Динамика вод Мирового океана.

Воды Мирового океана находятся в постоянном движении. Различают два вида движения — волнение и течения.

Волнение — это колебательное движение. Наблюдателю кажется, что волны бегут по поверхности моря, а в действительности движения воды в горизонтальном направлении не происходит. Водная поверхность при волнении колеблется вверх-вниз от среднего уровня, около положения равновесия. Всякая волна представляет собой соединенное возвышение и углубление. Основные части волны: гребень — наиболее высокая часть волны; подошва — наиболее низкая часть волны; склон — профиль между гребнем и подошвой волны. Основные характеристики волны: высота; длина; крутизна. По происхождению различают следующие типы волн: волны трения (ветровые и глубинные), анемобарические, сейсмические, сейши, приливные волны.

Ветровые волны возникают вследствие трения на границе воздуха и воды. Ветер повсюду служит главной причиной возникновения волн.

Наибольшую повторяемость в Мировом океане имеют волны высотой менее 2 м. Но в штормовых областях, которыми являются северные части Тихого и Атлантического океанов и особенно сплошное водное кольцо к югу от 40° ю. ш. (так называемые сороковые «ревущие широты»), высота волн в течение всего года превышает 3 м. В антарктических водах зарегистрирована волна высотой около 30 м.

Когда ветер стихает, волнение приобретает характер зыби — волнения по инерции. У таких волн небольшая высота при очень большой длине (сотни метров), и в открытом океане они незаметны. Но при встрече отлива с зыбью, идущей со стороны моря, близ берегов возникает толчея опасных пирамидальных волн, называемая сулой.

При сильных ветрах гребень волны может запрокидываться, образуя белые барашки из пены — пузырьков воздуха. Особенно существенные деформации приобретает форма волны близ берегов на мелководьях: из-за трения о дно длина волн уменьшается, а высота и крутизна возрастают, гребень волны запрокидывается, и часть воды получает поступательное движение. Это явление называется прибой.

У глубоких крутых берегов волна разрушается иначе, чем на мелководьях. Она ударяется о высокий берег, происходит взброс воды на высоту 50—60 м, и от колоссальной силы удара скалы разрушаются. От штормовых волн, вторгающихся на низменную сушу, страдает население многих стран Центральной Америки, Японии, Европы и других регионов. Положительное значение волнения в том, что волны перемешивают воду, занося в ее толщу до глубины 100—200 м тепло и кислород и вынося на поверхность питательные вещества.

Ветром обусловливаются и долгопериодичные колебания воды в прибрежной зоне — ветровые сгоны и нагоны. Сгоны возникают при ветрах, устойчиво дующих от берега, нагоны, наоборот, — к берегу. В первом случае уровень моря устойчиво падает на тот период, пока дует ветер с суши, во втором, наоборот, повышается, вызывая затопление прибрежных территорий. Сгоны и нагоны могут быть устойчивыми, например в зонах постоянно дующих пассатов, или временными, возникающими только при благоприятных синоптических условиях, например при прохождении циклонов.

Глубинные (внутренние) волны возникают на границах двух слоев воды с разными свойствами (соленость, температура, плотность).

Анемобарические волны возникают в связи с быстрым изменением атмосферного давления в местах прохождения циклонов, особенно тропических.

Сейсмические волны, или цунами, — это волны, вызываемые подводными и прибрежными землетрясениями силой более 6 баллов и неглубоким (до 40 км) расположением их очагов, а также извержениями вулканов. В океане они почти неощутимы, поскольку высота их менее 1 м, а длина до 600 км. Однако у них огромная скорость распространения — 400—800 км/ч. Высота цунами у побережий достигает 10 — 20 м, в исключительных случаях в узких заливах — до 35 м, и к побережью волны подходят группами. Сначала перед цунами море отступает на сотни метров, оставляя, а потом волны с огромной скоростью с интервалом 15 — 20 мин «набрасываются» на побережье. Самые активные зоны зарождения цунами связаны с сейсмическим поясом Тихого океана.

Сейши — это стоячие волны, которые возникают в заливах и внутренних морях под влиянием резкого нарушения равновесия вод из-за колебания давления, обильных осадков в одной части акватории, быстрой смены направления или скорости ветра. При этом наблюдаются вертикальные колебания уровенной поверхности: в одном месте вода опускается, в другом — поднимается, а линию, вдоль которой колебаний не происходит, называют узловой.

Приливные волны проявляются в периодических колебаниях уровня моря и горизонтальном поступательном движении воды в форме приливных течений в прибрежных частях океанов. Закономерное периодическое повышение уровня моря от наинизшего положения (малая вода) до наивысшего (полная вода) — это прилив, а от полной до малой воды — отлив. Разность уровней полной и малой воды называют величиной прилива. В открытом океане величина приливов не превышает одного метра. У побережий картина приливов усложняется под влиянием конфигурации берега, рельефа дна, глубины и т. д.

Приливные волны заходят в реки на десятки — сотни километров вверх по течению. Крутую приливную волну, бегущую вверх по реке, называют бор.

Морские течения — горизонтальные поступательные движения водных масс в океанах и морях, характеризующиеся определенным направлением и скоростью. Они достигают нескольких тысяч километров в длину, десятков — сотен километров в ширину, сотен метров в глубину. Вода морских течений отличается от окружающей по температуре, солености, цвету и другим физико-химическим свойствам.

Морские течения классифицируют по ряду признаков.

По продолжительности существования (устойчивости) выделяют постоянные, периодические и временные течения. Из классификаций по физико-химическим свойствам наиболее важная по температурному признаку — теплые, холодные и нейтральные течения. По солености бывают опресненные течения (например, Лабрадорское) и осолоненные (например, Норвежское). По глубине расположения в толще воды различают течения поверхностные (обычно до глубины 200 м), подповерхностные, которые, как правило, имеют направление, противоположное поверхностному (например, под южными пассатными течениями экваториальные противотечения:Кромвел-ла в Тихом океане, Ломоносова в Атлантическом, Тареева в Индийском), глубинные, придонные. По происхождению течения объединяют в четыре группы: фрикционные (дрейфовые и ветровые), градиентно-гравитационные, приливные, инерционные.