Jakákoli teorie proudění je založena na soustavách hydrodynamických rovnic pro složky vektoru rychlosti, které jsou v každém konkrétním případě zjednodušeny v souladu s problémem. W. Ekman použil dvě rovnice pro složky vektoru rychlosti u A proti- průměty proudění na ose X A na, přičemž se berou v úvahu pouze dvě síly, které se vzájemně vyrovnávají: třecí síla způsobená větrem na povrchu a Coriolisova síla.
Problém nastolil F. Nansen, který si při expedici na Framu (1893 - 1896) všiml odchylky ledového driftu vpravo od větru, vysvětlil to vlivem Coriolisovy síly a požádal o kontrolu to s matematickým řešením. První řešení provedl W. Ekman v roce 1902 a odpovídalo nejjednodušším a zároveň obecným podmínkám: oceán je jednotný hladinou, hustotou a viskozitou, nekonečně hluboký, rozlehlý a podléhá působení stálého větru ( bráno podél osy y). Vítr je také neomezený a stálý, pohyb je stálý (stacionární). Za těchto podmínek řešení vypadalo takto:
Kde PROTI o - aktuální rychlost na hladině oceánu; µ - dynamický viskozitní koeficient; S- hustota vody; sch- úhlová rychlost rotace Země; ts- zeměpisná šířka, osa z směřující dolů.
Rovnice ukazují, že povrchový proud se odchyluje od směru větru o 45° doprava na severní polokouli a doleva na jižní polokouli. Pod povrchem proud klesá s hloubkou v absolutní hodnotě podle exponenciálního zákona a nadále se odchyluje doprava na severní polokouli a doleva na jižní polokouli. Průmět prostorové křivky procházející konci vektorů rychlosti (obálky) na hladinu oceánu bude vyjádřen logaritmickou spirálou - Ekmanovou spirálou (obr. 1).
Rýže. 1.
Na horizontu má proud opačný směr než povrchový a rychlost je stejná (asi 4 %) jako povrchová, to znamená, že rychlost prakticky slábne (je třeba si pamatovat stejný vzorec během vln). Tento horizont, tzv hloubka tření, byl definován Ekmanem pomocí vzorce
a nazývá se celá vrstva Ekmanian nebo třecí vrstva.
Hloubka tření tak závisí na zeměpisné šířce místa. Tato hloubka se pohybuje od minimální hodnoty na pólu po maximum (nekonečno) na rovníku, kde je sinus zeměpisné šířky nula. To znamená, že podle teorie by měl proudění větru na rovníku sahat až ke dnu, což se v přírodě neděje. Tloušťka vrstvy větrných proudů je prakticky omezena na několik desítek metrů.
Zbývá určit, kam se přenese voda celé vrstvy, pokud proudy na různých horizontech mají různé směry. Odpověď lze nalézt integrací vertikálních složek aktuální rychlosti. Ukázalo se, že k přenosu vody ve větrném proudu podle Ekmana nedochází podél větru, ale kolmo k němu, podél osy x x. To je snadno pochopitelné, protože teorie je založena na předpokladu rovnováhy mezi třecí silou (je směrována podél osy pořadnice v kladném směru) a Coriolisovou silou. To znamená, že tento musí být nasměrován podél osy pořadnice směrem k záporným hodnotám, a proto musí přenos hmoty směřovat podél osy úsečky v kladném směru (pro severní polokouli doprava).
Ekmanova teorie nám také umožňuje získat vzorec pro vztah mezi rychlostmi větru W a povrchové proudy PROTI 0:
Ve vzorci (3) koeficient úměrnosti při rychlosti větru W(0,0127) se nazývá koeficient větru.
Poté Ekman (1905) aplikoval svou teorii na moře konečné hloubky. Ukázalo se, že řešení závisí na hlavním argumentu – poměru hloubky místa k hloubce tření. Závisí na ní rychlost proudění větru, úhel odchylky proudu od větru a tvar křivky obklopující proudové vektory. Když je úhel vychýlení toku na povrchu 21,5°, když je úhel menší než 5°, směr se mění málo hluboko od povrchu a když je směr toku stejný v celé vrstvě. Hodnota rychlosti dole bude nulová.
V blízkosti pobřeží se struktura větrného proudu stává složitější. V ideálním případě, když je břeh svislá stěna s hloubkou větší než 2 D a dno se k této stěně kolmo přibližuje, vzniká třívrstvý systém proudů. Hloubka vrchní vrstvy D má normálně vyvinutou strukturu Ekmanovy spirály; pod ní leží vrstva s vertikálně konstantní rychlostí proudění směřující podél pobřeží - to gradientní proudění. Ve vrstvě umístěné směrem nahoru ode dna ve vzdálenosti D (spodní třecí vrstva) se rychlost proudění snižuje a mění směr podél stejné spirály z hodnoty rychlosti mezivrstvy na nulu úplně dole. Schéma takové struktury pobřežního proudu je na obr. 2. Znázorňuje pobřežní cirkulaci vody při nárazovém větru, kdy výsledný vodní tok směřuje pryč od pobřeží. Vítr je nasměrován tak, že pobřeží leží na levé straně (schéma je uvedena pro severní polokouli). S opačným větrem se získá podobný vzor pro případ vlnobití a vítr kolmý ke břehu nevyvolá vlnu ani vlnu. Toto je neutrální vítr. Toto schéma se nevyskytuje ve své čisté podobě, ačkoli v blízkosti hlubokých břehů (například poblíž kavkazského a krymského pobřeží Černého moře) lze pozorovat podobnou situaci, která v případě nárůstu vede k vzestupu (viz 10.5.2). .
Rýže. 2. Schéma struktury proudu v blízkosti hlubokého břehu v úseku ( A) a plánovat ( b) (podle Ekmana)
Na mělkých březích, kde největší vlnový efekt vytvářejí větry ve směru kolmém k pobřeží (například ve Finském zálivu a Taganrogu), a jeho směr rovnoběžný s pobřežím bude neutrální.
Na základě Ekmanovy teorie se rozvíjel a dále rozvíjí výzkum větrných proudů. Například teorie větrných proudů byly vyvinuty pro mělké moře různé formy. Byla stanovena role změn úrovně větru při vytváření vzoru vodních proudů ve Světovém oceánu. Ukázalo se, že pod vlivem nerovnoměrného větru se objevují svahy vodní hladiny, které zpočátku mění hustotní pole jen málo. Pokud vítr fouká delší dobu, pole hustoty se přeskupí. Méně hustá voda v horních vrstvách pod vlivem Coriolisovy síly a přívalu větru teče k vysoké hladině (pravá strana proudu na severní polokouli) a hustší voda v hloubce teče k nižší hladině a tlaku ( levá strana proudu).
VĚTRNÝ PROUD - oceánský proud způsobený větrem nad vodní hladinou, zejména v těch částech Světového oceánu, kde je větrný režim celkem stabilní, například ve středních zeměpisných šířkách jižní polokoule.
Slovník větrů. - Leningrad: Gidrometeoizdat. L.Z. Hovno. 1983.
Podívejte se, co je „WIND CURRENT“ v jiných slovnících:
větrný proud- driftový proud Povrchový proud, který vzniká v důsledku přenosu energie z větru do povrchových vod oceánu. Skutečná odezva povrchových vod, někdy nazývaná Ekmanův drift nebo větrný drift, je krátkodobá... ... Technická příručka překladatele
větrný proud- Mořské proudění způsobené tlakem větru na povrchovou vrstvu vody. Syn.: vlnový proud... Zeměpisný slovník
Čelní sklo- Panoramatické čelní sklo Edsel Corsair z roku 1959. Čelní sklo nebo čelní sklo je průhledný štít nainstalovaný před kabinou automobilu (nebo jiného vozidlo) chránit řidiče a cestující před blížící se... ... Wikipedie
vlnový proud- Mořské proudění způsobené tlakem větru na povrchovou vrstvu vody. Syn.: proud větru... Zeměpisný slovník
monzunový proud- Povrchové (do hloubky cca 200 m) větrné proudění v oceánech a mořích se sezónními změnami směru způsobenými monzuny... Zeměpisný slovník
Vítr (drift) oceánský proud jižně od 65° jižní šířky. sh., vznikající vlivem převládajících východních větrů. Šířka P.a. t. asi 250 mil. Pokrývá Antarktidu v téměř souvislém prstenci... Slovník větrů
JEZERO- vodní plocha obklopená pevninou. Velikost jezer se pohybuje od velmi velkých, jako je Kaspické moře a Velká jezera v Severní Americe, až po malé vodní plochy o rozloze několika set metrů čtverečních nebo ještě menší. Voda v nich může být čerstvá,... ... Collierova encyklopedie
jezero- přirozená vodní plocha v prohlubni na zemském povrchu (jezerní pánev). Jezera jsou napájena atm. srážky, povrchový a podzemní odtok. Podle vodní bilance se jezera dělí na jezera průtočná (ta, z nichž vytéká řeka nebo řeky) a odvodňovací (bez... Zeměpisná encyklopedie
mořské proudy- translační pohyby vod Světového oceánu způsobené větrem a rozdíl jejich tlaků na stejných horizontech. Proudy jsou hlavním typem pohybu vody a mají obrovský vliv na rozložení teploty, slanosti a... ... Námořní encyklopedická referenční kniha
spodní protiproud- Proud ve spodních vrstvách vody, kompenzující proud povrchového větru... Zeměpisný slovník
Větrné proudy proudy povrchových vod oceánů a moří vznikající působením větru na vodní hladinu. K rozvoji proudění větru dochází při kombinovaném vlivu třecích sil, turbulentní viskozity, tlakového gradientu, vychylovací síly rotace Země atd. Větrná složka těchto proudů se bez zohlednění tlakového gradientu nazývá driftový proud. Za podmínek směrově stálých větrů se rozvíjejí mohutné proudy proudění větru, např. severní a jižní pasát, proud západních větrů aj. Teorii proudění větru vypracoval Švéd V. Ekman, spol. Ruští vědci V. B. Shtokman a N. S. Lineikin, Američan G. Stoml.
Velká sovětská encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978 .
- Větrná eroze
- Větrná turbína
Podívejte se, co jsou „větrné proudy“ v jiných slovnících:
SNADNÉ PROUDY- větrné proudy v oceánu způsobené vytrvalými, dlouhotrvajícími větry. Vyznačují se stálostí ročních charakteristik se znatelným rozdílem v sezónních (Gulf Stream, Kuroshio, pasátové proudy atd.). Ekologická encyklopedie...... Ekologický slovník
mořské proudy- translační pohyby vod Světového oceánu způsobené větrem a rozdíl jejich tlaků na stejných horizontech. Proudy jsou hlavním typem pohybu vody a mají obrovský vliv na rozložení teploty, slanosti a... ... Námořní encyklopedická referenční kniha
Světové oceánské proudy- dopředné pohyby vodních mas v oceánech a mořích, součást obecného vodního cyklu Světového oceánu. Jsou způsobeny třecí silou mezi vodou a vzduchem, tlakovými gradienty, které vznikají ve vodě, a slapovými silami Měsíce a Slunce. Na... ... Marine Dictionary
Driftové proudy- proudy v nádržích způsobené působením větru. Viz větrné proudy...
SNADNÉ PROUDY- větrné proudy, dočasné, periodické nebo trvalé, vznikající na hladině vody vlivem větru. Odchylují se od směru větru na severní polokouli vpravo pod úhlem 30-45°. V mělkých vodních nádržích je úhel mnohem menší a na ... ... Wind Dictionary
Mořské proudy- ... Wikipedie
oceánské proudy
oceánské proudy- Mapa světových oceánských proudů 1943 Mořské proudy jsou stálé nebo periodické toky v mocnosti světových oceánů a moří. Existují konstantní, periodické a nepravidelné toky; povrchové i pod vodou, teplé a studené proudy. Na... ... Wikipedii
mořské proudy- (oceánské proudy), translační pohyby mas vod v mořích a oceánech, způsobené různými silami (působení tření mezi vodou a vzduchem, tlakové gradienty vznikající ve vodě, slapové síly Měsíce a Slunce). Na… … encyklopedický slovník
Hustotní proudy- gradientní proudy, proudy v mořích a oceánech, buzené horizontálními tlakovými gradienty, které jsou způsobeny nerovnoměrným rozložením hustoty mořská voda. Spolu s proudy větru (viz Proudy větru) konstantní P.... ... Velká sovětská encyklopedie
Větrné proudy vedou k přívalu vody ze závětrné strany nádrže a k nárůstu na návětrné straně. Výsledný horizontální tlakový gradient, nasměrovaný ve směru opačném k větru, způsobuje jeden z typů hlubokých kompenzačních proudů. [...]
Větrné proudy v nádržích, tekoucích jezerech, zálivech a ústích řek téměř vždy interagují s katabatickými nebo seiche proudy. Zároveň mění vertikální rozložení rychlosti odtoku nebo seiche proudů a v některých případech dokonce vytvářejí unikátní systémy cirkulace vody v jakékoli oblasti nebo dokonce v celé nádrži.[...]
Proudění větru je pozorováno v povrchových vrstvách s hloubkou v průměru 0,4 hloubky nádrže (H); má stejný směr jako vítr a jeho rychlost se mění od r0 na povrchu do nuly v hloubce 0,4 N. Níže leží vrstva kompenzačního proudění, které má směr opačný než vítr. . Při vypouštění odpadních vod v blízkosti břehu (k čemuž obvykle dochází) jsou nejhorší podmínky vytvořeny v nádrži s větrem podél břehu, ve směru k nejbližšímu odběru vody5 Tento případ je zvažován dále. [...]
Proudy, které vznikají za účasti třecích sil, jsou větrné proudy způsobené dočasnými a krátkodobými větry a driftové proudy způsobené ustálenými větry, které působí dlouhodobě. Větrné proudy nevytvářejí sklon hladiny, ale driftové proudy vedou ke sklonu hladiny a vzniku tlakového gradientu, které určují výskyt hlubokého spádového proudu v pobřežních oblastech. [...]
VĚTRNÝ PROUD - pohyb vody pod vlivem větru.[...]
Během intenzivních bouří, které se shodují s jarními přílivy a odlivy, dochází k maximální rychlosti transportu sedimentů, protože proudy jsou zesíleny bouřkovou vlnou a/nebo větrnými proudy (obr. 9.50, B). V proximálních zónách eroze vytváří mělké kanály, ploché erozní povrchy a zbytkové oblázkové usazeniny. V níže položených zónách dochází k rychlé migraci spodních forem, včetně tvorby srpkových dun s distálním ukládáním tenčích vrstev bouřkového písku. Výsledný sedimentární obal má větší šanci na zachování.[...]
Kromě větrných proudů mohou v hydrodynamickém obrazu vnitrozemských vodních útvarů hrát důležitou roli také dva další jevy. Vlivem větru se izobarické plochy nakloní, což následně způsobí změnu úhlu sklonu termokliny a hladiny povrchu. S ustáním větru se v nádrži objevují dlouhodobé oscilace, známé jako seiches (obr. 4.17).[...]
Protože větrné proudy závisí na větrném režimu v té či oné oblasti, jsou výše uvedené parametry akceptovány pro evropskou část. SSSR podle meteorologických stanic a s přihlédnutím ke zvýšení rychlosti větru přibližně o 20 %. Všechny výpočty byly provedeny pro větrné proudy s průměrnou rychlostí větru 5,5 m/s. Tak byl získán vzorec 10.21 pro speciální případ s parametry uvedenými výše.[...]
Rychlost větrných proudů v horních a spodních vrstvách v Kaspickém moři u Baku je určena na 2,0-2,5 % rychlosti větru. U ostatních mořských pobřeží tato hodnota dosahuje 3-5 %.[...]
Jednosměrné větrné proudy byly studovány, jak je uvedeno výše, v zařízení, jehož konstrukce předurčila vznik cirkulace vody ve vodorovné rovině vlivem větru.[...]
Při jednosměrném proudění větru byla jednoznačně zjištěna změna vertikálního rozložení OG se změnou poměru H/k. Při H/k 1,0 klesaly hodnoty sn od hladiny vody, kde byly největší, k horizontu (0,2... 0,4)R a poté klesaly velmi plynule nebo se prakticky neměnily až ke dnu. (viz. obr. 3.7). Hodnoty při H/k 1,0 plynule klesaly od povrchu k horizontu (0,5... 0,8)R a poté plynule rostly směrem ke dnu, takže se na povrchu a na dně ukázaly být blízko a dokonce rovné. Další pokles N/c na 0,4-0,6 vedl k vyrovnání rozložení st„ vertikálně.[...]
Materiály ze studia proudů v přírodních podmínkách a v laboratorních instalacích ukazují, že míra vlivu proudění větru na katabatický proud se zvyšuje, ostatní věci jsou stejné, se zvyšující se rychlostí větru a se snižováním rychlosti katabatického proudu. nebo seiche proud [...]
V přírodních podmínkách jsou větrné proudy často narušeny seismickými, odtokovými nebo zbytkovými proudy. V tomto ohledu je z naměřených dat jen zřídka možné získat diagramy s plynulou vertikální změnou rychlosti a stabilním směrem proudění v čase v různých horizontech. Pouze v případech, kdy jsou dlouhodobě měřeny proudy na jednotlivých vertikálách a tato měření jsou doprovázena záznamem větru, vodní hladiny a vlnění, lze z mnoha diagramů vybrat ty, které splňují podmínky kvazistabilních proudů větru. Měření tohoto druhu prováděly expediční skupiny Státního hydrologického ústavu na nádržích Kairakkum, Kakhovsky a Kremenčug a na několika malých jezerech. Několik diagramů získaných z těchto měření je znázorněno na Obr. 4.16. Největší gradienty vertikální rychlosti ve většině těchto diagramů jsou omezeny na povrchové a spodní vrstvy a nejmenší - na centrální část toku.[...]
Při vícesměrném proudění větru vznikají vírové útvary se svislou nebo nakloněnou osou rotace častěji než při jednosměrném proudění větru. Jsou jasněji vyjádřeny a častěji se vyskytují v oblasti vlivu kompenzačního toku. Největší z vírových útvarů se svislou osou rotace pronikají celou tloušťkou zóny působení kompenzačního proudu (obr. 2.5) a částečně pronikají i do zóny působení driftového proudu.[...]
Pro plný rozvoj větrného proudu je na rozdíl od vlnění nutné, aby se celá vodní hmota nádrže začala pohybovat v souladu s přísunem větrné energie a energetickými ztrátami: třením ve vodním sloupci. Proto při stejné rychlosti, větru a dalších stejných podmínkách bude trvání vývoje větrného proudu delší v nádrži, ve které větší hloubka a doba vzestupu vln v těchto nádržích bude přibližně stejná. Tuto okolnost lze potvrdit na příkladu. Doba trvání vývoje větrných proudů, například v jezeře. Bajkal (Yasr = 730 m) s rychlostí větru 10,5 m/s, podle výpočtů uvedených výše, je 60-110 hodin a délka vývoje vlny pro centrální úsek je podle práce asi 18 hodin [...]
Přestože jsou slapové proudy obousměrné, lineární nebo kruhové, provádějí převážně jednosměrný transport sedimentu vzhledem k tomu, že 1) odlivové a odlivové proudy se obvykle nerovnají maximální síle a trvání (obr. 7.39, e); 2) odlivové a odlivové proudy mohou sledovat vzájemně se vylučující transportní trasy; 3) zpomalující účinek spojený s kruhovým přílivem zpožďuje dodávku sedimentu; 4) jednosměrný přílivový proud může být zesílen jinými proudy, například proudem unášeného větru. Interakce těchto procesů je dobře demonstrována na příkladu nejstudovanějších moří na světě, konkrétně moří severozápadní Evropy, jejichž hydrodynamický režim je v částečné rovnováze s tvary povrchu dna a směry sedimentu. doprava.[...]
Sarkisyan A. S. Výpočet stacionárních větrných proudů v oceánu // Izv. Akademie věd SSSR.[...]
Při studiu vertikální struktury větrných proudů je třeba věnovat největší pozornost největším vírovým útvarům, neboť mají největší energii pohybu a určují např. procesy, jako je vertikální míšení vody.[...]
Uvažované typy vírových struktur větrných proudů, i když jsou typické, nevyčerpávají celou možnou rozmanitost procesů pohybu částic ani pro specifikované větrné a vlnové podmínky.[...]
Jak známo (viz § 73), s hloubkou klesá aktuální rychlost a mění se její směr. V určité hloubce může mít proud opačný směr než povrchový. Změna směru proudění není vždy výsledkem geostrofického efektu. V nádržích omezené velikosti je to často důsledkem tvorby kompenzačního proudu. V blízkosti pobřeží způsobují větrné proudy jevy unášení nebo nárůstu. Objeví se další sklon vodní plochy, namířený proti větru. V důsledku toho se pod vlivem gravitace vyvíjí hluboký spádový protiproud (kompenzační proud), který pomáhá udržovat rovnováhu vody v jezeře. Tímto způsobem se tvoří smíšený tok.[...]
U kvazistabilních jednosměrných větrných proudů se doba existence velkých vírových útvarů ukázala být blízká výše uvedeným průměrným hodnotám, ale tato informace je zhruba přibližná, protože byla získána spočtením počtu záběrů s jasně definovanými vzestupnými a sestupné trajektorie částic. [...]
Určitého pokroku bylo dosaženo při výpočtu proudového pole z větrného pole, povrchových a hlubinných proudů, s přihlédnutím ke změnám hustotního pole. Nedostatečná znalost reálných parametrů (např. koeficientu viskozity) však neumožňuje považovat problém větrných proudů za vyřešený. Proto byly spolu s teoretickými výpočty proudového pole donedávna široce používány k řešení aplikovaných problémů semiempirické metody.[...]
V úzkých zálivech převládají seiche a gradientní proudy, které vznikají při rozdílech hladin mezi nádrží a zálivem a působí převážně podél podélné osy zálivu. Role větrných proudů je v takových podmínkách nevýznamná, zvláště v přítomnosti vysokých břehů.[...]
Poměrně mnoho informací o změnách povrchové rychlosti větrných proudů v pobřežních zónách mělké vody bylo ve Státním hydrologickém ústavu získáno především z leteckých měření a informace o změnách průměrné rychlosti na vertikálách byly získány z měření hlubokými plováky z lodí. . Předchozí analýza ukázala, že většina měření ukazuje na nevýznamnou změnu rychlosti větrných proudů přes šířku zóny. Díky diferencovanému zkoumání dříve získaných a nových aktuálních dat měření však bylo možné identifikovat rozdíly v trendech změn rychlosti napříč šířkou pobřežní oblasti mělké vody při různé směry vítr vzhledem k pobřeží.[...]
Výše bylo ukázáno, že v konečných fázích vývoje hloubkově jednosměrného větrného proudu ve vodním sloupci dochází k tvorbě eliptických vírů, které mohou pokrýt celou tloušťku proudění a v podélném směru přesahují hloubku o 8-10krát. Spolu s těmito největšími strukturními útvary vznikají v proudění menší víry s vodorovnou osou, vyplňující prostor uvnitř velkých vírů a podél jejich obrysu, dále víry různé velikosti se svislými nebo nakloněnými osami rotace. Většinou stejné strukturální rysy převládají u jednosměrných větrných proudů a v kvazi-stabilní fázi vývoje procesu.[...]
V široce otevřených zátokách, které volně komunikují s nádrží, jsou procesy přepravy vodních mas obvykle určovány větrnými proudy. Vlivem větru, vln a větrných proudů nádrže se v takových zátokách vytvářejí velmi unikátní vodní makrocirkulační systémy.[...]
Na základě zvážení navržených metod pro stanovení kriteriálních vztahů je zřejmé, že fyzikální modelování větrných proudů je velmi pracný úkol ve vztahu jak k experimentální technice, tak k přepočtu dat modelování na přírodní podmínky. Dosavadní experimenty však ukazují, že náklady na práci a peníze jsou nejčastěji hrazeny velkou hodnotou výsledných materiálů.[...]
Jako příklad na Obr. 4.3 tlustá čára znázorňuje průběh středního a přerušovaná čára mezní polohu dolní hranice driftového proudu v měřickém poli, jejíž rozměry po osové rovině žlabu byly přibližně stejné jako celk. hloubka toku. Kolísání spodní hranice driftového proudu se zvyšovalo v případech, kdy se zvětšila velikost vírových útvarů a když se vyvíjející proud větru superponoval na zbytkový proud.[...]
Studie ukázaly, že když odpadní voda obsahující kontaminanty vstupuje a je rozptýlena pomocí speciálních technických zařízení nebo proudů, dochází k přeměně chemických sloučenin. Znečišťující látky z rozpuštěné formy přecházejí do pevné fáze, hromadí se v sedimentech na dně, nebo se dostávají do těch mořských organismů, které, pokud je člověk nevyužívá, jsou potravou pro ryby. V tomto případě je nutné vzít v úvahu vliv chemických sloučenin na mořské pobřeží a také atmosféru, kdy větrné proudy odnášejí pěnu ve formě aerosolů. Poslední faktor byl špatně prozkoumán, takže je v současné době obtížné posoudit jeho dopad. Emise plynů a prachu procházejí podobně jako odpadní vody podobnými fázemi a nakonec v důsledku interakce na rozhraní voda-vzduch dochází k aktivnímu rozpouštění jednotlivých sloučenin.[...]
Platnost tohoto názoru lze vidět při uvažování chronogramů (obr. 3.2) pro tři různá jezera: Ladoga, Bely a Balkhash. Na prvních dvou jezerech během sledovaného období převládaly větrné proudy v relativně stabilních směrech (obr. 3.2a, b) a na třetím jezeru převládaly seiche proudy s periodou od 3 do 12 hodin (obr. 3.2). Všechny chronogramy jasně ukazují kolísání rychlosti a směru proudu, přestože první z těchto charakteristik byla zprůměrována přes 176 s. Prezentované chronogramy nám umožňují dospět k závěru, že okamžité rychlosti se za přirozených podmínek mění v ještě širších mezích, než je znázorněno na obr. 3.2. Získání okamžitých hodnot rychlosti a směru proudění v přírodních podmínkách, zejména v zóně vlnových oscilačních pohybů, je však velmi obtížné.[...]
Zvláště zajímavá je skutečnost, že zobecněný diagram na Obr. 6.4 se poměrně výrazně liší od diagramů získaných z měření v jezeře. Balchaš v podmínkách převahy seiche proudů, ale blíží se diagramům získaným z měření pod vlivem větrných proudů v nádržích s omezenou hloubkou.[...]
Pomocí této techniky je snadné ověřit, že šířka zóny pokryté vícesměrným větrným proudem do hloubky je obvykle 4-6krát větší než šířka zóny pokryté například v blízkosti návětrného pobřeží jednosměrným větrným proudem. do hloubky. Plocha průřezu pokrytá gradientním prouděním za takových podmínek se ukazuje být 2,0-2,5krát větší než plocha průřezu pokrytá driftovým proudem. Důvodem těchto rozdílů jsou rozdíly ve stupni turbulizace proudu - podstatně větší v zóně působení proudu vícesměrného do hloubky než v zóně působení jednosměrného proudu.
Námořníci se o přítomnosti oceánských proudů dozvěděli téměř okamžitě, jakmile začali brázdit vody Světového oceánu. Pravda, veřejnost jim věnovala pozornost, až když se díky pohybu oceánských vod podařilo mnoho velkých věcí. geografické objevy, například Kryštof Kolumbus doplul do Ameriky díky Severnímu rovníkovému proudu. Poté nejen námořníci, ale i vědci začali věnovat velkou pozornost mořským proudům a snažit se je co nejlépe a nejhlouběji prozkoumat.
Již v druhé polovině 18. stol. námořníci celkem dobře studovali Golfský proud a nabyté znalosti úspěšně aplikovali v praxi: z Ameriky do Velké Británie chodili s proudem a v opačném směru si udržovali určitý odstup. To jim umožnilo zůstat dva týdny před loděmi, jejichž kapitáni tuto oblast neznali.
Oceánský popř mořské proudy nazývané velkoplošné pohyby vodních mas ve Světovém oceánu rychlostí od 1 do 9 km/h. Tyto proudy se nepohybují chaoticky, ale určitým kanálem a směrem, což je hlavní důvod, proč se jim někdy říká řeky oceánů: šířka největších proudů může být několik set kilometrů a délka může dosáhnout několika tisíc.
Bylo zjištěno, že vodní toky se nepohybují přímo, ale mírně se odchylují do strany a jsou vystaveny Coriolisově síle. Na severní polokouli se pohybují téměř vždy ve směru hodinových ručiček, na jižní polokouli je to naopak.. Přitom proudy nacházející se v tropických šířkách (nazývají se rovníkové nebo pasáty) se pohybují převážně z východu na západ. Nejsilnější proudy byly zaznamenány podél východních pobřeží kontinentů.
Vodní toky necirkulují samy od sebe, ale uvádí je do pohybu dostatečné množství faktorů - vítr, rotace planety kolem své osy, gravitační pole Země a Měsíce, topografie dna, obrysy kontinenty a ostrovy, rozdíl teplotních ukazatelů vody, její hustotu, hloubku na různých místech oceánu a dokonce i její fyzikální a chemické složení.
Ze všech typů vodních toků jsou nejvýraznější povrchové proudy Světového oceánu, jejichž hloubka je často několik set metrů. Jejich výskyt ovlivnily pasáty neustále se pohybující v tropických šířkách ve směru západ-východ. Tyto pasáty tvoří obrovské proudy Severního a Jižního rovníkového proudění poblíž rovníku. Menší část těchto toků se vrací na východ a tvoří protiproud (kdy k pohybu vody dochází v opačném směru než pohyb vzdušných hmot). Většina z nich se při srážce s kontinenty a ostrovy otočí na sever nebo jih.
Proudy teplé a studené vody
Je třeba vzít v úvahu, že pojmy „studené“ nebo „teplé“ proudy jsou podmíněné definice. Takže navzdory skutečnosti, že teplotní ukazatele vody protékají Benguelským proudem, který teče podél mysu Dobrá naděje, jsou 20°C, považuje se za chlad. Ale North Cape Current, což je jedna z větví Golfského proudu, s teplotami od 4 do 6 °C, je teplý.
Děje se tak proto, že studené, teplé a neutrální proudy dostaly svá jména na základě srovnání teploty jejich vody s teplotou okolního oceánu:
- Pokud se ukazatele teploty toku vody shodují s teplotou okolních vod, nazývá se takový tok neutrální;
- Pokud je teplota proudů nižší než okolní voda, nazývají se studené. Obvykle proudí z vysokých zeměpisných šířek do nízkých (například Labradorský proud), nebo z oblastí, kde má voda oceánu díky vysokým průtokům řek sníženou slanost povrchových vod;
- Pokud je teplota proudů teplejší než okolní voda, pak se nazývají teplé. Pohybují se z tropických do subpolárních zeměpisných šířek, například Golfský proud.
Hlavní voda teče
V tuto chvíli vědci zaznamenali asi patnáct velkých oceánských vodních toků v Pacifiku, čtrnáct v Atlantiku, sedm v Indickém a čtyři v Severním ledovém oceánu.
Zajímavostí je, že všechny proudy Severního ledového oceánu se pohybují stejnou rychlostí - 50 cm/sec, tři z nich, a to Západní Grónsko, Západní Špicberky a Norsko, jsou teplé a pouze východní Grónsko je studený proud.
Ale téměř všechny oceánské proudy Indického oceánu jsou teplé nebo neutrální, s proudy Monzunu, Somálska, Západní Austrálie a Cape Agulhas (studené) se pohybují rychlostí 70 cm/s, rychlost zbytku se pohybuje od 25 do 75 cm. /sec. Vodní toky tohoto oceánu jsou zajímavé, protože spolu se sezónními monzunovými větry, které mění svůj směr dvakrát ročně, mění svůj tok také oceánské řeky: v zimě tečou hlavně na západ, v létě na východ (a jev charakteristický pouze pro Indický oceán).
Protože se Atlantský oceán táhne od severu k jihu, jeho proudy mají také poledníkový směr. Vodní toky umístěné na severu se pohybují ve směru hodinových ručiček, na jihu - proti směru hodinových ručiček.
Pozoruhodným příkladem proudění Atlantského oceánu je Golfský proud, který začíná v Karibském moři a nese teplé vody na sever a podél cesty se rozpadá na několik bočních proudů. Když se vody Golfského proudu ocitnou v Barentsově moři, vstoupí do Severního ledového oceánu, kde se ochladí a stáčí se na jih v podobě studeného Grónského proudu, načež se v určité fázi odchýlí na západ a znovu se připojí k zálivu. Stream, tvořící začarovaný kruh.
Proudy Tichého oceánu jsou převážně šířkové a tvoří dva obrovské kruhy: severní a jižní. Vzhledem k tomu, že je Tichý oceán extrémně velký, není divu, že jeho vodní toky mají významný dopad na velkou část naší planety.
Pasátové vodní proudy například přenášejí teplé vody ze západních tropických pobřeží na východní, proto je v tropickém pásmu západní část Tichého oceánu mnohem teplejší než protější strana. Ale v mírných zeměpisných šířkách Tichého oceánu je naopak teplota vyšší na východě.
Hluboké proudy
Po poměrně dlouhou dobu vědci věřili, že hluboko oceánské vody téměř nehybný. Brzy však speciální podvodní vozidla objevila ve velkých hloubkách jak pomalé, tak rychle tekoucí vodní toky.
Například pod Rovníkovým proudem Tichého oceánu v hloubce asi sto metrů vědci identifikovali podvodní Cromwellův proud, který se pohybuje na východ rychlostí 112 km/den.
Sovětští vědci našli podobný pohyb vodních toků, ale v Atlantském oceánu: šířka Lomonosovova proudu je asi 322 km a maximální rychlost 90 km/den byla zaznamenána v hloubce asi sto metrů. Poté byl objeven další podvodní tok Indický oceán, jeho rychlost se však ukázala mnohem nižší - asi 45 km/den.
Objev těchto proudů v oceánu dal vzniknout novým teoriím a záhadám, z nichž hlavní je otázka, proč se objevily, jak vznikly a zda je celá oblast oceánu pokryta proudy nebo tam je bod, kde je voda klidná.
Vliv oceánu na život planety
Roli oceánských proudů v životě naší planety lze jen stěží přeceňovat, protože pohyb vodních toků přímo ovlivňuje klima planety, počasí a mořské organismy. Mnozí přirovnávají oceán k obrovskému tepelnému motoru poháněnému solární energií. Tento stroj vytváří neustálou výměnu vody mezi povrchovými a hlubokými vrstvami oceánu, poskytuje mu kyslík rozpuštěný ve vodě a ovlivňuje život mořských obyvatel.
Tento proces lze vysledovat například uvažováním Peruánského proudu, který se nachází v Tichý oceán. Díky vzestupu hlubokých vod, které zvedají fosfor a dusík vzhůru, se na hladině oceánu úspěšně rozvíjí živočišný a rostlinný plankton, což vede k organizaci potravního řetězce. Plankton se živí malými rybami, které se zase stávají kořistí větších ryb, ptáků a mořských savců, kteří se zde při takovém množství potravy usazují, což z regionu činí jednu z nejproduktivnějších oblastí Světového oceánu.
Stává se také, že se studený proud zahřeje: průměrná okolní teplota stoupne o několik stupňů, což způsobí, že na zem dopadnou teplé tropické přeháňky, které, jakmile se dostanou do oceánu, zabíjejí ryby zvyklé na nízké teploty. Výsledek je katastrofální – obrovské množství uhynulých rybiček končí v oceánu, velké ryby opouštějí, rybolov ustává, ptáci opouštějí svá hnízdiště. V důsledku toho jsou místní obyvatelé ochuzeni o ryby, úrodu zničenou silnými dešti a zisky z prodeje guána (ptačího trusu) jako hnojiva. Obnovení předchozího ekosystému může často trvat několik let.
