Венианим Богоров - Жизнь моря
Зимою суша охлаждается значительно сильнее моря. Давление воздуха над сушей становится большим, чем над морем, и устанавливаются постоянные ветры с суши на море. Это — зимний муссон.
Муссонами пользовались еще в древние времена жители прибрежных стран. Само слово «муссон» древнего, арабского происхождения и означает «сезон».
На движение воды оказывают влияние также циклоны и антициклоны.
Скользящие по поверхности холодных масс теплые воздушные массы, в силу вращения Земли, приобретают вихреобразное вращательное движение. Давление внутри вихря уменьшается. Так образуется циклон. Движение ветра в циклоне в северном полушарии направлено против часовой стрелки, в южном — наоборот, по часовой стрелке. Область, охватываемая циклоном, доходит до сотен километров в поперечнике. Перемещение центра циклона может происходить с огромной скоростью, в несколько десятков километров в час.
Зимою над сушей, а летом над морем воздушные массы холоднее. Там, где воздух холоднее, давление больше. Воздушные массы в северном полушарии двигаются по часовой стрелке, а в южном — против часовой стрелки. Так образуются антициклоны. Антициклоны могут иметь диаметр в тысячи километров и захватить целый материк.
Вполне естественно, что в зоне действия циклонов и антициклонов наблюдается совершенно различный характер погоды. Циклоны приносят с собою резкие смены погоды, облачность, осадки. Антициклоны влекут за собою осенью и зимой понижение температуры. Летом при антициклоне устанавливается ясная, сухая погода.
Ветровые течения гонят воду к наветренному берегу. Таким образом, уровень воды здесь должен повышаться, а у противоположного берега понижаться. Но вода стремится уравновеситься. Это создает противоположное течение в глубине моря. В первом случае мы имеем дело с нагоном воды, когда к берегу прибывает много теплой, поверхностной воды. Во втором случае — со сгоном воды, когда взамен ушедшей по ветру теплой воды из глубины к поверхности подымутся холодные воды.
Эти простейшие влияния ветра на движение вод не раз испытали на себе отдыхающие на пляже. Часто в ясный, теплый солнечный день вода у берега бывает так холодна, что только закаленным физкультурникам доставляет удовольствие купаться. Значит, ночью дул ветер с берега. Наоборот, когда ветер дует с моря, то и в пасмурную погоду вода будет теплой.
Как видим, даже переменчивые ветры могут вызвать значительные перемещения водных масс. Представим же себе, какую работу совершают постоянные ветры — пассаты — в океане! Действительно, они приводят в движение такие громадные массы поверхностной воды, что трудно подобрать сравнение в нашей повседневной жизни.
Тысячелетиями дуют в Тропической области океана пассаты. В экваториальной части Атлантического океана они гонят воду в Мексиканский залив. Прибывшие воды начинают искать выхода, и вода вытекает мощным течением (Гольфстрим) через Флоридский пролив в северную половину Атлантического океана. 90 миллиардов тонн воды в час — такова мощь течения Гольфстрим при его выходе из Мексиканского залива! Поток Гольфстрим имеет глубину в 800 метров. Скорость течения во Флоридском заливе достигает 8 километров в час.
Обычно скорость течения в океане небольшая. Редко она более 2 километров в час. Но эти скорости течений характерны только для поверхностных слоев; с глубиной скорость течения резко снижается.
Уже первые путешественники в Америку писали о теплом течении, скорость которого была такова, что корабли, несмотря на попутный ветер, не только не двигались против течения, а, наоборот, дрейфовали против ветра. Капитаны кораблей, приходящих из Америки в Англию, проделывали свой маршрут быстрее, нежели плывущие из Англии в Америку. Они пользовались течением, идущим из Мексиканского залива в направлении к европейским берегам. Природу этого явления выяснил в XVIII веке знаменитый физик Франклин. Франклин нанес это течение на карту. Оно получило название «Гольфстрим» — течение из залива («гольф» — по-английски залив, «стрим» — течение).
Гольфстрим доходит до Ньюфаундленда. Здесь под влиянием северо-западных ветров течение поворачивает на восток, разбивается на ряд струй. Мощные западные ветры увлекают порожденное Гольфстримом атлантическое течение на северо-восток, оно пересекает северную часть Атлантического океана и устремляется, прижимаясь к берегам Европы, на север. Часть атлантических вод входит в Баренцово море. Главные массы, мощной струей огибая Шпицберген, устремляются в Северный Ледовитый океан.
Вещественным доказательством южного происхождения атлантических вод, вливающихся в Северный Ледовитый океан, является плод вест-индского растения энтада гигалобиум, найденный у берегов Шпицбергена, под 80° северной широты. На станции «Северный полюс» были сделаны интересные наблюдения над распределением температуры в Северном Ледовитом океане. Температура разных слоев воды, оказывается, отличается весьма резко. Поверхностные воды до глубины почти в 200 метров имеют температуру до минус 1,7 градуса С. Воды с максимальной температурой (до плюс 1–2 градуса) занимают преимущественно слой от 200 до 800 метров глубины. Глубже опять идут воды более холодные, с температурой в 0,8 градуса С. Происходит это оттого, что теплые воды атлантического течения, входящие в Северный Ледовитый океан, отличаются более высокой соленостью, чем опресненные сибирскими реками поверхностные полярные воды. Атлантические воды, как более тяжелые, начинают погружаться до глубины, при которой они уравновешиваются с окружающими водами. Таким слоем являются глубины от 150–200 до 800–1000 метров. Опуститься на дно атлантические воды не могут, так как при равной солености они значительно теплее, чем глубинные воды Ледовитого океана.
Пальмовые рощи выросли из орехов, принесенных течением.
Чем дальше двигается атлантическая вода, тем больше тепла она теряет. А раз так, то она опускается все глубже и глубже. Наконец, в дальних от входа районах атлантические воды становятся настолько холодными, что опускаются на большие глубины. Так образуются глубинные воды Ледовитого океана.
В море Бофорта и близлежащем районе Полярного бассейна, помимо вод атлантического происхождения, имеются и тихоокеанские воды. Они теплее полярных вод, но их температура все же около минус 1,0 градуса. Располагаются эти воды на глубинах в 100 метров, то-есть выше атлантических.
Огромен размах замечательного движения вод, начавшегося в Экваториальной области и заканчивающегося в Северном Ледовитом океане.
Подобные ветровые системы течений существуют во всех океанах. В Тихом океане мощные пассаты вызывают идущее на север и затем на северо-восток известное течение Куро-Сио.
Помимо теплых течений, в различных районах океана имеются и холодные поверхностные течения. Среди них особенно известны Восточно-Гренландское, прижимающееся к восточным берегам Северной Америки, и Ойя-Сио, идущее вдоль восточных берегов Камчатки. В южном полушарии, наоборот, холодные течения распространяются вдоль западных берегов Южной Америки, Африки и Австралии.
Создаются громадные кольца океанических течений, расположенные к северу и к югу от экватора. В образовании этих колец участвуют как теплые, так и холодные течения.
В системе постоянных течений, кроме ветровых, большое значение имеют также течения, образующиеся в результате различий в нагревании самой воды. Нагревание воды изменяет ее плотность. Различие же в плотности создает течение. При этом менее плотные воды будут распространяться поверху, а более плотные — понизу.
Плотность морской воды зависит от ее температуры и солености. При равной солености холодные воды тяжелее теплых. Поэтому в океане, где соленость воды одинакова, теплые, пришедшие из Тропической области воды, охлажденные на Севере и в Антарктике, опускаются в глубину и двигаются к экватору. Вблизи экватора холодные воды начинают подыматься вверх, так как теплые воды уходят из Экваториальной области на север. Этим объясняется удивительное явление, что в Экваториальной области температура воды на глубине в 100 метров гораздо холоднее, чем на той же глубине на расстоянии в 3000 километров к северу и к югу от экватора.
Течения, основанные на разности в плотности воды, переносят огромные массы воды из полярных областей к экватору и от последнего в полярные районы, хотя двигаются эти воды очень медленно. Масса их по сравнению с поверхностными водами огромна.
Глубинные течения несут в тропические районы много питательных веществ. Если бы этого явления не было, то жизнь в Экваториальной области океанов была бы чрезвычайно бедна, особенно в Индийском и Тихом океанах. В самом деле, благодаря высокой температуре воды темп жизни в Тропической области весьма интенсивен, а запасы питательных веществ пополняются слабо. Питательные вещества, находящиеся на дне, недоступны для обитателей поверхностных слоев. Ведь до дна 5–6 и более километров! Поднять питательные вещества с таких глубин вертикальным перемешиванием трудно. Реки, несущие эти вещества, находятся очень далеко от центральной части океана.
