мальки трески и сельди; так, например, личинки и мальки трески, появляющиеся у Ньюфаундленда и Лофотенских о-вов, переносятся течением в Норвежское и Баренцево моря.
Поступление теплых и соленых атлантических вод в Северный Ледовитый океан играет большую роль в жизни его морей и имеет значение для рыбных промыслов. Обнаружено, что изменения температуры, количества и содержания солей в атлантических водах испытывают колебания приблизительно с четырехлетним периодом, что заметно отражается на сельдяном промысле.
Изменение направления течений у дальневосточных берегов (отход струй теплого течения) привело к прекращению улова дальневосточной сардины - иваси.
Течения играли огромную роль в эпоху парусного флота и теперь имеют большое значение. Составляют карты течений, описания и таблицы для мореплавателей.
Периодические колебания уровня вызываются проявлением периодических сил притяжения Луны и Солнца - так называемыми приливообразующими силами.
Приливно-отливные колебания уровня охватывают практически всё побережье Мирового океана, и для краткости их называют приливами. Таким образом, приливные явления представляют собой динамические процессы в водах морей и океанов (в том числе и колебания уровня).
Основные понятия, связанные с приливами, заключается в определениях полной и малой воды, величины прилива и отлива как разницы между полными соседними и малыми водами, продолжительности роста и спада уровня (фазы прилива и отлива), продолжительности приливоотливного цикла.
Предельный размах приливных колебаний уровня в каждом пункте заключается между наивысшими и наинизшими теоретическими уровнями, вычисляемыми расчётным путём.
В зависимости от продолжительности приливно-отливного цикла различают:
Полусуточные приливы (П) - с периодом приблизительно в половину суток, т.е. имеющие в продолжение суток две полные и малые воды; - суточные приливы (С) - имеющие в течение суток полную и малую воду;
Неправильные полусуточные (НП) - с заметной суточной разницей в значениях соответствующих экстремумов уровня;
Неправильные суточные (НС) - суточные приливы, которые при малых склонениях Луны становятся полусуточными при существенном уменьшении их величины;
Смешанные приливы - неправильные полусуточные и (или) неправильные суточные приливы.
Особо следует выделить аномальные приливы, которые по отдельным признакам отличаются от перечисленных выше основных видов приливов.
Например, влияние мелководья может быть столь значительно, что к общему названию прилива добавляется название “мелководный”. При этом изменяется продолжительность времени роста и падения уровня.
В устьевых участках рек прилив по времени менее продолжителен, чем отлив.
Иногда влияние мелководья становится столь значительным, что на кривой полусуточных приливов появляются дополнительные полные и малые воды. Такие приливы встречаются редко, в частности, они наблюдаются в пунктах Портленд, Саутгемптон (пролив Ла-Манш) или на Белом море (явление “маниха”).
Другим примером искажения приливов местными условиями может служить явление под названием “бор” (маскарэ, поророкам) и характеризующееся тем, что прилив продвигается вверх по реке в виде волны или ряда волн с очень резким подъемом уровня.
Приливам свойственны следующие неравенства:
суточные неравенства в высоте, представляющие собой разность высот двух последовательных полных или малых вод (для различных пунктов суточные неравенства имеют различные величины - от малозаметного различия в высотах смежных полных или малых вод до полного исчезновения одной полной и одной малой воды);
полумесячные неравенства в высотах и величинах приливов (полумесячное неравенство, зависящее от фазы Луны, наиболее ярко проявляется в приливах полусуточного характера). Во время полнолуния величина полусуточных приливов бывает максимальной - наступают так называемые сизигйные приливы. В первой и третьей четвертях приливы имеют наименьшую величину - наступают квадратурные приливы;
полумесячное неравенство, зависящее от склонений Луны и Солнца (тропическое неравенство) обычно является основным в суточных и неправильных суточных приливах, при больших склонениях Луны, приливы называются тропическими и отличаются большой величиной, во время прохождения Луны через экватор, приливы называются экваториальными и имеют малые величины;
месячное неравенство приливов (параллактическое) проявляется в зависимости от расстояния между Землёй и Луной (перигей). Минимальные значения величин приливов наблюдаются при наибольшем расстоянии между Землёй и Луной (апогей).
Нуль глубины" и "Поправка глубины".
Нулём глубин называется условная поверхность, от которой даются отметки глубин на мopcких навигационных картах.
Действительная глубина в любой точке может быть определена путём алгебраического суммирования глубины Нк, указанной на карте, с высотой h мгновенного приливного уровня моря, определённого по Таблицам приливов.
В большинстве случаев в качестве нулей глубин выбираются наинизшие уровни, но возможны случаи, когда действительная глубина окажется меньше отметки, показанной на карте. В Таблицах приливов на эти дни даются отрицательные высоты малых вод, которые и надо вычитать из отметок глубин на карте.
В Таблицах приливов и на отечественных морских картах на иностранные воды сохраняются те же нули глубин, какие приняты на соответствующих иностранных картах. Вследствие этого Таблицы приливов могут быть использованы при работе с любыми иностранными картами.
Основным навигационным пособием, содержащим предвычисленные уровни по Мировому океану, являются таблицы приливов. Различают таблицы приливов календарного типа, издаваемые ежегодно на календарные даты, и таблицы постоянного действия, рассчитанные на много лет. Предвычисленные уровни в таблицах приводятся для морей России относительно наинизшего теоретического уровня (НТУ), а по зарубежным водам относительно нулей глубин, какие приняты на иностранных картах
В процессе плавания корабля, как правило, достаточно сложно выделить влияние на его движение ветра и течения. Однако в тех случаях, когда это возможно, применяется способ совместного учета дрейфа и течения.
Расчет пути корабля и счислимого места на заданный момент времени при углах дрейфа менее 5,0° (рис. 2.4.1):
- Из «Справочных таблиц штурмана» выбрать угол дрейфа α, по курсовому углу ветра определить его знак, рассчитать путь корабля при дрейфе ПУα=ИК+α и проложить его на карте из исходной точки Т1/ол1 .
- На линии пути ПУα отложить вектор относительной скорости корабля Vo, из конца которого построить на карте вектор течения Vт.
- Соединить начальную точку Т1/ол1 с концом вектора течения vТ – полученная линия – путь корабля ПУс при совместном учете дрейфа и течения, угол между линией ПУα и ПУс – угол сноса течением β .
- Рассчитать суммарный снос С = α + β и у линии ПУс на карте подписать: КК 35,0° (+1,0°) С=+6,0°
- Для нахождения счислимого места на момент Т2/ОЛ2 рассчитать пройденное расстояние по относительному лагу SЛ = (ол2 – ол1) kЛ и проложить на карте по линии ПУα от Т1/ол1 – полученная точка А.
- Точку А снести по направлению вектора течения на линию ПУс – полученная точка - счислимое место на момент Т2/ол2.
Расчет компасного курса для следования корабля по заданной линии пути, предвычисление времени и отсчета лага прихода корабля в назначенную точку (рис. 2.4.2):
- Из исходной точки на карте Т1/ол1 проложить заданную линию пути ПУс, по которой надлежит следовать кораблю.
- Из этой же точки проложить вектор течения vТ, из конца которого циркулем, расствор которого равен относительной скорости корабля VO, на линии пути сделать засечку, полученная точка - В.
- Соединить исходную точку с точкой В и снять направление полученной линии ПУα, после чего с помощью параллельной линейки сместить ее в исходную точку и провести на карте, угол между линиями ПУα и ПУс – угол сноса β .
- Из «Справочных таблиц штурмана» выбрать угол дрейфа α, определить его знак и рассчитать истинный и компасный курсы:
ИК = ПУα - α; КК = ИК - ∆K .
Для предвычисления времени и отсчета лага прибытия в заданную точку:
- Нанести заданную точку на линию пути ПУс –истинный пеленг траверзный для выхода в точку на траверз ориентира
- Параллельно вектору течения через заданную точку провести отрезок до пересечения с линией ПУα, полученная точка - D
- Измерить расстояние SЛ, которое пройдет корабль по линии ПУα от исходной точки до точки D.
- Рассчитать время плавания t = SЛ / Vo и разность отсчетов лага, на которое изменит показание счетчик пройденного расстояния лага: рол= SЛ / kЛ .
- Рассчитать искомые время и отсчет лага в момент прихода корабля в заданную точку: Т2 = Т1 + t; ол2 = ол1 + рол .
Учет суммарных течений
В общем случае любой вектор течения может быть представлен как результат действия трех типов течений различных по своей природе:
Vтп – постоянное течение, сведения о котором содержатся в атласах и руководствах для плавания;
Vтв – ветровое течение, возникающее в результате продолжительного воздействия ветра на водную поверхность, элементы которого могут быть рассчитаны по формулам: Ктв = Кw + 180 ±45⁰; Vтв =0,136√u / sin φ
- где: Кw – направление истинного ветра;
- u – скорость истинного ветра;
- φ - географическая широта места
Vпр – приливное течение, обусловленное явлением приливов в данном районе, сведения о котором содержатся в навигационных пособиях (атласах, таблицах, морских навигационных картах).
Таким образом, суммарный вектор течения равен: ∑ Vт=Vтп+Vтв+Vпр . При определении элементов течений и его учете наибольшую сложность представляют приливные течения, характеризующиеся постоянно изменяющимися элементами – направлением и скоростью.
Для выбора элементов приливных течений из атласа или таблицы на заданное судовое время ТС необходимо:
- на заданную дату для основного пункта, на который рассчитаны атлас течений или таблица на карте, из «Таблиц приливов» выбрать ближайшее к судовому времени ТС табличное время наступления полной воды – Тпв;
- рассчитать судовое время наступления полной воды: Тпв с=Тпв±N , где N – номер часового пояса, по которому идут судовые часы (плюс – восточный, минус – западный часовой пояс);
- построить шкалу водного времени (рис. 2.4.3) и определить, в каком водном часе находится заданное ТС;
- по «Морскому астрономическому ежегоднику» на заданную дату определить фазу Луны, по которой сделать вывод о характере течения:
- новолуние или полнолуние – сизигия , течение максимальное;
- 1 или 3 четверти – квадратура , течение минимальное;
- в промежутке между сизигией и квадратурой – течение промежуточное; - Выбрать элементы течения, соответствующие данному водному часу и учитывать течение до окончания водного часа
- с наступлением очередного водного часа выбрать новые элементы течения и учитывать его в течение следующего часа и т. д. – такой способ учета приливного течения называется почасовой .
Приливными или приливо-отливными течениями называются периодические горизонтальные перемещения водных масс, возникающие при явлении прилива под воздействием сил Луны и Солнца. Они составляют вторую неотъемлемую сторону единого сложного явления прилива.
Эти течения отличаются от всех других течений, возникающих в океанах и морях, тем, что захватывают всю толщину водных масс от поверхности до дна, лишь немного уменьшая свою скорость в придонных слоях, где уже сказывается трение о дно
Необходимо отмстить, что характер движения приливных течении у берегов и в открытом море различен.
Вблизи берегов, особенно в узких проливах, заливах, бухтах, устьях рек и т. д., приливные течения имеют обратимый (реверсивный) характер, т. к. приливные и отливные течения обратны по направлению.
Для полусуточного течения движение идет с возрастающей скоростью около 3 час, затем с убывающей скоростью в продолжение следующих 3 час, после чего направление его изменяется на обратное, и цикл повторяется.
Для суточного течения движение в одном направлении происходит в продолжение 12 час. В первую половину этого периода течение идет с возрастающей скоростью, а во вторую - с убывающей. Смена направления реверсивных течений происходит или около момента полной или малой воды, или при среднем уровне. Это зависит от того, будет ли приливная волна иметь характер стоячей или поступательной волны.
При смене реверсивных течений есть моменты, когда не наблюдается никакого течения. В эти часы вода находится в покое. На наших северных морях это явление носит название короткой воды.
В открытом море или в средних частях достаточно широких заливов приливные течения имеют несколько иной характер. Там нет так называемой смены течений. Приливные течения никогда не прекращаются, но направление их вместе с изменением скорости течений непрерывно изменяется в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном - против часовой стрелки. Течения в таких местах «обходят» всю картушку компаса в течение либо 12 час 25 мин (при полусуточном характере прилива), либо 24 час 50 мин (при суточном характере прилива). Течения такого характера получили специальное название вращающихся.
Орбиты частиц воды, описываемые при вращающихся течениях, могут быть простыми, почти круговыми, и могут быть сложными, замкнутыми, кривыми фигурами.
Сведения о приливо-отливных течениях даются в лоциях, па навигационных картах, в специальных таблицах и атласах. Приливные течения в различных местах по-разному меняются относительно полных и малых вод, по в навигационных пособиях (таблицах и атласах) они обычно даются на каждый целый час относительно полной воды в каком-либо пункте, принятом за основной.
Приливные песчаные гряды представляют собой удлиненные песчаные тела, сформированные приливно-отливными течениями.[ ...]
Приливные дельты (дельты приливного потока) формируются в устье протоки на стороне лагуны, обращенной к суше, и лучше всего развиты в приливных протоках с преобладанием волновых процессов, где волны усиливают приливное течение . Вновь образованная приливная дельта представляет собой серию перекрывающихся конусов или изогнутых лопастей, как, например, в порту Чатем, шт. Массачусетс, где две слившиеся лопасти перекрыты прямолинейными и синусоидно изогнутыми крупными волновыми знаками приливно-отливного течения, но с преобладанием приливного потока . Со временем приливное течение сосредоточивается в пределах русла, и зрелая приливная дельта представляет собой наклонную плоскость, рассеченную приливными каналами и расчлененную на серию намывов и покровов, образованных отливным потоком . В отложениях приливных дельт, направленных в сторону суши, преобладают участки с плоско-параллельной и мульдообразной крупной косой слоистостью, перемежающиеся с участками крупной косой слоистости, ориентированной в сторону отливных течений, особенно в кровле разреза. Скорости седиментации в приливных дельтах часто высокие, и эти отложения могут составлять значительную часть лагунных фаций, в особенности если они мигрируют латерально вместе с миграцией приливно-отливной протоки.[ ...]
Приливно-отливные песчаные гряды состоят из хорошо сортированного средне- и мелкозернистого песка с фрагментами раковин. Часто размер зерен в материале гряды более тонкий, чем можно было бы ожидать по силе течения, связанного с грядой (, с. 49). Песчаные гряды вокруг британских островов обычно имеют длину 50 км, ширину 1-3 км, высоту 10-50 м и располагаются на расстоянии до 12 км друг от друга. Никакой простой зависимости между размерами гряд и глубиной воды не было установлено, хотя для некоторых групп отмечаются систематические вариации длины и высоты, как, например, в грядах Норфолка на востоке Англии (рис. 9.12), размер которых уменьшается при удалении от берега . Косая ориентировка большинства гряд к направлению приливно-отливного течения означает, что транспортировка осадка к каждой из двух сторон гряды осуществлялась либо преимущественно отливным, либо преимущественно приливным течением (рис. 9.13). Неравнозначность, типичная для таких течений (см. рис. 9.35), обусловливает развитие асимметричного поперечного сечения активных балок, которое сохраняется в виде серии основных пологих (3-7°) внутренних плоскостей напластования, разделенных более мелкомасштабной косой слоистостью (рис. 9.14, б). Эта последняя отражает песчаные волны, образованные в направлении прилива и отлива, на поверхности современных активных гряд. Песчаные волны располагаются косо, но по направлению к гребню гряды становятся параллельными ему, указывая на конвергенцию направлений потока вдоль гребня. Прогрессивное изменение ориентировки песчаных волн объясняется их рефракцией, так как клиновидная форма гряды прогрессивно препятствует течению.[ ...]
Хотя приливно-отливные течения являются двунаправленными, прямолинейными или круговыми, они осуществляют преимущественно однонаправленную транспортировку осадка вследствие того, что 1) отливное и приливное течения обычно не равны по максимальной силе и продолжительности (рис. 7.39, д); 2) отливные и приливные течения могут следовать взаимоисключающими транспортными путями; 3) замедляющий эффект, связанный с круговым приливом, задерживает поступление осадка; 4) однонаправленное приливно-отливное течение может быть усиленно другими течениями, например дрейфовым ветровым течением. Взаимодействие этих процессов хорошо демонстрируется на примере наиболее изученных морей в мире, а именно морей Северо-Западной Европы, гидродинамический режим которых находится в частичном равновесии с формами поверхности дна и направлениями транспортировки осадка.[ ...]
Линейные приливно-отливные песчаные гребни (или песчаные бары) распространены в современных приливных обстановках и на прибрежных, и удаленных от берега участках (разд. 9.5.3); морфологически сходные формы морского ложа широко распространены и в Среднеатлантическом заливе с преимущественно штормовым режимом (разд. 9.6.2). В настоящее время диагностические критерии для различения в геологической летописи линейных песчаных гребней, образованных преимущественно приливно-отливными течениями или преимущественно штормовыми течениями, отсутствуют, так как еще очень плохо известны особенности внутреннего строения современных песчаных гребней.[ ...]
Сезонные и приливно-отливные течения. В зависимости от положения, формы и структуры берега объем и перемещение водных масс будут меняться один или два раза в сутки в пределах от очень больших величин до пренебрежимо малых. Сезонные течения могут дополнительно способствовать перемешиванию воды в вертикальном направлении, разрушая слои или препятствуя расслоению водных масс в зависимости от температуры и плотности воды.[ ...]
Длинная ось приливной песчаной гряды приблизительно параллельна направлению приливно-отливного течения (рис.6.7-2).[ ...]
Важнейшими особенностями фаций приливной протоки являются: наличие базальной эрозии поверхности дна с отложениями раковинного гравия со смешанным фаунистическим комплексом; наличие крупных латеральных поверхностей аккреции, наклоненных в сторону русла протоки и отражающих прежнее положение седиментаци-онного борта протоки, и крупномасштабных участков крупной (более 1 см) косой слоистости приливно-отливного течения, разделенных тонкими волнистыми слойками алеврита и глины .[ ...]
Миграция дюн(?)на ЮВ пой лиянием приливно-отливных течений, вероятно усиленных штормами.[ ...]
Своеобразные изменения происходят у рыб приливно-отливной зоны в биологии размножения. Многие из рыб, в частности; подкаменщики, на время икрометания отходят из литоральной полосы. Некоторые виды приобретают способность живорождения, как например, бельдюга, икра которой проходит инкубационный период в материнском организме. Пинагор, обычно откладывает свою икру.ниже уровня отлива, а в тех случаях, когда икра его обсыхает, поливает ее водой изо рта, плещет на нее хвостом. Наиболее любопытное приспособление к размножению в приливно-отливной зоне наблюдается у американской рыб? ки Leuresthes tenuis (Ayres), которая откладывает икру в сизигийные приливы в той части приливно-отливной зоны, которая не покрывается квадратурными приливами, так что икра развивается вне воды во влажной атмосфере. Инкубационный период длится до следующего сизигия, когда молодь выходит из икры и уходит в воду. Сходные приспособления к размножению в литорали наблюдаются и у некоторых Galaxiiformes. Приливно-отливные течения, так же как и вертикальная циркуляция, оказывают и косвенные влияния на рыб, перемешивая донные отложения и вызывая, таким образом, лучшее освоение их органического вещества, а тем самым повышение продуктивности водоема.[ ...]
[ ...]
Сезонно меняющиеся полупостоянные океанические течения, Калифорнийское и Давидсона, также оказывают сильное влияние на шельф при латеральной миграции в сторону шельфа, особенно зимой, когда придонное течение направлено к северу. Летом происходит обратное. Течения слишком слабы, чтобы эродировать морское ложе, но могут переносить взвешенный осадок и усиливать направленное к северу ветровое дрейфовое течение в течение зимы. Смешанные и полусуточные приливы высотой 2-3 м вызывают круговые приливно-отливные течения, которые усиливают другие донные течения, но сами относительно слабы. Приливно-отливные течения на среднем и наружном шельфах имеют среднюю скорость лишь 10 м/с . Однако на внутреннем шельфе средняя скорость течения может достигать 30 см/с и часто усиливается за счет волновых валов.[ ...]
Большинство критериев, широко применяемых для различения древних приливно-отливных отложений, выведены из наблюдений главным образом над современными литоральными отложениями . Многие из этих критериев неприменимы ни к сублиторальному поясу вообще, ни к шельфовой обстановке в частности. В прибрежных обстановках приливно-отливные течения обычно единственный существенный источник энергии, тогда как в удаленных от берега обстановках ветры, волны и штормы генерируют неопределенно изменчивые и, следовательно, менее предсказуемые процессы и продукты. Тем не менее некоторые сочетания седимен-тологических признаков являются индикаторными для удаленных от берега приливно-отливных отложений.[ ...]
Песчаные волны намного меньше и ориентированы нормально к направлению приливно-отливных течений. Волны имеют высоту от 1 до 10 м, они асимметричные и расстояние между ними составляет несколько сотен метров.[ ...]
[ ...]
Процессы осадконакопления подразделяются на 1) процессы спокойной погоды (включающие приливно-отливные течения, океанические течения и набегающие волны) и 2) штормовые процессы (связанные со штормами нагонные течения и колебательные волны высокой энергии). В соответствии с этим в углах треугольной диаграммы (рис. 9.33, Б) располагаются три фациальных типа, связанные с тремя группами процессов: 1) преимущественно приливно-отливных, 2) преимущественно волновых, 3) преимущественно штормовых. Эта классификация процессов связана с аналогичной классификацией современных шельфовых обстановок (рис. 9.4). Такая предварительная схема обеспечивает базу для рассмотрения упомянутых выше трех основных групп мелководных морских терригенных фаций, на основе комбинации содержания песка и ила и на преимущественных процессах осадконакопления.[ ...]
Песчаные ленты представляют собой удлиненные тела, параллельные направлению самого сильного приливно-отливного течения. Они имеют длину до 15 км, ширину 200 м и мощность не более 1 м.[ ...]
Они обычны для приливно-отливных частично замкнутых эпиконтинентальных морей и проливов. Обычно они сложены крупномасштабными разнообразными косыми слоями (мощность косослоистых серий составляет около 1-10 м, редко до 20 м). Внутренние структуры меняются от простых лавинных наклонных передовых слоев до сложных участков, состоящих из крупных, полого наклоненных поверхностей наслоения, которые разделяются участками с мелкомасштабной косой слоистостью с падением, как правило, вниз по склону, но в ряде случаев и вверх.[ ...]
Характеристики: пальцеобразные русловые пески, переходящие в направлении от берега в удлиненные песчаные гребни приливно-отливных течений.[ ...]
Относительно мощные, удлиненные песчаные тела в направлении прилива, сформированные песчаными гребнями и отмелями приливно-отливных течений, которые образуют комплекс второстепенных русел и пески с о знаками мегаряби (рис.6.6-32), представляют собой основные геометрические элементы, наблюдаемые в этом тире дельты.[ ...]
Подобстановка осадконакопления с высоким энергетическим уровнем, где осадочный материал постоянно перерабатывается приливно-отливными течениями, морскими вдольбереговыми течениями и волнами (глубина воды не более 10 м). Она включает покровные пески фронта дельты, устьевый бар дельтового рукава, приливно-отливные отложения устья реки, отложения прибрежного и берегового вала и устьевого бара потока. Фронт дельты представлен относительно крупномасштабной последовательностью, характеризующейся увеличением размера зерен вверх по разрезу. Она регистрирует изменение фаций от тонкозернистых дальних или продельтовых до фации береговой линии, где обычно преобладает песчаник. Эти последовательности являются результатом латерального наращивания фронта дельты, и могут быть срезаны последовательностями дельтового рукава или разветвленного приливно-отливного канала стока по мере продолжения наращивания.[ ...]
Физические процессы, запечатлеваемые в древних озерных отложениях, аналогичны- процессам, связанным с морскими обстановками. Однако в озерах отсутствуют приливно-отливные течения, волновая активность здесь снижена, зато характерны выходы дна выше поверхности воды, отражающие частые, даже годичные колебания уровня воды в озерах и положения их береговой линии.[ ...]
Неравномерность береговой линии разделяет шельф на большое количество участков осадко-накопления (рис. 9.22, б). Особенности береговой линии и движущая сила течения Агульяс сохраняют прибрежное положение этих участков и не позволяют распространяться далеко от береговой линии. При подветренном положении в них развиваются водовороты, движущиеся по часовой стрелке, например около Мапуту и Дурбана (рис. 9.22, б). На морском дне обращенные к северу подветренные склоны песчаных волн и знаков ряби указывают на контртечения, которые могут транспортировать осадок к обрыву шельфа. Там, где направленное к югу течение Агульяс поворачивает к шельфу, граница между южной оконечностью системы водоворота и основным течением становится зоной разгрузки участков (рис. 9.22, б), которая может мигрировать вдоль шельфа на расстояние до 10 км в любую сторону. Вследствие такой миграции эти районы могут содержать осадочные структуры, которые сходны со структурами, образующимися в других районах под влиянием системы возвратных приливно-отливных течений (разд. 9.5.2).[ ...]
В морях и океанах дело обстоит совсем иначе. Морские местообитания обширны и сообщаются между собою; они более или менее доступны для пелагических личинок, поскольку последних быстро разносит постоянными и приливно-отливными течениями. У морских беспозвоночных расселительной стадией служит обыкновенно недолговечная пелагическая личинка, а сидячая взрослая особь обычно соответствует той фазе жизненного цикла, на которой в основном осуществляется питание и рост. Все это составляет полную противоположность пресноводным насекомым (рис. 5.9).[ ...]
Вишером песчаников Навахо как мелководных морских отложений. Они приводят структурные данные для этих пород и сопоставляют косую слоистость в них с той, которая якобы наблюдается в современных донных формах, образованных приливно-отливными течениями. Однако структурные данные не могут считаться однозначными, а при сравнении косой слоистости эти авторы почему-то не приняли в расчет, что эхо-граммам, записанным над мелководными морскими донными формами, свойственна преувеличенная контрастность по вертикали .[ ...]
Условия, подходящие для регулярного отложения иловых шлейфов, существовали в раннемеловом проливе южной Англии . Илистые слои лежат в центральной части кварцевых алевритов и песков и являются диагностическими для двух периодов приливного затишья, отделенных отложениями приливно-отливного течения (стадии В, С и О на рис. 7.39). Пески передового слоя отражают миграцию песчаной волны или мегаря-би в течение стадии преобладания течений (рис.[ ...]
Биологическая продуктивность биосферы, всего живого вещества Земли составляет 1,7x1015 МДж/год. По абсолютному своему значению она сопоставима, в пределах одного порядка величин, с такими глобальными геологическими процессами, как энергия приливно-отливных течений (2,3x1015 МДж/год), энергия движения воздушных масс атмосферы (1,3x1015 МДж/год) и величина теплового потока из недр Земли, равная 1,3x1015 МДж/год; на порядок выше энергии землетрясений Земли и на два порядка выше энергии речного стока и вулканических извержений.[ ...]
Открытые шельфы (Гинзбург, Джеймс ) наклонены к кромке шельфа, находящейся на глубине 140-230 м, а так как не существует никаких физических барьеров, то на дно шельфа сильно действуют волновые процессы, активными являются также океанические и приливно-отливные течения. На таких шельфах могут обособиться обстановки с высокой энергией среды, и на них обильно представлен крупнозернистый детрит. Крупнозернистый детрит включает «чистые» калькарениты. Присутствие более тонкозернистого карбоната в основном приурочено к более глубоким (с низкой энергией) наружным краям шельфа, где становится существенной пелагическая седиментация. Отсутствие значительных уклонов дна отражается в наличии широких, неправильной формы фациальных поясов и в отсутствии переотложения за счет гравитационного течения.[ ...]
Как считает большинство исследователей, активное развитие современных каньонов было связано с периодами падения уровня океана в плейстоцене. Береговая линия в эпохи оледенений значительно приближалась к кромке шельфа, поэтому материал, выносимый реками и приливно-отливными течениями, поступал непосредственно на склон и эродировал его поверхность, в результате чего образовались промоины и каньоны. Голоценовая трансгрессия моря привела к тому, что каньоны на пассивных окраинах потеряли непосредственную связь с питавшими их источниками и постепенно утратили активность. Однако в позднем плейстоцене они представляли эффективную систему транспортных артерий, по которым большая часть осадочного материала, выносимого на шельф, в конечном итоге сбрасывалась в глубоководные районщ. окраины.[ ...]
Подводная денудация и осадконакопление активизировались после нарушения баланса наносов в лагуне из-за отвода устьев рек. Усилился размыв перемычки, отделяющей лагуну от моря и в некоторых местах ее состояние признано критическим. В проходах, связывающих лагуну с морем, течения вызывают размыв осадков по одну сторону перемычки и их накопление по другую. Из-за постройки молов возросла скорость течений. Благодаря этому происходит саморазвитие процессов углубления и расширения судоходных каналов. В некоторых местах прохода Маламокко, например, подводная денудация распостранилась до глубины 20 м. Усиление приливно-отливных течений способствовало улучшению качества воды в лагуне, но при этом активизировалась абразионная деятельность, создающая угрозу некоторым строениям. В частности, в проходе Лидо уже произошло разрушение форта Сан-Андреа.[ ...]
На шельфе и в его песчаном покрове проявляются определенные вариации действующих процессов и ответные реакции осадконакопления , связанные с географическим положением. Особенности северной банки Джорджес-Банк частично унаследованы от субстрата (они и преобладают), а частично обусловлены действием приливно-отливного течения, перерабатывающего относительно грубые плейстоценовые ледниковые осадки. На юге Северо-Атлантического шельфа преобладает эрозия, осадок не откладывается и образуются биогенные карбонаты in situ. В средней части Северо-Атлантического шельфа признаки древних речных отложений сочетаются с продуктами действия современных преимущественно волновых процессов и течений.[ ...]
Преобладающей особенностью является хорошо отсортированный песок (рис.6.7-1), с отношением зерна - матрица (grain-matrix ratio) от умеренного до высокого. Распределение размера зерен по грядам относительно однородное. Размер зерен может увеличиваться вверх по разрезу внутри гряды и в региональном масштабе в направлении транспортировки приливно-отливными течениями.[ ...]
Имеется сравнительно небольшое число примеров фаций древних ассоциаций эстуариев. Несколько разрезов плейстоцена в Голландии, интерпретируемых как отложения сублиторальных русел эстуария, представлены базальной эрозионной поверхностью, перекрывающейся маломощным внутриформационным конгломератом, который переходит в пески с мульдообразной косой слоистостью и признаками бимодальных палеотечений . Фронтальные склоны косых слоев имеют глинистые слойки и чередование глин и алевритов, это указывает на то, что миграция рельефа ложа происходила в соответствии с флуктуациями приливно-отливного течения. За русловыми песками следуют более тонкозернистые фации с линзообразной и флазерной слоистостью, они также показывают наличие бимодальных палеотечений. В данном примере интерпретация фаций как этуариевых, а не как фаций приливно-отливных проток подтверждается близким соседством их с речными фациями.[ ...]
Рассматривая общую концепцию энергетических «субсидий», надо сделать еще одно замечание. Фактор, в одних условиях увеличивающий продуктивность, в других условиях может способствовать утечке энергии, уменьшая продуктивность. Так, усиленная эвапотранспирация в сухом климате приводит к перерасходу энергии, а во влажном климате, например, дает дополнительную энергию (Г. Одум и Пиджин, 1970). Экосистемы проточных вод, такие, как включенный в табл. 7 ручей во Флориде, обычно более продуктивны, чем экосистемы стоячих вод, но слишком быстрый (и потому действующий разрушительно) или же нерегулярный поток воды снижает продуктивность. Ровная смена приливов и отливов на засоленных маршах, в заросших манграми эстуариях или на коралловых рифах способствует высокой продуктивности этих сообществ, но на северных скалистых побережьях, зимой страдающих от льда, а летом от жары, приливно-отливные течения могут отнимать энергию у сообщества. Даж;е в сельском хозяйстве попытки человека помочь природе часто приводят к нежелательным последствиям. Например, вспашка почвы на севере благотворна, но на юге она приводит к быстрому выщелачиваний) питательных веществ и потере органического вещества, что может сильно повредить будущим урожаям. Симптоматично, что агрономы сейчас серьезно обсуждают возможность ведения «беспахотного» земледелия - обнадеживающий сдвиг в сторону концепции «разума, помогающего природе, а не борющегося с ней». Наконец, и некоторые типы загрязнений, например обработанные сточные воды, могут в зависимости от объема и периодичности сброса оказаться благоприятным фактором, увеличивающим продуктивность, или служить источником стресса (см. фиг. 216). Если обработанные сточные воды попадают в экосистему с постоянной умеренной скоростью, то они могут способствовать повышению продуктивности, однако массивный их сброс через нерегулярные промежутки времени может почти полностью уничтожить систему как биологическую единицу.[ ...]
Осадконакопление в озерах зависит от трех основных факторов: химизма воды, колебания береговой линии и относительного количества обломочного материала, приносимого реками. Открытые озера характеризуются довольно устойчивой береговой линией, так как приток воды плюс выпадение атмосферных осадков находятся в них в равновесии с величиной оттока плюс испарение. Отток воды играет роль буфера, предотвращающего особенно сильные колебания уровня озера (например, в Великих озерах Северной Америки), но, несмотря на это, колебания уровня озер бывают значительными (как в озере Ньяса в Восточной Африке ). Колебания береговой линии также могут быть вызваны таким явлением, как изостатическое выгибание, которое происходит после оледенения. Так, северный берег озера Верхнее поднимается относительно южного на 0,46 м за 100 лет , а протока озера Онтарио поднимается на 0,37 м за то же время . С геологической точки зрения отрезки времени, за которые совершаются эти движения, являются мнгновенными. Другие озера (Маракайбо в Венесуэле) непосредственно соединяются с морем, что также определяет уровень воды в озере. Необычная ситуация имеет место в озере Питт в Британской Колумбии , где уровень воды контролируется приливно-отливными течениями в эстуарии реки Фрейзер. В осадконакоплении открытых озер обычно преобладает привнос обломочного материала реками, но там, где поставка его невелика (например, в озерах Танганьика - Киву, рис. 14.8), может доминировать химическая и биохимическая седиментация.