Даниил Богданов - Тропический океан
Обычная скорость пассатного течения около 1 мили в час (1 узел). Оно наблюдается приблизительно в 80 случаях из 100. В этом случае говорят, что его устойчивость (или повторяемость) составляет около 80 %. Недавно обнаружено, что структура пассатных течений сложная: в них чередуются отдельные струи сильных потоков, полосы слабых течений и даже противотечения. При детальных инструментальных исследованиях в зоне Северного пассатного течения Атлантического океана, проведенных академиком Л. М. Бреховских, К. Н. Федоровым и другими учеными, было обнаружено, что это течение не очень устойчиво. В точке с координатами 16°30′ с. ш., 33°30′ з. д. оно иногда резко меняло направление, даже на обратное. Периоды устойчивого одинакового направления длились 1–6 недель. Результирующий перенос на большинстве глубин был на запад. Траектории частиц воды оказались очень сложными, петлеобразными. Очевидно, это связано с крупномасштабными вихрями, поперечником 200–400 км, которые сравнительно медленно движутся с востока на запад.
Исследования этого вопроса продолжаются. Однако полученные данные о сложном характере движения воды в пределах пассатных течений ни в коем случае не опровергают давно сложившееся представление о большой в общем устойчивости этих потоков. Плавания плотов «Кон — Тики» и других, а также экспедиция судна «Ра» вновь подтвердили исключительную надежность этих течений.
Пассатные течения создают нагон поверхностных вод в западных частях океанов в низких широтах. В Атлантическом океане продольная разность уровней между восточной и западной частями океана составляет около 20 см, в Тихом — 50 см.
Разность уровней порождает стоковые по своей природе течения в более высокие широты — Гольфстрим, Куросио и др.
Дело не только в пассатном нагоне вод. Как определил английский океанограф Праудмен, происходит общее медленное смещение к экватору вод антициклонических круговоротов, создающее избыток воды в тропиках, особенно у западных берегов океанов. Поэтому возникает усиленный отток воды из западных тропиков океанов в более высокие широты в сильных и узких течениях — Гольфстриме и др. Мощность этих течений больше, чем потоков у восточных окраин океана к экватору.
Из–за поперечной (т. е. в направлении север — юг) неравномерности поля ветра в экваториальной полосе затишья, где подпор, создаваемый пассатом, невелик или равен нулю, согласно теории советского ученого В. Б. Штокмана (1950), образуется стоковое по своей природе поверхностное Экваториальное противотечение. Возможно, в его формировании некоторое участие принимают западпые ветры, имеющие у экватора значительную повторяемость.
В последние два десятилетия был обнаружен мощный перенос вод из западных частей океанов в восточные. Он, так же как и поверхностное Экваториальное противотечение, является компенсационным и осуществляется в подповерхностном слое точно под экватором (течения Кромвелла в Тихом океане, Ломоносова в Атлантическом, а также мощные подповерхностные и частично поверхностные струи слева и справа от этих течений). Советский океанограф Н. К. Ханайченко (1966) пришел к выводу о существовании целой системы подповерхностных и частично поверхностных течений на восток в тропическом поясе. Система состоит из трех ветвей. Центральная ветвь — это подповерхностные экваториальные течения (Кромвелла и Ломоносова), идущие точно под экватором. Северная (левая) ветвь частично совпадает с поверхностными экваториальными противотечениями. Южная (правая) ветвь обнаружена недавно южнее экватора; это в основном подповерхностный поток (местами он достигает поверхности океана).
Поверхность раздела между пассатными течениями на запад и противотечениями на восток очень сложная. Местами она выходит па поверхность океана, а в зоне пассатных течений погружается па глубину. Опускающиеся в западных частях океанов высокосоленые воды питают подповерхностные потоки на восток.
В целом подповерхностное экваториальное течение — это очень мощный и устойчивый поток, сопоставимый и соизмеримый по скорости и объему переносимой в единицу времени воды с самыми мощными и устойчивыми поверхностными океанскими течениями. Как недавно определил советский исследователь А. С. Полосин, в потоке происходит постоянное обновление вод: поступление высокосоленых вод из тропических областей погружения, перенос на восток и выход там к поверхности. Ось этого потока постепенно, по море приближения к восточным окраинам океана, поднимается к поверхности приблизительно со 150 до 50 м.
В низких широтах в последние годы выявлена многослойная по вертикали структура течений. Иногда в одной точке можно обнаружить до 4–5 разнонаправленных потоков. Нечто аналогичное обнаружено и в атмосферной циркуляции в тропиках.
Теплые стоковые течения, зарождающиеся в западных районах океанов (Гольфстрим, Бразильское и др.), выходят за пределы тропической зоны, и их продолжения (Северо — Атлантическое и др.) переносят воды на восток. Вдоль восточных границ океанов идут к экватору холодные течения — Канарское, Калифорнийское, Бенгельское, Перуанское. Они тоже частично компенсируют дефицит вод на востоке океанов, создаваемый пассатными течениями. Следовательно, замыкаются круговороты вод в низких широтах океанов.
В Северной Атлантике полный круговорот вод завершается за 14 месяцев.
Таким образом, уход вод на запад с пассатными течениями компенсируется в основном системой экваториальных противотечений и холодными течениями из более высоких широт. На протяжении года в связи с сезонным смещением зон действия пассатов смещаются границы течений. Поэтому летняя карта течений несколько отличается от зимней.
Каждое океанское течение не ограничивается лишь поступательным движением воды в горизонтальном направлении. Под влиянием силы, возникающей от вращения Земли, в нем одновременно происходит перемещение воды вдоль поверхности поперек потока. В северном полушарии поверхностная вода перемещается вправо (если смотреть вниз по направлению течения), в южном — влево. Это часть так называемой поперечной циркуляции в потоке. В результате воды двух противоположно направленных течений в полосе их взаимного соприкосновения имеют тенденцию либо сближаться на поверхности, либо расходиться. В первом случае создается зона конвергенции с погружением избыточных поверхностных вод, во втором — зона дивергенции с уходом вод в обе стороны, и возникает компенсационный подъем вод с глубины к поверхности.
Рассмотрим поперечную составляющую в основных течениях тропического пояса (в основном по работам В. Н. Степанова).
