Движение вод в мировом океане. Движение воды в океане — морские волны, цунами, приливы и отливы Что заставляет воды мирового океана двигаться

ВЕТРОВЫЕ ВОЛНЫ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

Волнение моря представляет собой колебание водной поверхности вверх и вниз от среднего уровня. Однако в горизонтальном направлении водные массы при волнении не перемещаются. В этом можно убедиться, наблюдая за поведением поплавка, качающегося на волнах.

Волны характеризуются следующими элементами: наиболее низкая часть волны называется подошвой, а самая высокая - гребнем. Крутизной склонов называется угол между ее склоном и горизонтальной плоскостью. Расстояние по вертикали между подошвой и гребнем есть высота волны . Она может достигать 14-25 метров. Расстояние между двумя подошвами или двумя гребнями называется длиной волны. Наибольшая длина около 250 м, крайне редко встречаются волны до 500 м. Быстрота продвижения волн характеризуется их скоростью, т.е. расстоянием, пробегаемым гребнем обычно за секунду.

Элементы волны

Главной причиной волнообразования является ветер . При малых его скоростях возникает рябь - система мелких равномерных волн. Они появляются с каждым порывом ветра и мгновенно затухают. При очень сильном ветре, переходящем в шторм, волны могут деформироваться, при этом подветренный склон оказывается круче наветренного, а при очень сильных ветрах гребни волны срываются и образуют белую пену - «барашки» . Когда шторм кончается, по морю еще долго ходят высокие волны, но уже без острых гребней. Длинные и пологие волны после прекращения ветра называются зыбью. Крупную зыбь с малой крутизной и длиной волны до 300-400 метров при полном отсутствии ветра называют ветровой зыбью.

Преобразование волн происходит также при приближении их к берегу. При подходе к пологому берегу нижняя часть набегающей волны тормозится о грунт; длина уменьшается, а высота увеличивается. Верхняя часть волны движется быстрее нижней. Волна опрокидывается, и гребень ее, падая, рассыпается на мелкие, насыщенные воздухом, пенистые брызги. Волны, разрушаясь у берега, образуют прибой. Он всегда параллелен берегу. Вода, выплеснутая волной на берег, по пляжу медленно стекает обратно.

Когда волна подходит к обрывистому берегу, она со всей силой ударяется о скалы. В этом случае волна взбрасывается вверх в виде красивого, пенистого вала, достигающего высоты 30-60 метров. В зависимости от формы скал и направления волн вал разбивается на части. Сила удара волн доходит до 30 тонн на 1 м². Но необходимо отметить, что главную роль играют не механические удары масс воды о скалы, а образующиеся воздушные пузырьки и перепады гидравлического давления, которые в основном и разрушают горные породы, слагающие скалы (см. Абразия).

Движение частиц воды в волне (1-9 - водные частицы).

Волны активно разрушают прибрежную сушу, окатывают и истирают обломочный материал, а затем распределяют его по подводному склону. У приглубья берегов сила удара волн очень велика. Иногда на некотором расстоянии от берега находится мель в виде подводной косы. В этом случае опрокидывание волн происходит на отмели, и образуется бурун.

Форма волны все время меняется, производя впечатление бегущей. Это происходит вследствие того, что каждая водная частица равномерным движением описывает круги около уровня равновесия. Все эти частицы движутся в одну сторону. В каждый момент частицы находятся в разных точках круга; это и есть система волн.

Наибольшие ветровые волны наблюдались в Южном полушарии, где океан наиболее обширен и где западные ветры наиболее постоянны и сильны. Здесь волны достигают 25 метров в высоту и 400 метров в длину. Скорость передвижения их около 20 м/с. В морях волны меньше - даже в большом Средиземном море они достигают только 5 м.

Для оценки степени волнения моря применяется 9-балльная шкала. Ее можно использовать при изучении любого водоема.

Для защиты от волн портовых сооружений, причалов, береговых участков моря из камня и бетонных глыб строят волноломы, гасящие энергию волн.

ЦУНАМИ (японск.) - гигантские волны, обладающие разрушительной силой. Они вызываются подводными землетрясениями, вулканическими извержениями или подводными оползнями . Эти явления обычно сопровождаются сильным подземным толчком, передаваемым водой на поверхность, что бывает небезопасно для судов, находящихся в этом районе. Последующие волны, вызванные ударом, в открытом океане заметить практически невозможно, поскольку они здесь очень пологие. Зато они распространяются с огромной скоростью (до 1000 км/час ). Приближаясь к берегу, они становятся круче и выше, приобретая страшную разрушительную силу. В результате на побережье могут обрушиваться гигантские водяные валы высотой от 10 до 50 метров и более.

Наиболее часто цунами обрушиваются на побережье Тихого океана , что связано с высокой вулканической активностью этого бассейна. За последнее тысячелетие тихоокеанское побережье подвергалось ударам цунами около 1000 раз, в то время как на побережьях Атлантического и Индийского океанов гигантские волны разрушительной силы наблюдались лишь несколько десятков раз.

Перед приходом цунами в течение от 1 до 15 минут вода обычно отступает от берега на сотни метров, а иногда и на километры. Чем дальше отступила вода от берега, тем большей высоты цунами надо ожидать. О приближении цунами можно узнать заранее и с помощью регистрации сейсмических волн, возникающих при землетрясении и распространяющихся в воде со скоростью, во много раз превосходящей скорость цунами. Существует специальная служба оповещения , заблаговременно предупреждающая жителей побережья о возможной опасности. Людям приходится покидать свои дома и подниматься на возвышенности, пережидая цунами. Благодаря этой службе число жертв становится меньше.

Ущерб , причиняемый цунами, во много раз превосходит последствия, вызываемые самими землетрясениями. Большие разрушения причинили Курильское цунами в 1952 году, Чилийское в 1960 году, Аляскинское в 1964 году, а волна, вызванная извержением вулкана Кракатау в Индонезии в 1912 году, обошла весь Мировой океан. Извержение Кракатау часто называют самым сильным в истории человечества. Было несколько сильных вулканических взрывов с интервалами в несколько часов, последний взрыв - самый мощный. Каждый взрыв сопровождался цунами, заливавшими берега островов Индонезии, а последний вызвал гигантскую волну высотой около 25-35 метров, затопившую берега всех близлежащих островов. С них были смыты не только жители, но и вся почва. В порту на острове Ява крупный корабль сорвало с якоря и занесло на 3 км в глубь суши, на высоту 9 метров над уровнем моря. Волны от островов Индонезии через Зондский пролив распространились по Индийскому океану и у западных берегов Австралии еще достигали 2 метров. Волна прошла в южную часть Атлантического океана и была там через 23 часа 30 минут после последнего, самого сильного взрыва.

Докатилась волна и до берегов Европы: например, в Гавре (северо-запад Франции) она была через 32 часа 35 минут, пройдя расстояние, равное половине окружности земного шара.

С цунами связаны не только сильные разрушения, но и значительные человеческие жертвы. Цунами, вызванные извержением вулкана Кракатау в 1883 году, унесли жизни 40000 человек, а во время цунами в 1703 году в Японии погибло около 100000 человек.

ПРИЛИВЫ И ОТЛИВЫ

Уровень поверхности океанов и морей периодически, приблизительно два раза в течение суток, изменяется. Эти колебания называются приливами и отливами . Во время прилива уровень океана постепенно повышается и достигает наивысшего положения. При отливе уровень постепенно падает до наинизшего. При приливе вода течет к берегам, при отливе - от берегов.

Приливы и отливы - это стоячие волны. Они образуются вследствие влияния таких космических тел, как Луна и Солнце. По законам взаимодействия космических тел наша планета и Луна взаимно притягивают друг друга. Лунное притяжение столь велико, что поверхность океана как бы выгибается ему навстречу. Луна движется вокруг Земли, и за ней «бежит» по океану приливная волна. Дойдет волна до берега - вот и прилив. Пройдет немного времени, вода вслед за Луной отойдет от берега - вот и отлив. По тем же всеобщим космическим законам приливы и отливы образуются и от притяжения Солнца. Однако приливообразующая сила Солнца в связи с его удаленностью значительно меньше лунной, и если бы не было Луны, то приливы на Земле были бы в 2,17 раз меньше. Объяснение приливообразующих сил впервые было дано Ньютоном.

Приливы отличаются друг от друга продолжительностью и величиной. Чаще всего в течение суток происходит два прилива и два отлива. На островных дугах и побережьях Восточной Азии и Центральной Америки наблюдается один прилив и один отлив в течение суток.

Величина приливов еще более разнообразна, чем их период. Теоретически один лунный прилив равен 0,53 м, солнечный - 0,24 м. Таким образом, самый большой прилив должен иметь высоту 0,77 м.

В открытом океане и у островов величина прилива довольно близка к теоретической: на Гавайских островах - 1 м, на острове Святой Елены - 1,1 м; на островах Фиджи - 1,7 м. У материков величина приливов колеблется от 1,5 до 2 м.

Во внутренних морях приливы очень незначительны: в Черном - 13 см, в Балтийском - 4,8 см. Средиземное море считается бесприливным, но около Венеции приливы бывают до 1 м.

Наиболее крупными можно отметить следующие приливы, зарегистрированные в Мировом океане:

1. В Атлантическом океане в заливе Фанди (США) прилив достиг высоты 16-17 м. Это самый большой показатель прилива на всем земном шаре.

2. На севере Охотского моря в Пенжинской губе высота прилива достигла 12-14 м. Это самый большой прилив у берегов России. Однако приведенные выше показатели приливов являются скорее исключением, чем правилом. В преобладающем большинстве пунктов измерений уровня приливов они невелики и редко превышают 2 м.

Значение приливов очень велико для морского судоходства, устройства портов. Каждая приливная волна несет огромный запас энергии .

ОКЕАНИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ

В океанах и морях в определенных направлениях на расстояния в тысячи километров перемещаются огромные потоки воды шириной в десятки и сотни километров, глубиной в несколько сотен метров. Такие потоки - «реки в океанах » - называются морскими течениями. Движутся они со скоростью 1-3 км/ч, иногда до 9 км/ч.

Причин , вызывающих течения, несколько: например,

• нагревание и охлаждение поверхности воды,
• осадки и испарение,
• различия в плотности вод,
• однако наиболее значимой в образовании течений является роль ветра.

Течения по преобладающему в них направлению делятся на зональные , идущие на запад и на восток, и меридиональны е - несущие свои воды на север или юг.

В отдельную группу выделяют течения, идущие навстречу соседним, более мощным и протяженным. Такие потоки называют противотечениями .

Те течения, которые изменяют свою силу от сезона к сезону в зависимости от направления прибрежных ветров, называются муссонными.

Среди меридиональных течений наиболее известен Гольфстрим . Он переносит в среднем каждую секунду около 75 млн. тонн воды!!! Для сравнения можно указать, что самая полноводная река мира Амазонка переносит каждую секунду лишь 220 тысяч тонн воды. Гольфстрим переносит тропические воды к умеренным широтам, во многом определяя климат, а значит, и жизнь Европы. Именно благодаря этому течению Европа получила мягкий, теплый климат и стала землей обетованной для цивилизации, несмотря на свое северное положение. Подходя к Европе, Гольфстрим уже не тот поток, что вырывается из Мексиканского залива. Поэтому северное продолжение течения называется Северо-Атлантическим.

Из зональных течений наиболее мощным является течение Западных ветров. На огромном пространстве Южного полушария у побережья Антарктиды нет сколько-нибудь значительных массивов суши. Над всем этим пространством преобладают сильные и устойчивые западные ветры. Они интенсивно переносят воды океанов в восточном направлении, создавая самое мощное во всем Мировом океане течение Западных ветров. Оно соединяет в своем круговом потоке воды трех океанов и переносит каждую секунду около 200 млн. тонн воды (почти в 3 раза больше, чем Гольфстрим)!!!

• Скорость этого течения невелика: чтобы обойти Антарктиду, его водам необходимо 16 лет.
• Ширина течения Западных ветров около 1300 км.

Рельеф дна Мирового океана. Для правильного представления о рельефе дна Мирового океана нужно измерить его глубины. Измерение глубин производят различными способами. Мелковод­ные бассейны измеряют при помощи простого лота, состоящего из длинного шнура с грузом на конце. Более глубокие участки можно измерить глубомером, - особым прибором, с помощью которого спускают стальную струну морского лота. Глубомер устроен таким образом, что длина размотанной струны измеряет­ся оборотами колеса. В момент, когда лот касается дна, счетчик, отмечающий количество оборотов колеса, автоматически выклю­чается, показывая достигнутую глубину. Измерение глубин таким образом требует довольно много времени.

В последние 40-50 лет начали применять новый способ из­мерения глубин при помощи эхолота (звукового лота). Прин­цип работы эхолота очень прост. Вибратор, установленный в дон­ной части судна, посылает в глубину короткие сигналы, а звуко­улавливатель принимает их отражение от дна. Звуковая волна распространяется во все стороны равномерно, но быстрее она дойдет от дна по вертикали. Время сигнала и время прихода отраженной волны на поверхность воды засекается. Зная ско­рость, можно вычислить путь прохождения волны.

Для измерения глубин пользуются также ультразвуковыми волнами. Их посылают и улавливают особые приборы. Это позволяет записывать глубины, над которыми проходит судно.

Результаты промеров глубин наносят на карту. Места с оди­наковыми глубинами соединяют линиями (изобатами). На таких картах хорошо виден рельеф дна. На школьных картах глубины наносятся при помощи раскраски. По шкале глубин можно определить глубины в той или иной части океана.

Рельеф дна Мирового океана очень разнообразен: горные системы, тянущиеся на тысячи километров; равнины с большими плоскими возвышенностями; впадины с глубинами свыше 6000 м. Как и на суше, земная кора под океанами подразделяется на устойчивые области - платформы, покрытые мощными слоями осадочных пород, и на подвижные участки-геосин­клинали. Геосинклинальные области тянутся вдоль восточных берегов Азии и Центральной Америки, а также вдоль западных берегов Северной и Южной Америки. Они представляют собой огромные прогибы, которые заполняются осадочными порода­ми. В этих местах наблюдаются неустойчивость земной коры и частые землетрясения.

Движение воды в Мировом океане. Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Различают три вида движе­ния: колебательные - волны, поступательные - океа­нические течения, смешанные - приливы и отливы.

Волны. Главная причина возникновения волн на поверхно­сти Мирового океана - ветер. Отдельные частицы воды при вол­новом движении перемещаются по круговым орбитам. В верхней части орбиты частицы движутся в направлении движения волны, а в нижней - в обратном направлении. Вот почему брошенный предмет колеблется на волнах, а не передвигается по горизонта­ли. При ветре на поверхности сначала образуется рябь, при уси­лении ветра рябь переходит в волны. И чем сильнее ветер, тем крупнее волны. В отдельных случаях на океанах волны достига­ют высоты 15-18 м и длины до 1 км. С глубиной волны затухают.

Волны движутся быстрее к берегу и медленнее от берега; гребни волн сдвигаются вперед и обрушиваются на берег.

При землетрясениях возникают особые волны, которые рас­пространяются на всю толщу воды. Такие волны называют цунами. Скорость распространения их от 150 до 900 км в час, высота у берегов достигает 20-30 м. Эти волны приносят огром­ные разрушения не только на море, но и на берегах.

Приливы и отливы. На берегах морей люди давно заме­тили, что два раза в сутки уровень моря поднимается у крутых берегов и затопляет плоские. Два раза в сутки уровень воды опускается и у плоских берегов дно моря обнажается. Два при­лива и два отлива в сутки, причем приливы выше, когда Луна находится в новолунии или полнолунии. Это дало ученым осно­вание для объяснения приливов и отливов. Английский ученый Исаак Ньютон на основе установленного им закона всемирного тяготения объяснил, что это явление происходит вследствие раз­ности притяжения, которое оказывает Луна и Солнце на ближай­шие или отдаленные от них частицы воды.

Земля вращается вокруг оси, поэтому через 6 часов там, где был прилив, будет отлив. Еще через 6 часов здесь снова будет прилив. «Таким образом, в каждой точке на поверхности океанов два раза в сутки наблюдается прилив и два раза отлив. Высота приливной волны в открытом океане около 1,5 м, а у берегов она зависит от конфигурации береговой линии. Самый высокий при­лив наблюдался в заливе Фанди у Северной Америки - 16 м.

В бассейне Тихого океана, в северной части Охотского моря приливы достигают высоты 13 м. Некоторые порты принимают крупные океанские суда только во время приливов, например Гамбург.

Океанические течения. Поступательные движения ог­ромных масс океанической воды называют течениями. В ре­зультате их происходит круговорот океанической воды. Послед­ние исследования показали, что перемещаются не только поверх­ностные, но и глубинные слои воды.

Главная причина возникновения поверхностных течений - ветер. Постоянные по направлению ветры сдувают поверхностные слои воды и заставляют их перемещаться, но направление тече­ний не совпадает с направлением ветра, так как действует откло­няющая сила вращения Земли (в условиях открытого океана отклонение может достигнуть 45°). На направление течений ока­зывает влияние и конфигурация материков. С глубиной скорость течений уменьшается и изменяется их направление.

По обеим сторонам экватора пассаты вызывают северные и южные пассатные течения, имеющие общее направление с востока на запад. Встречая на своем пути берега материков, течения разветвляются на две части, направленные вдоль материков на север и юг. Отклоняющая сила изменяет на­правление в северном полушарии вправо, в южном - влево. До­ходя до 30-35° широты, течения принимают обратное направле­ние - с запада на восток. Часть воды приходит к западным бе­регам материков в этих широтах и омывает их (Западная Евро­па, Западная Канада).

В зависимости от направления течения подразделяют на теплые и холодные. Волны теплых течений имеют более высо­кую температуру, чем в Окружающем пространстве, так как они несут воды из более низких широт в более высокие.

Холодные течения имеют более низкую температуру, чем окружающие воды, так как они текут из более высоких широт в более низкие.

Значение морских течений для жизни нашей планеты весьма значительно. Они являются как бы «отопительными трубами» Земли. При их помощи происходит перемешивание экваториаль­ных и тропических вод с водами умеренных и полярных широт.

Теплые и холодные течения способствуют перераспределению животного и растительного мира. Известно, что в тех местах океана, где происходит встреча холодных и теплых течений, исклю­чительно богат животный мир. Благодаря теплым течениям многие полярные порты доступны для судов в течение всего года.

Мировой океан находится в постоянном движении. Кроме волн, спокойствие вод нарушают течения, приливы и отливы. Всё это разные виды движения воды в .

Ветровые волны

Трудно себе представить абсолютно спокойную гладь океана. Штиль — полное безветрие и отсутствие волн на его поверхности - большая редкость. Даже при тихой и ясной на поверхности воды можно увидеть рябь.

И эта рябь, и бушующие пенные валы рождены силой ветра. Чем сильнее дует ветер, тем выше волны и больше скорость их движения. Волны могут перемещаться на тысячи километров от того места, где они возникли. Волны способствуют перемешиванию морских вод, обогащению их кислородом.

Наиболее высокие волны наблюдаются между 40° и 50° ю. ш., где дуют самые сильные ветры. Эти широты моряки называют штормовыми или ревущими широтами. Районы возникновения высоких волн расположены также у американских берегов вблизи Сан-Франциско и . Штормовые волны разрушают береговые постройки.

Самые высокие и разрушительные волны . Причина их возникновения - подводные землетрясения. В открытом океане цунами незаметны. У побережья длина волн сокращается, а высота растёт и может превышать 30 метров. Эти волны приносят бедствия жителям прибрежных территорий.

Океанические течения

В океанах образуются мощные водные потоки - течения. Постоянные ветры вызывают поверхностные ветровые течения. Некоторые течения (компенсационные) возмещают убыль воды, двигаясь из районов её относительного избытка.

Течение, температура воды которого выше температуры окружающих вод, называют тёплым, если ниже - холодным. Тёплые течения переносят более тёплые воды от экватора к полюсам, холодные - более холодные воды в противоположном направлении. Таким образом, течения перераспределяют тепло между широтами в океане и оказывают существенное влияние на климат прибрежных территорий, вдоль которых они несут свои воды.

Одно из самых мощных океанических течений - . Скорость этого течения достигает 10 километров в час, и оно перемещает 25 миллионов кубических метров л воды за каждую секунду.

Приливы и отливы

Ритмические поднятия и опускания уровня воды в океанах называют . Причина их возникновения - действие силы притяжения Луны на земную поверхность. Два раза в сутки пода поднимается, покрывая часть суши, и два раза отступает, обнажая прибрежное дно. Энергию приливных волн люди научились использовать для получения электричества на приливных электростанциях.

. Воды. Мирового океана находятся в постоянном движении. Среди видов движения вод выделяют волны и течения. По причинам возникновения волны разделяют на ветровые, цунами и приточно-отливные

Причиной ветровых волн ветер, который приводит вертикальный колебательное движение водной поверхности. Высота волн больше зависит от силы ветра. Волны могут достигать высоты 18-20 м. Если в открытом океане и вода подвергается вертикальных движений, то у берега она совершает поступательное движение, образуя прибой. Степень ветрового волнения оценивают по 9-балльной шкалеалою.

. Цунами - это гигантские волны, возникающие во время подводных землетрясений, гипоцентры которых расположены под дном океана. Волны, вызванные подземными толчками, распространяются с огромной скоростью - до 800 к км / ч.. В открытом океане высота незначительна, поэтому они не представляют опасности. Однако такие волны, набегая на мелководье, растут, достигая высоты 20-30 м, и обрушиваются на побережье, нанося ве ших разрушениявань.

Приточно-отливные волны связаны с привлечением водных масс. Мирового океана. Луной и. Солнцем. Высота приливов зависит от географического положения и расчлененности и конфигурации береговой линии. М. Максимальная высота приливов (18 м) наблюдается в заливе. Фандді.

Течения - это горизонтальные перемещения воды в океанах и морях определенными постоянными путями есть это своеобразные реки в океане, длина которых

достигает нескольких тысяч километров, ширина - до сотен километров, а глубина - сотен метров

По глубине расположения в толще воды различают поверхностные, глубинные и придонные течения. По температурным характеристикам течения разделяют на теплые и холодные. Принадлежность конкретной течения в теплые х или холодных определяется не их собственной температурой, а температурой окружающих вод. Теплой называют течение, воды которой теплее окружающие воды, а холодной - холодныхіші.

Основными причинами возникновения поверхностных течений являются ветры и разность уровней воды в различных частях океана. Среди течений, вызванных ветром, выделяют дрейфовые (вызванные постоянными ветрами) и ветровые и (возникают под влиянием сезонных ветровов).

Решающее влияние на формирование системы течений в океане имеет общая циркуляция атмосферы . Схема течений в. Северном полушарии образует два кольца. Пассаты вызывают пассатные течения, направляемых в еквато ориальних широт. Там они набирают восточного направления и движутся в западную часть океанов, повышая там уровень вод. Это приводит "к формированию сточных течений, движущихся вдоль восточных побережий ю терикив (Гольфстрим,. Куро-Сио,. Бразильская,. Мозамбикская, мадагаскарская,. Восток-ноавстралийська). В умеренных широтах эти течения подхватываются господствующими западными ветрами и направляются в восточной части океанов частейастина

вод в виде компенсационных течений движется до 30-х широт, откуда пассаты выгнали воду (Калифорнийский,. Канарское), замыкая южное кольцо. Основная масса воды, перемещенной западными ветрами, движется ся вдоль западных побережий материков в высокие приполярные широты (Североатлантический, пол-ничнотихоокеанська). Оттуда вода в виде сточных течений, которые подхватываются северо-восточными ветрами, направляет ться вдоль восточных побережий материков до умеренных широт (Лабрадорское,. Камчатская), замыкая северное кольцце.

В. Южном полушарии формируется только одно кольцо в экваториальных и тропических широтах. Основной причиной его существования является также пассаты. Южнее (в умеренных широтах), поскольку на пути вод, подхваченные них западными ветрами, нет материков, формируется круговая течение. Западных ветруів.

Между пассатными течениями обоих полушарий вдоль экватора формируется мижпасатиа противоток. В северной части. Индийского океана муссонный циркуляция порождает сезонные ветровые течения

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

Волнение. Главная причина волн - ветер. Ветровые волны - это лишь колебательное движение водной поверхности. Его можно сравнить с «хлебным» полем, по которому бегут волны от ветра. Чем сильнее и продолжительнее ветер и больше акватория, тем выше волны. Неоднократно отмечались волны высотой до 18- 20 м и даже более. Лишь близ берега вода получает поступа­тельное движение, причем из-за большей скорости частиц воды вверху, где меньше трение, волны запрокидываются, образуется прибой. Для оценки степени ветрового волнения моря применяется 9-балльная шкала: чем сильнее волнение, тем выше балл. Волны влияют на самочувствие людей, разрушают побережья, сильное волнение опасно для судов. В то же время волны, перемешивая. воду, способствуют обогащению толщи воды кислородом и теп­лом, а также выносу к поверхности питательных веществ. Все это благоприятствует жизнедеятельности организмов.

Помимо ветровых волн, есть волны другого происхождения, например цунами. Это гигантские волны, вызываемые подводными и прибрежными землетрясениями, а также извержениями вулка­нов, распространяющиеся с огромной скоростью - до 800 км/ч. В открытом океане они невысокие, но на мелководье цунами достигают 20-30 м, обладают колоссальной энергией, поэтому производят на побережье огромные опустошения.

Приливно-отливные волны вызывают колебания поверхности Мирового океана относительно его среднего уровня в связи с притяжением Земли Луной и Солнцем. В зависимости от расчле­ненности и конфигурации береговой линии высота приливов весьма различна. Максимальная высота (18 м) наблюдается в заливе Фанди, у Ньюфаундленда; в России, в заливе Шелихова они достигают

12 м. За лунные сутки, которые на 50 мин длиннее солнечных, на Земле наблюдается два прилива и два отлива. Приливная волна, а с нею и океанские суда заходят в реки на десятки и сотни километров.

Морские течения. Это горизонтальные движения воды в океанах и морях, характеризующиеся определенным направлением и ско­ростью. Их длина достигает нескольких тысяч километров, ширина - десятки, сотни километров, глубина - сотни метров. Широко распространенное сравнение течений с реками не совсем удачное. Во-первых, в реках вода движется по уклону, а морские течения под действием ветров могут перемещаться вопреки уклону поверхности. Во-вторых, у морских течений меньше скорость течения, в среднем 1-3 км/ч. В-третьих, течения многоструйны и многослойны и по обе стороны от осевой зоны представляют собой систему вихрей.

Морские течения классифицируют по ряду признаков. По продолжительности выделяют постоянные течения (например, Северное и Южное пассатные), периодические (летние и зимние муссонные на севере Индийского океана или приливно-отливные в прибрежных частях океанов) и временные (эпизоди­ческие).

По глубине расположения в толще воды различают поверх­ностные, глубинные, придонные течения.

По температурному признаку - теплые и холодные течения. Эта классификация основана не на абсолютной, а на относитель­ной температуре воды. Теплые течения имеют температуру воды выше, чем окружающая вода, холодные - наоборот. Теплые, как правило, направлены от экватора к полюсам, холодные - от полю­сов к экватору.

По происхождению среди поверхностных течений выделяют:

дрейфовые, вызванные постоянными ветрами; ветровые, возни­кающие под влиянием сезонных ветров; сточные, текущие из районов избытка воды и стремящиеся выровнять поверхность воды; компенсационные, возмещающие убыль воды в каком-либо районе океана. Большинство течений вызвано совместным действием ряда факторов.

В настоящее время установлена определенная система тече­ний океана, обусловленная прежде всего общей циркуляцией атмосферы (рис. 12). Схема их такова. В каждом полушарии по обе стороны от экватора существуют большие круговороты течений вокруг постоянных субтропических барических максиму­мов: по часовой стрелке - в северном полушарии, против часо­вой - в южном. Между ними выявлено экваториальное противотечение с запада на восток. В умеренных - субполярных широтах северного полушария наблюдаются малые кольца течений вокруг барических минимумов против часовой стрелки, в южном полу­шарии - течение с запада на восток вокруг Антарктиды.

Наиболее устойчивыми течениями являются Северное и Южное пассатные (экваториальные) течения по обе стороны от эква­тора в Тихом, Атлантическом и в южном полушарии Индийского океанов, «перекачивающие» воду с востока на запад. У восточных бе­регов материков в тропических широтах характерны теплые сточ­ные течения: Гольфстрим, Куросиво. Бразильское, Мозамбикское, Мадагаскарское, Восточно-Австра­лийское. Это течения-аналоги не только по происхождению, но и по физико-химическим свойствам вод.

В умеренных широтах под дей­ствием постоянных западных вет­ров существуют теплые Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское течения - в северном полу­шарии и холодное (а правильнее было бы сказать нейтральное) течение Западных ветров, или Западный дрейф, - в южном. Это мощное течение образует кольцо в трех океанах вокруг Антарктиды.

Замыкают большие круговороты холодные компенсационные те­чения-аналоги вдоль западных берегов материков в тропических широтах:

Рис. 12. Схема течений Мирового океана:

1 - теплые течения, 2 - холодные те­чения

Калифорнийское, Канарское, Перуанское, Бенгельское, Западно-Австралийское.

В малых кольцах течений следует отметить теплое Норвеж­ское и холодное Лабрадорское течения в Атлантике по перифе­рии Исландского минимума и аналогичные им Аляскинское и Курило-Камчатское - в Тихом океане по периферии Алеутского минимума.

В северной части Индийского океана муссонная циркуляция порождает сезонные ветровые течения: зимой с востока на запад, летом с запада на восток. Летом здесь еще хорошо выражено Сомалийское течение - единственное холодное течение от эква­тора. Оно связано с юго-западным муссоном, отгоняющим воду от берегов Африки у полуострова Сомали и вызывающим тем самым подъем холодных глубинных вод.

В Северном Ледовитом океане главное направление движения вод и дрейфа льдов - с востока на запад, от Новосибирских островов в Гренландское море. Именно там заканчивают свое существование научно-исследовательские станции «Северный полюс» (СП), начиная с СП-1 - героической четверки папанин-цев (1937-1938). Пополняется Арктика водами из Атлантики в виде Нордкапского, Мурманского, Шпицбергенского и Ново-земельского течений, воды которых более соленые и потому более плотные погружаются под лед.

Значение морских течений для климата и природы Земли в целом и особенно прибрежных районов велико. Морские течения наряду с воздушными массами осуществляют перенос тепла и холода между широтами. Теплые и холодные течения во всех климатических поясах поддерживают температурные различия на западных и восточных побережьях материков, нарушают зональ­ное распределение температуры. Например, незамерзающий Мур­манский порт за полярным кругом, а на побережье Северной Америки к северу от г. Нью-Йорка отрицательные зимние темпе­ратуры. Течения оказывают влияние и на количество осадков. Теплые течения способствуют развитию конвекции и выпадению осадков. Космонавты отмечают характерные облачные образова­ния, сопровождающие теплые течения на всем их протяжении.

Холодные течения, ослабляя вертикальный обмен воздушных масс, уменьшают возможность выпадения осадков. Поэтому тер­ритории, омываемые теплыми течениями и находящиеся под влия­нием воздушных потоков с их стороны, имеют влажный климат, а территории, омываемые холодными течениями, сухой. Морские течения также способствуют перемешиванию воды и осуществляют перенос питательных веществ и газовый обмен, с их помощью осуществляется миграция растений и животных.

Природные ресурсы океана, его охрана

Органические (биологические) ресурсы океана. Они имеют наибольшую ценность, особенно рыбные. На долю рыб приходится до 90 % всех органических ресурсов океана. На первом месте в мировом рыбном промысле стоят сельдевые - почти треть всего улова, много добывается тресковых и камбаловых. Богат­ство океана - лососевые и особенно осетровые. Основной улов рыбы приходится на шельфовую зону. Рыба используется не только как пищевой продукт. Она идет на кормовую муку (ан­чоус и др.), технический жир, на удобрения.

Зверобойный промысел (промышляют моржей, тюленей, морских котиков) и китобойный промысел сейчас ограничены. В странах Юго-Восточной Азии и некоторых других теплых приморских странах широко употребляются в пищу моллюски (устрицы, мидии, морские гребешки, кальмары, осьминоги и др.), а из иглокожих - трепанги. Важным природным ресурсом океана являются водоросли, которые используют для приготовления продуктов питания, для получения йода, как удобрение, на корм скоту и для изготовления бумаги, клея, тканей и т. д. Хотя орга­нические ресурсы океана велики, необходимо беречь их от исто­щения, от гибели в связи с загрязнением акваторий, обеспечивать естественное возобновление, переходить от экстенсивного исполь­зования и свободной охоты к культурному хозяйству - разведе­нию морских животных и возделыванию водорослей.

Химические и минеральные ресурсы. Это, прежде всего сама вода, растворенные в ней химические элементы, а также полез­ные ископаемые, залегающие на дне и в грунтах. Из морской воды ежегодно добывают миллионы кубических метров пресной воды в результате дистилляции. В мире уже действуют более 100 опреснительных установок в «районах жажды» (Кувейт, запад США, город Шевченко на Каспии и др.). Однако стоимость такой пресной воды еще высока. Из морской воды извлекают поваренную соль, магний, бром, калий.

Основные полезные ископаемые, добываемые в море на шельфе - нефть и газ (Персидский и Мексиканский заливы, Северное море, «Нефтяные камни» на Каспии и другие районы). Добыча их продолжает стремительно расти, и уже в ближайшие годы предпо­лагается половину всей нефти и газа добывать за счет место­рождений шельфа. Так, только в Северном море в 1987 г. добыли 165 млн. т нефти и 83 млрд. км 3 газа, хотя первые скважины появились недавно - в 1964 г. Сейчас там действуют 300 буровых платформ, принадлежащих разным странам, а по дну моря проло­жено более 6000 км нефте и газопроводов. Начата добыча каменного угля (Англия, Япония), железной руды (у полуострова Ньюфаундленд), олова (Малайзия) и др. Дно океана устлано осадочными железомарганцевыми конкрециями, большие запасы фосфоритов, стройматериалов. У берегов ЮАР ведется добыча алмазов, выносимых реками с суши.

Энергетические ресурсы Мирового океана. Они огромны. Уже действуют (Франция) и проектируются электростанции, работающие на энергии приливов (ПЭС). В жарком поясе рабо­тают гидротермические станции, использующие разницу темпера­тур теплых поверхностных и холодных глубинных вод. В морской воде содержится дейтерий (тяжелая вода) - будущее топливо ядерных реакторов. Если научатся использовать энергию волн (есть проекты), то человечество получит неиссякаемый источник энергии.

Огромно значение океана в транспортном отношении.

Охрана природы Мирового океана. Эта актуальная проблема международного масштаба. В век научно-технической революции резко возросло поступление в океан загрязняющих веществ: промышленных отходов, нефти, бытовых сточных вод, удобрений, пестицидов и др. Это приводит к нарушению природных взаимо­связей и динамического равновесия. Океан оказался легкоранимым сразу на больших пространствах в силу своей подвижности. Особенно пагубно для всего живого нефтяное загрязнение, а по подсчетам ученых сейчас ежегодно в океан попадает около 10 млн. т нефти и нефтепродуктов при ее добыче, промывке танкеров, их авариях. Нефтяная пленка нарушает влагообмен и газообмен, в том числе кислородом, губит планктон, рыбу и вообще все живые организмы, которые концентрируются в основ­ном в поверхностном слое воды.

Для познания природы и тайн Мирового океана нужны разно­сторонние научные исследования. В настоящее время они широко проводятся во многих странах и координируются ЮНЕСКО (Ор­ганизация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры). Изучение Мирового океана, принадлежащего всему человечеству, стало ярким примером международного сотрудни­чества.

Принципиально новый метод - исследование океана из космо­са. С космических орбит ведется изучение динамики вод океана, взаимодействие его с атмосферой, наблюдение за ледовой обстановкой, особенно вдоль трассы Северного морского пути, опасных стихий­ных явлений (цунами, тайфунов, подводной вулканической дея­тельности), оценка и прогноз пищевых запасов, в частности рыбы, изучение шельфа с целью поиска полезных ископаемых, контроль за загрязнением вод, анализ экологических последствий, вызван­ных загрязнением, а также многое другое.

Проводятся специальные международные конференции, кото­рые на основании новейших научных данных принимают решения по рациональному использованию ресурсов Мирового океана и охране его вод.

Вопросы и задания:

1. Что такое Мировой океан, и на какие части он делится? Почему это деление условное?

2. Дайте определения понятиям: море, залив, пролив, полуостров, остров.

3. Расскажите о классификации морей по местоположению. Приведите примеры.

4. Какая закономерность установлена в распределении температуры поверх­ностных вод Мирового океана? Какими причинами она обусловлена?

5. Каков состав солей Мирового океана? Его средняя соленость? Как и почему изменяется соленость поверхностных вод океана от экватора к полюсам?

6. Какие движения воды в Мировом океане вы знаете? Назовите типы волн.

7. Что такое морские течения? Как их классифицируют?

8. Назовите и охарактеризуйте наиболее крупные морские течения. Рас­скажите о происхождении течений, о их температуре.

9. Какими природными ресурсами обладает океан?

10. Почему Мировой океан нуждается в охране? Расскажите о наиболее важных экологических проблемах океана на современном этапе?

Воды суши

Вспомните! О происхождении вод суши. Почему эти воды в большинстве своем пресные? Почему они неравномерно распределены на поверхности мате­риков? От чего зависит обеспеченность той или иной территории суши водой?

Подземные воды

Подземные воды - это воды, находящиеся в почвах и горных породах верхней части земной коры. Они заполняют поры рыхлых пород и трещины твердых горных пород. Они могут быть во всех трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Подземные воды образуются главным образом за счет просачива­ния вглубь атмосферных осадков во время дождей или таяния снега и льда. Часть подземных вод возникает в результате кон­денсации водяного пара, который попадает в земную кору из атмосферы или выделяется из магмы. На равнинах, сложенных осадочными горными породами, обычно чередуются слои, обла­дающие различной водопроницаемостью. Одни из них легко про­пускают воду (пески, галечники, гравий) и называются поэтому водопроницаемыми, другие задерживают воду (глина, кристалличе­ские сланцы) и называются водонепроницаемыми, или водоупорны­ми. На водоупорных породах просачивающаяся вниз вода задержи­вается, заполняет промежутки между частицами вышележащей во­допроницаемой породы и образует водоносный горизонт. Таких горизонтов в одной и той же местности может быть несколько, иногда до 10-15. Вода глубоких водоносных горизонтов в боль­шинстве случаев образовалась в период формирования тех осадоч­ных горных пород, в которых они заключены. По условиям залега­ния подземные воды подразделяются на почвенные, грунтовые и межпластовые.

Почвенные воды, как свидетельствует их название, заключены в почвах. Обычно они не заполняют всех промежутков между частицами почвы. Почвенные воды могут быть как свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяже­сти, так и связанными, удерживаемыми молекулярными силами. Подземные воды, образующие водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое, называются грунтовыми. Ниже­лежащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водо­упорными слоями, называются межпластовыми . В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повы­шается после выпадения осадков или таяния снега, то понижа­ется в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Различна глубина залегания грунтовых вод в разных природ­ных районах. Она в первую очередь определяется климатическими условиями: в степных, полупустынных и пустынных ландшафтах грунтовые воды залегают значительно глубже, чем в лесных и тундровых ландшафтах. Большое влияние на глубину залегания грунтовых вод оказывает степень расчленения территории. Чем сильнее и глубже расчленение местности реками, балками и овра­гами, тем глубже находятся грунтовые воды.

В отличие от грунтовых уровень межпластовых вод более пос­тоянен, он меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Если межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением, они называются напорными. Напором обладают все воды, заключен-­

ные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах. Вскрытые скважинами, эти воды поднимаются вверх и при доста­точной высоте напора изливаются на поверхность или фонтани­руют. Такие воды называются артезианскими (рис. 13).

Подземные воды медленно перемещаются по уклону водонос­ного пласта. В речных долинах, балках, оврагах слои могут вскры­ваться (обычно это грунтовые воды), образуются естественные их выходы на земную поверхность - источники, или родники. Своеобразный тип источников - гейзеры, периодически выбрасы­вающие горячую воду и пар на высоту до 60 м. Они образуются в основном в областях современного вулканизма, где близко от поверхности залегает раскаленная магма. Гейзеры встречаются в США, СССР (на Камчатке), в Исландии, Новой Зеландии.

Подземные воды различны по химическому составу и темпера­туре. Верхние горизонты подземных вод обычно пресные (до 1 г/л) или слабоминерализованные, глубокопогруженные гори­зонты нередко значительно минерализованы (до 35 г/л и более). По температуре они подразделяются на холодные (до +20 "С) и термальные (от +20 до +100°С). Термальные воды обычно отличаются высоким содержанием различных солей, кислот, металлов, радиоактивных и редкоземельных элементов.

Подземные воды имеют большое значение в природе и хозяй­ственной деятельности человека. Это важнейший источник питания рек и озер, при участии подземных вод формируются карстовые и оползневые формы рельефа, они

Рис. 13. Схема строения артезианского бассейна:

1- межпластовые воды в песках, 2 - водоупорные породы, (глины), 3 - родник, 4 - уровень напорных меж­пластовых вод, 5- фонтанирующая скважина

снабжают растения влагой и растворенными в них элементами питания. При близком залегании от поверхности подземные воды могут вызывать процессы забола­чивания. Они широко используются человеком для хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных целей.* Из тер-мальных вод получают большое количество различных химиче­ских веществ (йод, глауберову соль, борную кислоту, различные металлы). Тепловая энергия подземных вод расходуется для обогрева зданий, теплиц, получения электроэнергии, наконец, подземные воды применяются для лечения целого ряда заболева­ний человека.