Локальные фронты
В океане возникает и ряд локальных фронтов, а именно: фронты в устьях рек, особенно в эстуариях у кромки шельфа мелководных морей (как результат нарушения стратификации сильными приливами) фронты у границ апвеллинга Соленостные фронты,
образуемые распространением вод речного стока
в прибрежных районах
Если река имеет эстуарий, то в нем могут формироваться свои эстуарийные фронты независимо от тех, которые ограничивают линзу распресненных вод в открытом море и которые мы будем называть стоковыми фронтами.
Стоковые фронты. Рассмотрим в первую очередь стоковые фронты. Распресняющее влияние великих сибирских рек Оби, Енисея и Лены в окраинных морях Арктического бассейна известно с незапамятных времен. Судя по наблюдаемому здесь явлению «мертвой воды», слой распресненных вод во время речного паводка в этих морях должен быть порядка 3-5 м толщиной. Паводковые выносы таких рек, как Енисей и Лена, могут составлять 70-80 % их годового стока, причем их расходы
о
при этом могут достигать 100-120 тыс. м /с.
Стоковые фронты в океане возникают в тех случаях, когда воды речного стока, не успев в существенной мере перемешаться с морскими водами в устье или эстуарии, образуют на поверхности океана сравнительно тонкий слой («линзу») пресных или существенно распресненных вод.
Резкие соленостные фронты ограничивают такую линзу вдоль ее внешней, обращенной к океану стороны, а непосредственно под нею образуется вертикальный скачок плотности, столь резкий, что турбулентное перемешивание через эту границу должно быть существенно подавленным.
Объем распресненной воды в линзе соответствует лишь некоторой доле годового стока, причем эта доля должна существенно зависеть от условий перемешивания стоковых вод с водами океана и может быть очень различной. В стоковой линзе р. Коннектикут содержится лишь 1/2000 годового стока. Соотношение h/l средней толщины линзы (h) и ее поперечника по нормали к берегу (l), судя по наблюдениям, является для всех рек очень консервативной величиной и имеет порядок 10-4, что делает линзу по своим пропорциям подобной листу бумаги (рис. 8.2).
Эстуарийные фронты. В больших эстуариях приливное перемешивание может быть настолько интенсивным, что стоковые фронты за пределами эстуария могут вообще отсутствовать. Все многообразие режимов определяется соотношением расхода реки, формой и размерами устья, интенсивностью приливного перемешивания, общей глубиной и протяженностью шельфа. В таких условиях очень трудно построить достаточно универсальную теорию явления и описать последовательно все его стороны, включая фронты.
Рис. 8.2. Вертикальный разрез в поле солености через стоковую линзу р. Амазонки во время паводка [Федоров, 1983]
Движению вод в эстуариях свойственны многие закономерности, характерные для русловых потоков. Но, с другой стороны, воды в эстуариях сильно стратифицированы, что вовсе не характерно для обычных русловых потоков и, наоборот, сближает динамику вод эстуариев с динамикой вод океанов и морей.
Зачастую видимые проявления фронтов (полосы пены и мусора, изменения цвета и прозрачности воды), а также горизонтальные градиенты скорости и солености, связанные с фронтами, в эстуариях значительно резче, чем в открытом океане.
Существуют интересные особенности расположения полос пены, мусора и смены цвета (и прозрачности) вблизи фронтов.
Полосы пены оказались признаком конвергенции течений на фронте, ограничивающим на поверхности крайний предел положения линзы распресненных вод.
Полоса мусора и линия цветового контраста обычно смещены относительно полосы пены в сторону распресненных вод, как показано на схеме (рис. 8.3).
Как правило, в эстуариях можно наблюдать два типа фронтальных разделов:
• тип I - фронтальные разделы, связанные с «соленостным клином» («salt wedge») и располагающиеся перпендикулярно оси эстуария;
• тип II - фронтальные разделы, связанные с взаимодействием приливных течений с рельефом дна эстуария и располагающиеся вдоль осей характерных особенностей донной топографии (главным образом вдоль оси эстуария).
Рис. 8.3. Относительное положение скоплений пены и мусора и цветовой границы вблизи эстуарийного фронта [Федоров, 1983]
Классический «соленостный клин» и фронтальные разделы типа I более характерны для эстуариев, напоминающих по форме канал. Расход речной воды при этом должен быть сравним с максимальным притоком морских вод в эстуарий во время прилива и лишь незначительно превышать его. В таких эстуариях морские воды в нижнем слое проникают далеко вверх по течению реки и образуют придонный «клин» с наклонной верхней границей (см. схему на рис. 8.4, а). Оконечность клина образует внутри эстуария резкий придонный фронт, тогда как фронт вблизи поверхности может находиться за пределами устья эстуария и представлять собой стоковый фронт, ограничивающий линзу пресной или распресненной воды на поверхности моря или океана. Фронтальный раздел клина и его придонный фронт могут мигрировать на значительные расстояния вдоль эстуария от одной фазы приливного цикла к другой. Если у эстуария имеется существенное расширение непосредственно в приустьевой части, то и приповерхностные фронты, связанные с соленост- ным «клином», могут наблюдаться внутри нижней части эстуария. Характерными примерами эстуариев с соленостным клином могут служить эстуарии рек Темзы и Мерси или фьорд Найт-Инлет в Британской Колумбии (Канада).
Фронтальные разделы типа II чаще встречаются в неглубоких эстуариях значительной ширины со сложным, расчлененным рельефом дна. Они могут возникать также при сравнительно слабом расходе реки, когда соленые воды во время прилива вторгаются в эстуарий вдоль оси наиболее глубокой части русла во всем слое от поверхности до дна, образуя V-образный клин не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости (см. схему на рис. 8.4, б). Такой клин быстро продвигается вверх по течению, будучи ограничен с флангов очень резкими фронтами. Взаимодействие разнонаправленных течений (речного стока и прилива) с рельефом дна может приводить к формированию сильных локальных конвергенции (фронтов), положение которых, с одной стороны, четко коррелирует с особенностями донной топографии, а с другой - может существенно меняться от одной фазы прилива к другой.
Еще по теме Локальные фронты:
- Фронт края шельфа.
- Прибрежный фронт.
- Рядовые парникового фронта: оксид азота(1), фреоны и другие
- УТКИ
- ЭП ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ
- Распространение
- ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
- Современные ученые считают, что культ животных в Египте развился на тотемической основе.
- Сергеев М. Г.. Основы экологии: Учеб. пособие, 2005
- ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И МИГРАЦИИ
- Экологические кризисы
- Конкуренция
- Жимолость вьющаяся