Движение вод океана
Вода в океане постоянно движется под действием ветра, силы тяжести, притяжения Луны и Солнца, а также из-за различий температуры и солёности. Основные виды движения океанической воды — волны, течения, приливы и отливы.
Волны: колебательное движение воды
Волны — это колебательные движения водной поверхности, при которых энергия распространяется на расстояние, а частицы воды в основном совершают движения около своего среднего положения. Поэтому волна переносит энергию, но не перемещает большие массы воды в направлении своего распространения.
Ветровые волны — волны, возникающие под действием ветра на поверхности океана или моря. Их высота зависит от скорости и продолжительности ветра, а также от длины разгона — расстояния, на котором ветер действует на воду.
Важные характеристики волны: гребень — самая высокая часть; ложбина — самая низкая часть; высота волны \(H\) — вертикальное расстояние между гребнем и ложбиной; длина волны \(\lambda\) — расстояние между соседними гребнями; период \(T\) — время прохождения двух соседних гребней через одну точку.
В формуле \(v\) — скорость распространения волны, \(\lambda\) — длина волны, \(T\) — период. На мелководье волны замедляются, их длина уменьшается, а высота может увеличиваться. При подходе к берегу гребень становится круче и волна разрушается, образуя прибой.
Цунами — длинные волны, обычно возникающие из-за подводных землетрясений, извержений вулканов или оползней. В открытом океане они могут быть невысокими, но при выходе на мелководье резко увеличиваются.
Океанические течения
Морское течение — направленное перемещение больших масс воды в океане или море. В отличие от волн, течение переносит воду на значительные расстояния. Течения бывают поверхностными и глубинными, тёплыми и холодными, постоянными и временными.
Течение называют тёплым, если его вода теплее окружающей воды, и холодным, если она холоднее. Это относительная характеристика: течение не обязано быть тёплым или холодным само по себе.
- Постоянные ветры создают многие поверхностные течения: пассаты вызывают движение воды в тропиках, а западные ветры — в умеренных широтах.
- Различия температуры и солёности приводят к различиям плотности воды и формируют глубинную циркуляцию.
- Вращение Земли отклоняет движущуюся воду: в Северном полушарии — вправо, в Южном — влево.
- Очертания материков изменяют направление течений и заставляют их отклоняться вдоль берегов.
Тёплые течения обычно направляются от экватора к более высоким широтам, а холодные — от полярных и умеренных широт к экватору. Течения влияют на климат побережий: тёплые повышают температуру и влажность, холодные часто способствуют сухости воздуха и образованию туманов.
| Вид течения | Признак | Влияние на побережье |
|---|---|---|
| Тёплое | Вода теплее окружающей | Повышает температуру и влажность воздуха |
| Холодное | Вода холоднее окружающей | Понижает температуру, может усиливать сухость и туманы |
| Поверхностное | Движение верхнего слоя воды | Связано главным образом с ветрами |
| Глубинное | Движение в толще или у дна | Связано с плотностью воды |
Почему течение, направленное от экватора к полюсам, чаще всего бывает тёплым?
Приливы и отливы
Прилив — периодическое повышение уровня воды у берега, а отлив — периодическое понижение уровня воды. Главная причина этих явлений — притяжение Земли Луной. Солнце также влияет на приливы, хотя находится дальше, потому что обладает большой массой.
Из-за вращения Земли большинство побережий обычно испытывает примерно два прилива и два отлива за лунные сутки. Лунные сутки длятся около 24 часов 50 минут, поэтому время приливов ежедневно смещается примерно на 50 минут.
Когда Солнце, Земля и Луна располагаются примерно на одной линии, силы притяжения складываются. Возникают сизигийные приливы — самые высокие приливы и самые низкие отливы. Они наблюдаются в новолуние и полнолуние.
Когда направления притяжения Луны и Солнца образуют прямой угол, приливы слабее. Это квадратурные приливы: они наблюдаются примерно в первую и последнюю четверти Луны.
Как решать задания о движении воды
В экзаменационных заданиях нужно различать причину явления, его направление и последствия. Если в условии указаны ветер и перенос воды у поверхности, речь обычно идёт о течении. Если описаны гребни и ложбины, это волны. Если говорится о регулярном изменении уровня моря, нужно выбрать приливы и отливы.
Длина волны равна \(12\) м, период — \(3\) с. Определим скорость распространения волны.
Сначала определите полушарие, затем вспомните отклонение движущейся воды: вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Не путайте направление течения с направлением ветра: течение может отклоняться относительно ветра.
1. Называть волну течением: волна переносит энергию, а течение переносит воду. 2. Считать, что тёплое течение всегда имеет высокую температуру: это сравнительная характеристика. 3. Связывать приливы только с Солнцем: главный фактор — притяжение Луны. 4. Путать прилив с волной: прилив меняет уровень моря на больших территориях и повторяется периодически. 5. Забывать переводить километры в метры и минуты в секунды при вычислении скорости.
Значение движения океанической воды
Движение воды перераспределяет тепло, влагу, питательные вещества и растворённые газы. Течения влияют на климат, судоходство и рыболовство. Приливы используют для получения электроэнергии, а волны и течения могут быть источниками энергии, хотя их освоение требует сложных сооружений и защиты от штормов.
Связь океана с сушей проявляется и в круговороте воды: испарение, испарение воды, осадки и поверхностный сток поддерживают обмен между океаном и материками. Температура и солёность воды, рассмотренные на странице свойства океанической воды, помогают объяснить глубинные течения.
Проверь себя
Главное
- Волны — колебательное движение воды; их скорость определяется формулой \(v=\lambda/T\).
- Течения — направленное перемещение больших масс воды; их создают ветры, различия плотности, вращение Земли и очертания материков.
- Тёплые и холодные течения определяют относительно окружающей воды и учитывают при объяснении климата побережий.
- Приливы и отливы вызваны главным образом притяжением Луны; самые сильные приливы бывают при новолунии и полнолунии.
- В задачах важно различать перенос энергии волнами, перенос воды течениями и периодическое изменение уровня моря приливами.