Теории дрейфовых и плотностных течений

Причины, под действием которых вода в океане приходит в поступательное движение, можно разделить на внешние относительно океана, и внутренние, возникающие в самом океане.
К внешним причинам течений относятся: действие ветра на поверхность океана; приливообразующие силы; изменение атмосферного давления; изменение рельефа уровня океана под действием берегового стока, осадков, испарения.
К внутренним причинам относится горизонтальная неоднородность поля плотности, являющаяся следствием неоднородности полей температуры и солености.
Все силы, непосредственно приводящие к возникновению течений, называются первичными.
Вместе с течениями возникают вторичные силы, которые отсутствуют в неподвижной воде. К таким силам относятся: сила Кориолиса; трение о дно, берега и внутреннее турбулентное трение (турбулентная вязкость); центробежные силы.
Вторичные силы не создают течений, а лишь деформируют их или передают действие первичных сил.
Течение, наблюдаемое в естественных условиях океана, в общем случае представляет собой результат одновременного действия всех отмеченных сил. Конечно, их вклады не всегда одинаковы, и в различных конкретных случаях можно выделить главные и второстепенные.
Рассмотрим кратко основные особенности механизмов действия важнейших факторов, создающих течения:
Ветер оказывает сложное действие на поверхность океана. Мелкомасштабные пульсации давления и скорости в потоке ветра создают шероховатость на поверхности океана. В результате возникает трение между атмосферой и океаном, передающее кинетическую энергию от ветра воде. Эта энергия отчасти идет на развитие волновых движений - ветрового волнения, отчасти создает касательные напряжения сдвига в поверхностном слое океана. Влекущее действие ветра, передаваемое касательным напряжением поверхностному слою океана и далее в глубину турбулентной вязкостью, возбуждает наиболее распространенный в океане вид течений - дрейфовое течение.
Неравномерность поля ветра и влияние берегов способствуют образованию наклонов свободной поверхности океана и, следовательно, горизонтальных градиентов давления. В результате возникают градиентные течения.
Таким образом, создаваемое ветром течение состоит из дрейфовой составляющей, возбуждаемой непосредственно действием касательного напряжения ветра на поверхностный слой океана, и из градиентной составляющей, связанной с возникающими наклонами свободной поверхности океана.
Приливообразующие силы связаны с силами притяжения Луны и Солнца и действуют одновременно на всю массу вод океана. Благодаря суточному вращению Земли величины этих сил периодически изменяются. В результате возникают периодические приливные течения и колебания уровня - приливы. Поскольку приливные течения не создают существенного переноса вод в одном преобладающем направлении, их роль в общей циркуляции вод невелика.

По-видимому, важное значение периодических приливных течений состоит в том, что они постоянно поддерживают турбулизацию вод во всей толще океана, создавая своеобразный фон турбулентности.
Изменения атмосферного давления создают горизонтальные градиенты давления и соответствующие им бароградиентные течения. Очевидно, что если поле атмосферного давления не изменяется, то рельеф свободной поверхности океана со временем приспосабливается к нему. При этом течения не наблюдаются, так как неравномерность атмосферного давления деформирует рельеф поверхности океана таким образом, что горизонтальные градиенты суммарного давления столбов атмосферы и воды равны нулю. Другими словами, установившаяся статическая неравномерность поля атмосферного давления не возбуждает течений в океане (в противном случае имел бы место «вечный двигатель»).
Горизонтальная неоднородность поля плотности в океане непрерывно поддерживается процессами теплообмена, влагообмена и переноса течениями. Горизонтальные градиенты давления, связанные с этой неоднородностью плотности (температуры и солености), поддерживают плотностные (термохалинные) течения.
Относительные значения сил. Как уже было отмечено выше, количественный вклад отдельных факторов в наблюдающееся в конкретных условиях течение может быть весьма различным. Для средних условий в океане можно выделить три характерные области, отличающиеся величиной соотношения сил, создающих течения, и сил, уравновешивающих их воздействие.
В поверхностном слое океана наибольшее значение имеет действие касательного напряжения ветра на поверхность океана. Как уже было отмечено выше, оно создает ветровое течение как непосредственно турбулентным трением, передающим касательные напряжения от поверхности океана в глубину, так и через горизонтальные градиенты давления, возникающие при наклонах уровня ветром (особенно в прибрежных ветровых нагонах). Основной вторичной силой, уравновешивающей действие ветра в поверхностном слое, является сила Кориолиса. Несколько меньшее значение по сравнению с отмеченными силами имеют неоднородность поля плотности и внутренняя турбулентная вязкость, возникающая при движении воды и, в частности, передающая эффект трения о дно и берега.
В прибрежной области океана в верхнем слое наряду с основными действующими силами существенное значение приобретают инерционные силы. Их действием в значительной мере обусловлены прибрежные усиления течений.
Что касается течений Мирового океана, вне его поверхностного и прибрежного пограничных слоев, то здесь преобладает сравнительно простой баланс сил. Горизонтальные градиенты давления, обусловленные ветровыми наклонами поверхности и неоднородностью поля плотности, уравновешены главным образом силой Кориолиса. 

Еще по теме Теории дрейфовых и плотностных течений:

1. ТЕОРИИ О ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
2. Влияние морских течений на распределение температу р в водных массах. 
3. КЛИНИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ОЖОГОВ
4. УРОДСТВА И АНОМАЛИИ, НАРУШАЮЩИЕ ТЕЧЕНИЕ РОДОВ
5. УРОДСТВА И АНОМАЛИИ, НАРУШАЮЩИЕ ТЕЧЕНИЕ РОДОВ
6. ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ РОДОВ И ПОСЛЕРОДОВОГО ПЕРИОДА У ЖИВОТНЫХ РАЗНЫХ ВИДОВ
7. Теории индивидуального отбора
8. Теории эволюции
9. НАУЧНОСТЬ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
10. КРИТИКА СИНТЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
11. 2. Стержень теории биологической эволюции