Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Широкое использование океана для захоронения радиоактивных отходов вызвало у ученых опасение, что со временем эти отходы снова будут вынесены в прибрежные воды. Современные представления о характере глубинных течений позволяют надеяться, что за промежуток времени, необходимый для переноса радиоактивных отходов из глубоководных районов в мелководные, их активность понизится до безопасного уровня Тем не менее нужна дополнительная информация, для того чтобы ученые могли с уверенностью утверждать, что захоронение в океане радиоактивных отходов во все увеличивающемся количестве вполне безопасно.
326. Как изучают глубоководную циркуляцию?Ее изучают не столько прямыми, сколько косвенными методами. По температуре и солености проб воды, взятых в известных точках, океанологи рассчитывают плотность морской воды, а по распределению плотности и градиентам давления определяют скорость и направление течений.
327. Как течения влияют на климат?Течения смягчают климат прибрежных районов суши, сглаживая резкие колебания температуры. Так, благодаря теплым водам Гольфстрима температура воздуха зимой в Рейкьявике выше, чем в Нью-Йорке. Холодные течения сказываются на климате меньше: например, воздействие холодного Калифорнийского течения, движущегося вдоль западного побережья США, проявляется главным образом в образовании туманов.
328. Что представляет собой течение в Гибралтарском проливе?Поверхностное течение в Гибралтарском проливе направлено из Атлантического океана в Средиземное море. Вследствие избыточного испарения с поверхности Средиземного моря уровень его ниже уровня прилегающего района Атлантики, так что атлантические воды просто перетекают через Гибралтарский пролив в Средиземное море. Глубинные воды движутся в обратном направлении — из Средиземного моря в Атлантику.
329. Может ли подводная лодка воспользоваться таким течением?Во время второй мировой войны немецкие подводные лодки проходили Гибралтарский пролив незамеченными, погружаясь на малую глубину при входе в Средиземное море и на большую глубину — при выходе из него. Двигатели выключались, и лодки бесшумно переносило течением через пролив.
330. Что такое Эль-Ниньо?Раз в 12 лет к побережью Перу подходит теплое течение, замещая обычное для этого района холодное Перуанское течение. Это течение называют Эль-Ниньо («Младенец»), так как оно появляется обычно на Рождество. Резкое изменение температуры приводит к массовой гибели всех форм морских организмов. Гибнут от голода и питающиеся рыбой птицы — производители гуано.
331. Что такое «красильщик Кальяо»?Это выражение в ходу у моряков. Вследствие катастрофической гибели морских организмов во время прихода Эль-Ниньо в перуанском порту Кальяо чернеет краска на днищах кораблей. Происходит это потому, что входящий в состав краски свинец соединяется с сероводородом, выделяющимся при разложении погибших организмов. В результате реакции образуется сернистый свинец, имеющий черный, цвет.
332. Что представляет собой разрывное течение?В тех местах побережья, где волны особенно высоки, создается волновой нагон воды, и вода перемещается вдоль берега до тех пор, пока не достигает места, где волны ниже. Здесь она может повернуть в сторону моря, образуя сильное поверхностное течение, называемое разрывным течением. Попавшему в него пловцу следует плыть не против течения, а вдоль берега, иначе он может выбиться из сил и утонуть.
333. Что такое Саргассово море?Так называют район Северной Атлантики, расположенный юго-восточнее системы Гольфстрима внутри круто-, ворота течений.
Этот район отличается очень чистой, теплой водой глубокого синего цвета, которая очень бедна жизнью, если не считать огромных масс саргассовых водорослей.
334. Существуют ли течения в экваториальной штилевой зоне?Ветер и поверхностные течения здесь слабы, однако под поверхностью располагаются противотечения, направленные противоположно поверхностным и движущиеся со скоростью до 3 узлов.
335. Что такое узел?Это скорость, равная одной морской миле в час, что равнозначно 52 см/сек. Говорить «узлы в час» неправильно.
336. Чем вызывается океаническая циркуляция?Источником энергии для океанической циркуляции служит солнечная радиация, благодаря которой формируются системы ветров и возникают градиенты в поле плотности морской воды. На формирование течений влияют также такие факторы, как глубина моря, топография дна, близость суши и очертания береговой линии, приливы и отклоняющая сила вращения Земли.
337. Какое воздействие оказывает на циркуляцию ветер?Ветер служит главной причиной возникновения поверхностных течений. Пассаты, дующие вдоль экватора с востока на запад, увлекают за собой воду. В ряде случаев течения приобретают круговой характер из-за отклоняющего воздействия силы Кориолиса.
338. Что такое сила Кориолиса?Это сила, возникающая за счет вращения Земли и действующая на любую движущуюся частицу, в результате чего движение воды отклоняется от направления ветра вправо в северном полушарии и влево — в южном. Сила Кориолиса проявляется сильнее всего в полярных районах: под ее действием «Фрам» дрейфовал в арктических паковых льдах (1893–1896 гг.) под углом 45° к направлению ветра.
339. Что такое спираль Экмана?Опираясь на данные ледовых наблюдений, выполненных Нансеном во время дрейфа «Фрама», шведский физик Вальфрид Экман разработал теорию океанских течений, получившую всеобщее признание. Согласно этой теории, ветер, постоянно дующий над безграничным однородным океаном бесконечной глубины, создает дрейфовое течение, направленное в поверхностном слое под углом 45° вправо от направления ветра (в северном полушарии). На больших глубинах течение все больше отклоняется вправо, так что на некоторой глубине (порядка 100 м) вода должна двигаться в сторону, противоположную направлению ветра. При этом скорость течения с глубиной уменьшается, так что кривая, описываемая концом вектора скорости по мере увеличения глубины, представляет собой спираль. Она вошла в науку под названием «спираль Экмана».
340. Сколько времени должен действовать ветер, чтобы создать течение?В общем, ветер должен действовать непрерывно около 12 час прежде, чем установится ветровое течение, хотя на его формирование оказывают влияние и другие факторы. Скорость течения обычно составляет менее 2% скорости ветра.
341. Почему различия в плотности воды порождают течения?Различия в плотности воды могут создавать как горизонтальные, так и вертикальные движения воды, вызывающие изменения в поверхностных течениях, обусловленных действием ветра. В районах теплых вод малой плотности уровень морской поверхности может быть на 0,5 м выше уровня в районах холодных и более плотных вод. Возникающий уклон поверхности порождает течения, направленные из области с низкой плотностью в область с высокой плотностью. Плотность морской воды растет с увеличением солености и уменьшением температуры воды. Такие условия наблюдаются в Арктике и Антарктике: там охлаждающиеся воды высокой солености опускаются и распространяются вдоль дна.
342. Почему водные массы не смешиваются?Водные массы различной температуры и солености не смешиваются в однородную массу потому, что воздействие ветра и волнения распространяется лишь на верхний слой воды, глубиной всего несколько десятков метров; скорости же глубинных течений малы, поэтому перемешивание может происходить лишь на границах водных масс.
343. Влияет ли Луна на морские течения?Приливообразующие силы, по-видимому, влияют на Гольфстрим и, вероятно, на другие течения тоже. Максимум суточного хода скорости Гольфстрима наступает через 3 часа после кульминации Луны. Течение обычно усиливается во время квадратуры, когда приливо-отливные колебания выражены слабее, то есть примерно каждые две недели. Когда Луна находится над экватором, Гольфстрим становится более узким и быстрым, чем в тех случаях, когда Луна имеет максимальное северное или южное склонение.
344. Когда впервые узнали о существовании Гольфстрима?В 1513 г. три судна под командой Понсе де Леона едва не погибли во Флоридском проливе. Они направлялись на юг от нынешнего мыса Канаверал, но Гольфстрим сносил их назад.
13 сентября 1494 г. Христофор Колумб находился очень близко от Гольфстрима, но не дошел до него: заметив стаю птиц, он изменил курс с веста на вест-зюйд-вест. Если бы Колумб продолжал двигаться прежним курсом, Гольфстрим вынес бы его к берегу где-нибудь в районе Флориды.
