E-Book Overview
Приведена общая физико-географическая характеристика придонных гравитационных течений в океане. При помощи численной модели проиллюстрирован один из примеров распространения североморских вод в Балтийском море
E-Book Content
НАУКИ О ЗЕМЛЕ ПРИДОННЫЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ В ОКЕАНЕ В. А. ГРИЦЕНКО Калининградский государственный университет
ВВЕДЕНИЕ
BOTTOM GRAVITY CURRENTS IN THE OCEAN V. A. GRITS ENKO
The general physics-geographical characteristics of ocean bottom gravity currents is given. One natural example of a similar current is illustrated with a quantitative model of the intrusions of the North Sea water masses in the Baltic Sea.
© Гриценко В.А., 2001
Приведена общая физико-географическая характеристика придонных гравитационных течений в океане. При помощи численной модели проиллюстрирован один из примеров распространения североморских вод в Балтийском море.
64
www.issep.rssi.ru
В морях и океанах, реках и озерах часто встречается замечательное явление – придонные гравитационные течения. Так принято называть потоки более тяжелой воды, распространяющиеся вблизи дна под слоем более легкой. Обычно различают два типа придонных гравитационных течений: термохалинные и мутьевые или взвесенесущие. В первом случае отличие водной массы течения определяется разницей в температуре или солености по сравнению с вышележащими слоями воды (что и породило их название от объединения двух слов: thermo – тепло и halite – соль), во втором – большая плотность придонного слоя определяется наличием взвешенного материала. Наиболее известные придонные течения термохалинного типа связаны с распространением на север антарктической донной воды, один из главных источников которой находится в море Уэдделла, и средиземноморской промежуточной воды повышенной солености Атлантического океана. Более тяжелая средиземноморская вода проникает в Атлантику через глубинную часть Гибралтарского пролива и по выходу из него устремляется вниз по материковому склону, отрывается от дна и распространяется в дальнейшем по соответствующей изопикнической поверхности. Составляя менее 0,01% вод Атлантического океана, средиземноморская промежуточная вода повышенной солености занимает в Атлантике огромную площадь, простирающуюся на северо-востоке до Ирландии, на юго-западе до острова Гаити и на юге почти до 10° с.ш. Наиболее важное свойство придонных гравитационных течений – слабое перемешивание через границу раздела. Оно порождается сложной структурой турбулентности в потоке и как следствие обеспечивает их распространение на очень большие расстояния, например антарктической донной воды – от Антарктиды до Бермудского поднятия, то есть почти через весь Атлантический океан. О существовании придонных потоков известно очень давно из-за хорошей видимости границы раздела придонного потока и вышележащей менее плотной воды. Еще в 35 году до н.э. Страбон сообщал, что втекающие воды реки Роны не перемешиваются с водой озера, ныне называемого Женевским.
С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 , 2 0 0 1
НАУКИ О ЗЕМЛЕ А в 77 году н.э. Плиний Старший предпринял попытку более подробного рассмотрения этого явления.
а Направление течения
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПОРТРЕТ ПРИДОННЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ Несмотря на широкую распространенность придонных течений, данные натурных наблюдений о них весьма неполны и отрывочны. Для облегчения понимания сути излагаемых результатов обратимся к лабораторному эксперименту, который поможет увидеть явление целиком и составить интуитивно зрительный образ объекта исследований. Итак, в гидродинамическом лотке, представляющем собой большой аквариум размером 3 м × 30 см × 40 см со специальным набором устройств для подачи и слива воды, в покоящуюся пресную воду в придонной области подавали соленую воду. Разность плотностей в эксперимента