Атмосфера и океан

Атмосфера и океан

Сотрудничество между океаном и атмосферой есть очень сложным процессом. Океаническая циркуляция возбуждается разностями и ветром плотностей, которые значительно зависят от состояния воздуха. Атмосферная тепловая машина со своей стороны в значительной мере приводится в воздействие океаном.
Воздух возбуждает главные океанические циркуляции и очень сильно воздействует на особенности морской воды; одновременно с этим воздух в значительной мере черпает собственную энергию из океана. Вправду, существует мало явлений в физической океанографии, в которых каким-либо образом не участвует воздух, и мало атмосферных явлений, для которых не значительно влияние океана. Исходя из этого тяжело выяснить, с чего лучше начать рассмотрение океана и взаимодействия атмосферы, поскольку в некоем смысле все тут взаимосвязано. Необходимо этот замкнутый круг в каком-либо месте, и возможно произвольно начать с рассмотрения действия ветра на океанскую воду.

В то время как ветер дует над водой, он создает на поверхности напряжение в направлении собственного действия. Механизм, благодаря которому это происходит, сложен и осознан еще далеко не вполне; но что это имеет место, сомнений не вызывает. Реакция океана на действие ветра очень сильно осложняется рядом факторов. Одним из самые важных есть вращение Почвы. Наличие континентальных барьеров поперек естественных направлений течений в океане еще более осложняет дело. Наконец, нужно учесть то событие, что вода есть жидкостью, а не жёстким телом.
Чтобы хоть как-то упростить картину, посмотрим, что произойдёт с пластиной, покоящейся на поверхности Почвы. Давайте потом предположим, что пластина может двигаться без трения. Разглядим действие резкого маленького импульса, что вынудит пластину двигаться, скажем, совершенно верно к северу. С позиций наблюдателя на вращающейся Почва, любой движущийся объект испытывает влияние ускорения Кориолиса, направленного совершенно верно под прямым углом к направлению его перемещения. Величина этого ускорения возрастает с повышением вертикальной компоненты и скорости объекта скорости вращения Почвы; в Северном полушарии оно направлено вправо от направления перемещения. Ускорение, направленное под прямым углом к скорости, должно привести к перемещению тела по кругу. Круговое перемещение такого рода именуется инерционным колебанием. Что-то подобное может время от времени происходить в океане —такие инерционные колебания довольно часто отмечаются при правильных наблюдениях за течениями посредством особых измерителей течений.
Инерционному колебанию для его полного цикла требуется совершенно верно добрая половина маятниковых дней. (Маятниковые дни — это время, нужное для полного оборота маятника Фуко. Подобно эффекту Кориолиса, оно зависит от вертикальной компоненты скорости вращения Почвы и, следовательно, изменяется с широтой. Оно близко к 24 часам на полюсах и возрастает до нескольких дней вблизи экватора. Правильнее, маятниковые дни это одни звездные дни, дроблённые на синус широты.) При наличии маленького трения пластина подобающа понемногу двигаться к центру круга по спирали. Перемещение ее по направлению к северу в конечном счете ведет к смещению на восток. Толща воды ведет себя практически так же, как набор таких пластин, расположенных одна на другой. Любая пластина способна двигаться в громадной степени независимо от вторых, в случае если исключить силы трения между ними. В то время как верхнюю пластину толкает ветер, то в северном полушарии она будет двигаться в направлении пару вправо от направления ветра. Верхняя пластина будет влиять методом трения на вторую пластину, находящуюся ниже, которая, следовательно, будет приводиться в перемещение в направлении еще более вправо. На каждой последующей стадии сила трения становится пару не сильный, так что не только изменяется направление перемещения, но и скорость его мало уменьшается. Последовательность таких эффектов ведет к движению и изменению скорости в направлении по спирали с повышением глубины. Это явление известно как спираль Экмана, по имени выдающегося шведского океанографа Экмана, что в первый раз обрисовал его в начале этого века. На некоей глубине и течение, и силы трения, которые связаны с ним, становятся пренебрежимо малыми. Целый слой воды над этой глубиной, другими словами слой, в котором трение играется значительную роль, именуется экмановским слоем. Потому, что между экмановским водой и слоем, лежащей под ним, трение несущественно, то экмановский слой в целом ведет себя подобно свободной от трения пластине, обрисованной выше; его средняя скорость должна быть направлена под прямым углом
к ветру.

Добавить комментарий