กระแสน้ำในมหาสมุทรมี กระแสน้ำในมหาสมุทรคืออะไร? สาเหตุของกระแสน้ำในมหาสมุทร กระแสน้ำแปซิฟิก

กระแสน้ำในทะเลมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสภาพภูมิอากาศไม่เพียงแต่ต่อชายฝั่งที่กระแสน้ำไหลผ่านเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศในระดับโลกด้วย นอกจากนี้กระแสน้ำในทะเลยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเดินเรือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเรือยอร์ชซึ่งส่งผลต่อความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของทั้งเรือใบและเรือยนต์

ในการเลือกเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง สิ่งสำคัญคือต้องรู้และคำนึงถึงลักษณะของการเกิดขึ้น ทิศทางและความเร็วของกระแสน้ำ ควรคำนึงถึงปัจจัยนี้เมื่อรวบรวมแผนที่การเคลื่อนที่ของเรือทั้งนอกชายฝั่งและในทะเลเปิด

การจำแนกกระแสน้ำทะเล

กระแสน้ำทะเลทั้งหมดขึ้นอยู่กับลักษณะของกระแสน้ำแบ่งออกเป็นหลายประเภท การจำแนกกระแสน้ำทะเลดังต่อไปนี้:

• โดยกำเนิด
• ในด้านความมั่นคง
• เจาะลึก.
• ตามประเภทของการเคลื่อนไหว
• โดยคุณสมบัติทางกายภาพ (อุณหภูมิ)

สาเหตุของการเกิดกระแสน้ำในทะเล

การก่อตัวของกระแสน้ำในทะเลขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการที่มีอิทธิพลที่ซับซ้อนต่อกัน เหตุผลทั้งหมดแบ่งออกเป็นภายนอกและภายในตามอัตภาพ ประการแรก ได้แก่:

• อิทธิพลแรงโน้มถ่วงของกระแสน้ำของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์บนโลกของเรา จากผลของแรงเหล่านี้ ไม่เพียงแต่กระแสน้ำที่เกิดขึ้นในแต่ละวันบนชายฝั่งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปริมาณน้ำที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องในมหาสมุทรเปิดด้วย อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่นส่งผลต่อความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำในมหาสมุทรทั้งหมด
• การกระทำของลมบนผิวน้ำทะเล ลมที่พัดเป็นเวลานานในทิศทางเดียว (เช่นลมค้าขาย) ถ่ายโอนพลังงานส่วนหนึ่งของมวลอากาศที่กำลังเคลื่อนที่ไปยังน้ำผิวดินอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้โดยลากพวกมันไปพร้อมกับพวกมัน ปัจจัยนี้สามารถทำให้เกิดการปรากฏตัวของกระแสน้ำบนพื้นผิวชั่วคราวและการเคลื่อนตัวของมวลน้ำขนาดใหญ่อย่างยั่งยืน - ลมค้า (เส้นศูนย์สูตร) ​​มหาสมุทรแปซิฟิกและมหาสมุทรอินเดีย
• ความแตกต่างของความดันบรรยากาศในส่วนต่างๆ ของมหาสมุทร การโค้งงอผิวน้ำในแนวตั้ง ส่งผลให้ระดับน้ำแตกต่างกันและส่งผลให้เกิดกระแสน้ำในทะเล ปัจจัยนี้นำไปสู่การไหลของพื้นผิวชั่วคราวและไม่เสถียร
• กระแสน้ำเสียเกิดขึ้นเมื่อระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างคลาสสิกคือกระแสน้ำฟลอริดาซึ่งไหลออกจากอ่าวเม็กซิโก ระดับน้ำในอ่าวเม็กซิโกสูงกว่าในทะเลซาร์กัสโซที่อยู่ติดกันอย่างมากจากทางตะวันออกเฉียงเหนือ เนื่องจากมีน้ำไหลลงสู่อ่าวโดยกระแสน้ำแคริบเบียน เป็นผลให้กระแสน้ำไหลผ่านช่องแคบฟลอริดาทำให้เกิดกระแสกัลฟ์สตรีมอันโด่งดัง
• การไหลบ่าจากชายฝั่งแผ่นดินใหญ่อาจทำให้เกิดกระแสน้ำต่อเนื่องได้ ตัวอย่างเช่นเราสามารถอ้างถึงกระแสน้ำอันทรงพลังที่เกิดขึ้นที่ปากแม่น้ำสายใหญ่ ได้แก่ Amazon, La Plata, Yenisei, Ob, Lena และเจาะเข้าไปในมหาสมุทรเปิดเป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตรในรูปแบบของลำธารที่แยกเกลือออกจากน้ำทะเล

ปัจจัยภายใน ได้แก่ ความหนาแน่นของปริมาตรน้ำไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น การระเหยของความชื้นที่เพิ่มขึ้นในเขตร้อนและเส้นศูนย์สูตรทำให้เกลือมีความเข้มข้นสูงขึ้น และในทางกลับกัน ในพื้นที่ที่มีฝนตกหนัก ความเค็มจะลดลง ความหนาแน่นของน้ำยังขึ้นอยู่กับระดับความเค็มด้วย อุณหภูมิยังส่งผลต่อความหนาแน่นอีกด้วย ในละติจูดที่สูงขึ้นหรือในชั้นที่ลึกกว่า น้ำจะเย็นกว่า และหนาแน่นกว่าด้วย

ประเภทของกระแสน้ำทะเลแบ่งตามเสถียรภาพ

คุณสมบัติต่อไปที่ให้คุณผลิตได้ การจำแนกกระแสน้ำทะเลคือความมั่นคงของพวกเขา ตามคุณลักษณะนี้ กระแสน้ำทะเลประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• ถาวร.
• ไม่แน่นอน
• เป็นระยะๆ

ในทางกลับกันค่าคงที่ขึ้นอยู่กับความเร็วและกำลังแบ่งออกเป็น:

• ทรงพลัง - กัลฟ์สตรีม, คุโรชิโอะ, แคริบเบียน
• ลมค้าขายกลางมหาสมุทรแอตแลนติกและแปซิฟิก
• อ่อนแอ - แคลิฟอร์เนีย, คานารี, แอตแลนติกเหนือ, ลาบราดอร์ ฯลฯ
• ท้องถิ่น – มีความเร็วต่ำ กว้างและยาวน้อย บ่อยครั้งที่พวกเขาแสดงออกอย่างอ่อนแอจนเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ

กระแสน้ำเป็นระยะรวมถึงกระแสที่เปลี่ยนทิศทางและความเร็วเป็นครั้งคราว ในเวลาเดียวกัน ตัวละครของพวกเขาแสดงวัฏจักรบางอย่าง ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอก - ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในทิศทางของลม (ลม) แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ (กระแสน้ำ) เป็นต้น

หากการเปลี่ยนแปลงทิศทาง แรง และความเร็วของการไหลไม่อยู่ภายใต้รูปแบบการทำซ้ำใดๆ จะเรียกว่าไม่ใช่คาบ ซึ่งรวมถึงการเคลื่อนที่ของมวลน้ำที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของความแตกต่างของความดันบรรยากาศ ลมพายุเฮอริเคน พร้อมด้วยคลื่นน้ำ

ประเภทของกระแสน้ำทะเลแบ่งตามความลึก

การเคลื่อนที่ของมวลน้ำไม่เพียงเกิดขึ้นที่ชั้นผิวของทะเลเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในระดับความลึกด้วย ตามเกณฑ์นี้ ประเภทของกระแสน้ำในทะเลคือ:

• ผิวเผิน - เกิดขึ้นในชั้นบนของมหาสมุทรลึกถึง 15 เมตร ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดสิ่งเหล่านี้คือลม นอกจากนี้ยังส่งผลต่อทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่ด้วย
• ลึก - เกิดขึ้นในแนวน้ำ ใต้ผิวน้ำ แต่อยู่เหนือด้านล่าง ความเร็วการไหลต่ำกว่าความเร็วของพื้นผิว
• กระแสน้ำด้านล่าง ดังที่ชื่อบอก ไหลในบริเวณใกล้กับก้นทะเล เนื่องจากแรงเสียดทานคงที่ของดินที่กระทำต่อพวกมัน ความเร็วจึงมักจะต่ำ

ประเภทของกระแสน้ำตามลักษณะการเคลื่อนที่

กระแสน้ำในทะเลแตกต่างกันและในลักษณะการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำ ตามคุณสมบัตินี้ จะแบ่งออกเป็นสามประเภท:

• คดเคี้ยว มีลักษณะคดเคี้ยวไปในแนวนอน ส่วนโค้งที่เกิดขึ้นในกรณีนี้เรียกว่า "คดเคี้ยว" เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับเครื่องประดับกรีกที่มีชื่อเดียวกัน ในบางกรณี กระแสน้ำวนอาจก่อตัวเป็นน้ำวนตามขอบของกระแสน้ำหลัก ซึ่งมีความยาวสูงสุดถึงหลายร้อยกิโลเมตร
• ตรงไปตรงมา มีลักษณะเป็นรูปแบบการเคลื่อนไหวที่ค่อนข้างเป็นเส้นตรง
• หนังสือเวียน พวกมันเป็นวงกลมหมุนเวียนแบบปิด ในซีกโลกเหนือ พวกมันสามารถไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา (“แอนติไซโคลน”) หรือทวนเข็มนาฬิกา (“ไซโคลน”) สำหรับซีกโลกใต้ตามลำดับจะกลับรายการ - .

การจำแนกกระแสน้ำทะเลตามอุณหภูมิ

ปัจจัยการจำแนกประเภทหลักคือ อุณหภูมิกระแสน้ำทะเล. บนพื้นฐานนี้พวกเขาจะแบ่งออกเป็นความอบอุ่นและความเย็น ในขณะเดียวกัน แนวคิดเรื่อง "ความอบอุ่น" และ "ความเย็น" มีความเกี่ยวข้องกันมาก ตัวอย่างเช่น แหลมนอร์ธเคปซึ่งเป็นพื้นที่ต่อเนื่องของกัลฟ์สตรีม ถือว่าอบอุ่น โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ย 5-7 o C แต่ทะเลคะแนรีจัดอยู่ในประเภทเย็นแม้ว่าอุณหภูมิจะอยู่ที่ 20-25 องศาก็ตาม โอ ซี

เหตุผลก็คือใช้อุณหภูมิของมหาสมุทรโดยรอบเป็นจุดกำหนด ดังนั้นกระแสน้ำแหลมเหนือที่ 7 องศาจึงเข้ามาปกคลุมทะเลเรนท์ซึ่งมีอุณหภูมิ 2-3 องศา และในทางกลับกัน อุณหภูมิของน้ำรอบๆ กระแสน้ำคานารีก็สูงกว่ากระแสน้ำในปัจจุบันหลายองศา อย่างไรก็ตามยังมีกระแสน้ำที่มีอุณหภูมิไม่แตกต่างจากอุณหภูมิของน้ำโดยรอบด้วย ซึ่งรวมถึงลมการค้าเหนือและใต้ และลมตะวันตกซึ่งไหลรอบทวีปแอนตาร์กติกา

ทางทะเล (มหาสมุทร) หรือกระแสน้ำธรรมดาคือการเคลื่อนที่แบบแปลนของมวลน้ำในมหาสมุทรและทะเลในระยะทางนับร้อยนับพันกิโลเมตร ซึ่งเกิดจากแรงต่างๆ (แรงโน้มถ่วง แรงเสียดทาน น้ำขึ้นน้ำลง)

ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ทางมหาสมุทรวิทยามีการจำแนกกระแสน้ำทะเลได้หลายประเภท ตามหนึ่งในนั้นกระแสสามารถจำแนกตามลักษณะดังต่อไปนี้ (รูปที่ 1.1):

1. ตามแรงที่ทำให้เกิดสิ่งเหล่านั้น เช่น ตามแหล่งกำเนิด (การจำแนกทางพันธุกรรม)

2. โดยความเสถียร (ความแปรปรวน)

3. ตามความลึกของที่ตั้ง

4. โดยธรรมชาติของการเคลื่อนไหว

5.โดยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

สิ่งสำคัญคือการจำแนกทางพันธุกรรมซึ่งแยกแยะกระแสสามกลุ่ม

1. ในการจำแนกทางพันธุกรรมกลุ่มแรก - กระแสไล่ระดับที่เกิดจากการไล่ระดับความดันอุทกสถิตในแนวนอน กระแสไล่ระดับต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

· ความหนาแน่น เกิดจากการไล่ระดับความหนาแน่นในแนวนอน (การกระจายอุณหภูมิและความเค็มของน้ำไม่สม่ำเสมอ และด้วยเหตุนี้ ความหนาแน่นในแนวนอน)

· การชดเชยที่เกิดจากความลาดเอียงของระดับน้ำทะเลที่เกิดจากลม

· การไล่ระดับของบรรยากาศ เกิดจากความกดอากาศที่ไม่สม่ำเสมอเหนือระดับน้ำทะเล

· การไหลบ่า เกิดขึ้นจากปริมาณน้ำส่วนเกินในพื้นที่ทะเลใด ๆ อันเป็นผลมาจากการไหลเข้าของน้ำในแม่น้ำ การตกตะกอนอย่างหนัก หรือน้ำแข็งละลาย

· seiche ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสั่นสะเทือนของทะเล (การสั่นสะเทือนของน้ำในแอ่งทั้งหมดโดยรวม)

กระแสน้ำที่มีอยู่เมื่อความลาดชันแนวนอนของความดันอุทกสถิตและแรงโบลิทาร์อยู่ในสภาวะสมดุล เรียกว่า จีโอสโตรฟิค

การจำแนกประเภทการไล่ระดับสีกลุ่มที่สอง ได้แก่ กระแสน้ำที่เกิดจากการกระทำของลม พวกเขาแบ่งออกเป็น:

· วัตถุที่ลอยอยู่นั้นถูกสร้างขึ้นโดยลมที่พัดมายาวนานหรือที่พัดผ่าน ซึ่งรวมถึงกระแสลมค้าขายของมหาสมุทรทั้งหมดและกระแสวงกลมในซีกโลกใต้ (กระแสลมตะวันตก)

· ลม ไม่เพียงเกิดจากการกระทำของทิศทางลมเท่านั้น แต่ยังเกิดจากการเอียงของพื้นผิวระดับและการกระจายความหนาแน่นของน้ำที่เกิดจากลมด้วย

การไล่ระดับสีกลุ่มที่สาม ได้แก่ กระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่เกิดจากปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง กระแสน้ำเหล่านี้จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดนอกชายฝั่ง ในน้ำตื้น และที่ปากแม่น้ำ พวกเขามีพลังมากที่สุด

ตามกฎแล้วกระแสน้ำทั้งหมดจะถูกสังเกตในมหาสมุทรและทะเลซึ่งเกิดจากการรวมตัวของกองกำลังหลายอย่าง กระแสน้ำที่มีอยู่หลังจากการหยุดแรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของน้ำเรียกว่าแรงเฉื่อย ภายใต้อิทธิพลของแรงเสียดทาน กระแสเฉื่อยจะค่อยๆ หมดลง

2. ขึ้นอยู่กับลักษณะของความมั่นคงและความแปรปรวน กระแสจะแบ่งออกเป็นแบบคาบและไม่เป็นคาบ (เสถียรและไม่เสถียร) กระแสน้ำที่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่งเรียกว่ากระแสน้ำเป็นระยะ ซึ่งรวมถึงกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่แปรผันโดยทั่วไปด้วยระยะเวลาประมาณครึ่งวัน (กระแสน้ำขึ้นน้ำลงครึ่งวัน) หรือหนึ่งวัน (กระแสน้ำขึ้นน้ำลงรายวัน)

ข้าว. 1.1. การจำแนกกระแสน้ำในมหาสมุทรโลก

กระแสที่การเปลี่ยนแปลงไม่มีลักษณะเป็นคาบชัดเจน มักเรียกว่าไม่ใช่คาบ สาเหตุเหล่านี้เกิดจากสาเหตุแบบสุ่มและไม่คาดคิด (เช่น การเคลื่อนตัวของพายุไซโคลนเหนือทะเลทำให้เกิดลมไม่เป็นระยะและกระแสน้ำในบรรยากาศ)

ไม่มีกระแสน้ำคงที่ในความหมายที่เข้มงวดของคำในมหาสมุทรและทะเล กระแสน้ำที่เปลี่ยนแปลงทิศทางและความเร็วค่อนข้างน้อยตลอดฤดูกาลคือกระแสลมมรสุม ในช่วงเวลาหนึ่งปี เป็นกระแสลมแลกเปลี่ยนกัน กระแสที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาเรียกว่าคงที่ กระแสที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาเรียกว่าไม่คงที่

3. ขึ้นอยู่กับความลึกของตำแหน่ง กระแสน้ำที่พื้นผิว ความลึก และด้านล่างจะแตกต่างกัน กระแสน้ำพื้นผิวถูกสังเกตในสิ่งที่เรียกว่าชั้นการนำทาง (จากพื้นผิวถึง 10 - 15 ม.) กระแสน้ำด้านล่าง - ที่ด้านล่างและกระแสน้ำลึก - ระหว่างกระแสน้ำบนพื้นผิวและด้านล่าง ความเร็วของกระแสน้ำบนพื้นผิวจะสูงที่สุดในชั้นบนสุด มันลึกลงไปอีก น้ำลึกเคลื่อนที่ช้าลงมาก และความเร็วการเคลื่อนที่ของน้ำด้านล่างคือ 3 - 5 ซม./วินาที ความเร็วในปัจจุบันไม่เท่ากันในพื้นที่ต่างๆ ของมหาสมุทร

4. ตามลักษณะของการเคลื่อนไหวกระแสคดเคี้ยว, กระแสตรง, ไซโคลนและแอนติไซโคลนมีความโดดเด่น กระแสน้ำคดเคี้ยวเป็นกระแสที่ไม่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง แต่ก่อให้เกิดแนวโค้งเหมือนคลื่นในแนวนอน - คดเคี้ยว เนื่องจากความไม่แน่นอนของการไหล คดเคี้ยวสามารถแยกออกจากการไหลและสร้างกระแสน้ำวนที่มีอยู่อย่างอิสระ กระแสน้ำตรงมีลักษณะเฉพาะคือการเคลื่อนที่ของน้ำเป็นเส้นตรง การไหลแบบวงกลมก่อตัวเป็นวงกลมปิด หากการเคลื่อนที่ในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา กระแสเหล่านี้คือกระแสไซโคลน และหากกระแสเหล่านั้นเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกา กระแสเหล่านั้นจะเป็นแอนติไซโคลน (สำหรับซีกโลกเหนือ)

5. ขึ้นอยู่กับลักษณะของคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ พวกเขาแยกแยะระหว่างกระแสน้ำอุ่น เย็น เป็นกลาง เค็ม และแยกเกลือออกจากน้ำ (การแบ่งกระแสตามคุณสมบัติเหล่านี้เป็นไปตามขอบเขตที่กำหนด) เพื่อประเมินลักษณะเฉพาะของกระแสน้ำ อุณหภูมิ (ความเค็ม) ของกระแสน้ำจะถูกเปรียบเทียบกับอุณหภูมิ (ความเค็ม) ของน้ำโดยรอบ ดังนั้น อุ่น (เย็น) คือกระแสน้ำที่มีอุณหภูมิของน้ำสูง (ต่ำกว่า) อุณหภูมิของน้ำโดยรอบ ตัวอย่างเช่น กระแสน้ำลึกที่มีต้นกำเนิดจากมหาสมุทรแอตแลนติกในมหาสมุทรอาร์กติกมีอุณหภูมิประมาณ 2 °C แต่เป็นกระแสน้ำอุ่น และกระแสน้ำเปรูนอกชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ ซึ่งมีอุณหภูมิน้ำประมาณ 22 °C ,เป็นกระแสน้ำเย็น.

ลักษณะสำคัญของกระแสน้ำในทะเล: ความเร็วและทิศทาง วิธีหลังจะกำหนดตรงกันข้ามกับวิธีกำหนดทิศทางลม กล่าวคือ ในกรณีกระแสน้ำจะระบุตำแหน่งที่น้ำไหล ส่วนในกรณีลมจะระบุตำแหน่งที่พัด การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของมวลน้ำมักจะไม่นำมาพิจารณาเมื่อศึกษากระแสน้ำทะเลเนื่องจากมีขนาดไม่ใหญ่นัก

ในมหาสมุทรโลก มีระบบเดียวที่เชื่อมต่อถึงกันของกระแสน้ำหลักที่เสถียร (รูปที่ 1.2) ซึ่งกำหนดการถ่ายโอนและปฏิกิริยาของน้ำ ระบบนี้เรียกว่าการหมุนเวียนของมหาสมุทร

พลังหลักที่ขับเคลื่อนผิวน้ำของมหาสมุทรคือลม ดังนั้นควรคำนึงถึงกระแสน้ำบนพื้นผิวด้วยลมที่พัดผ่าน

ภายในขอบด้านใต้ของแอนติไซโคลนในมหาสมุทรของซีกโลกเหนือและขอบด้านเหนือของแอนติไซโคลนของซีกโลกใต้ (ศูนย์กลางของแอนติไซโคลนตั้งอยู่ที่ละติจูด 30 - 35° เหนือและใต้) มีระบบลมค้า ภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำพื้นผิวที่ทรงพลังที่มีเสถียรภาพซึ่งมุ่งตรงไปทางทิศตะวันตก (ลมการค้าเหนือและใต้) กระแสน้ำ) เมื่อบรรจบกับชายฝั่งตะวันออกของทวีประหว่างทาง กระแสน้ำเหล่านี้ทำให้เกิดระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นและกลายเป็นละติจูดสูง (กิอานา บราซิล ฯลฯ) ในละติจูดปานกลาง (ประมาณ 40°) ลมตะวันตกพัดปกคลุม ซึ่งทำให้กระแสน้ำที่พัดไปทางทิศตะวันออกแข็งแกร่งขึ้น (แอตแลนติกเหนือ แปซิฟิกเหนือ ฯลฯ) ในส่วนตะวันออกของมหาสมุทรระหว่างละติจูดที่ 40 ถึง 20° เหนือและใต้ กระแสน้ำมุ่งสู่เส้นศูนย์สูตร (คานารี แคลิฟอร์เนีย เบงเกลา เปรู ฯลฯ)

ดังนั้น ทางเหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตร ระบบการไหลเวียนของน้ำที่เสถียรจึงก่อตัวขึ้นในมหาสมุทร ซึ่งเป็นวงแหวนแอนติไซโคลนขนาดยักษ์ ดังนั้น ในมหาสมุทรแอตแลนติก วงแหวนแอนติไซโคลนทางเหนือจึงขยายจากใต้ไปเหนือจากละติจูด 5 ถึง 50° เหนือ และจากตะวันออกไปตะวันตกจากลองจิจูด 8 ถึง 80° ตะวันตก ศูนย์กลางของวงแหวนนี้จะเลื่อนสัมพันธ์กับศูนย์กลางของแอนติไซโคลนอะซอเรสทางทิศตะวันตก ซึ่งอธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของแรงโบลิทาร์ตามละติจูด สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มความเข้มข้นของกระแสน้ำในส่วนตะวันตกของมหาสมุทร ทำให้เกิดเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของกระแสน้ำที่ทรงพลังเช่นกัลฟ์สตรีมในมหาสมุทรแอตแลนติกและคุโรชิโอะในมหาสมุทรแปซิฟิก

การแบ่งแยกที่แปลกประหลาดระหว่างกระแสลมการค้าภาคเหนือและภาคใต้คือลมทวนการค้าระหว่างกันซึ่งพัดพาน้ำไปทางทิศตะวันออก

ในทางตอนเหนือของมหาสมุทรอินเดีย คาบสมุทรฮินดูสถานซึ่งยื่นออกไปทางใต้อย่างลึกล้ำ และทวีปเอเชียอันกว้างใหญ่สร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนาลมมรสุม ในเดือนพฤศจิกายน - มีนาคม มีมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ และในเดือนพฤษภาคม - กันยายน - ตะวันตกเฉียงใต้ ในเรื่องนี้ กระแสน้ำทางเหนือของละติจูด 8° ใต้มีกระแสน้ำตามฤดูกาล โดยเป็นไปตามกระแสลมหมุนเวียนในชั้นบรรยากาศตามฤดูกาล ในฤดูหนาว กระแสลมมรสุมตะวันตกจะสังเกตได้ที่และทางเหนือของเส้นศูนย์สูตร กล่าวคือ ในระหว่างฤดูกาลนี้ ทิศทางของกระแสน้ำบนพื้นผิวในมหาสมุทรอินเดียตอนเหนือจะสอดคล้องกับทิศทางของกระแสน้ำในมหาสมุทรอื่น ในเวลาเดียวกัน ในเขตที่แยกมรสุมและลมค้า (ละติจูด 3 - 8° ใต้) จะเกิดกระแสลมทวนเส้นศูนย์สูตรที่พื้นผิว ในฤดูร้อน กระแสมรสุมตะวันตกจะพัดไปทางทิศตะวันออก และกระแสลมทวนเส้นศูนย์สูตรจะทำให้กระแสน้ำอ่อนแรงและไม่เสถียร

ข้าว. 1.2.

ในละติจูดพอสมควร (45 - 65°) ในมหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือและมหาสมุทรแปซิฟิก การไหลเวียนทวนเข็มนาฬิกาจะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความไม่แน่นอนของการไหลเวียนของบรรยากาศในละติจูดเหล่านี้ กระแสน้ำจึงมีความเสถียรต่ำเช่นกัน ในแถบละติจูดที่ 40 - 50° ใต้ จะมีกระแสน้ำหมุนเวียนรอบมหาสมุทรแอตแลนติกที่หันไปทางทิศตะวันออก หรือเรียกอีกอย่างว่ากระแสลมตะวันตก

นอกชายฝั่งแอนตาร์กติกา กระแสน้ำส่วนใหญ่อยู่ทางทิศตะวันตก และก่อตัวเป็นแนวชายฝั่งแคบ ๆ ตามแนวชายฝั่งของทวีป

กระแสน้ำแอตแลนติกเหนือแทรกซึมเข้าไปในแอ่งมหาสมุทรอาร์กติกในรูปแบบของกิ่งก้านของกระแสน้ำนอร์เวย์ แหลมเหนือ และสปิตสเบอร์เกน ในมหาสมุทรอาร์กติก กระแสน้ำบนพื้นผิวจะถูกส่งตรงจากชายฝั่งเอเชียผ่านขั้วโลกไปยังชายฝั่งตะวันออกของเกาะกรีนแลนด์ ลักษณะของกระแสน้ำนี้เกิดจากการพัดของลมตะวันออกและการชดเชยกระแสน้ำที่ไหลเข้าสู่ชั้นลึกของน่านน้ำแอตแลนติก

ในมหาสมุทร โซนของความแตกต่างและการบรรจบกันนั้นมีความโดดเด่น โดยมีลักษณะเฉพาะคือความแตกต่างและการบรรจบกันของกระแสน้ำบนพื้นผิว ในกรณีแรกน้ำจะสูงขึ้น ในกรณีที่สองน้ำจะตก ในบรรดาโซนเหล่านี้ โซนการบรรจบกันจะแยกแยะได้ชัดเจนยิ่งขึ้น (เช่น การบรรจบกันของทวีปแอนตาร์กติกที่ละติจูด 50 - 60° ใต้)

ให้เราพิจารณาคุณลักษณะของการไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรแต่ละแห่งและลักษณะของกระแสน้ำหลักของมหาสมุทรโลก (ตาราง)

ในพื้นที่ตอนเหนือและตอนใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติก มีการไหลเวียนของกระแสปิดอยู่ในชั้นผิวโดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ใกล้ละติจูด 30° เหนือและใต้ (จะกล่าวถึงวัฏจักรทางตอนเหนือของมหาสมุทรในบทต่อไป)

กระแสน้ำหลักของมหาสมุทรโลก

ในตอนใต้ของมหาสมุทร กระแสน้ำบราซิลอันอุ่นพัดพาน้ำ (ด้วยความเร็วสูงสุด 0.5 เมตร/วินาที) ไปทางทิศใต้ และกระแสน้ำเบงเกลาซึ่งแยกตัวออกจากกระแสน้ำอันทรงพลังของลมตะวันตก ปิด การไหลเวียนหลักทางตอนใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติกและนำน้ำเย็นมาสู่ชายฝั่งแอฟริกา

น้ำเย็นของกระแสน้ำฟอล์กแลนด์ไหลลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติก ไหลรอบๆ เคปฮอร์น และไหลระหว่างชายฝั่งกับกระแสน้ำบราซิล

ลักษณะเฉพาะในการไหลเวียนของน้ำในชั้นผิวของมหาสมุทรแอตแลนติกคือการมีอยู่ของกระแสลมทวนเส้นศูนย์สูตร Lomonosov ใต้ผิวดินซึ่งเคลื่อนที่ไปตามเส้นศูนย์สูตรจากตะวันตกไปตะวันออกภายใต้ชั้นที่ค่อนข้างบางของกระแสลมการค้าทางใต้ (ความลึกตั้งแต่ 50 ถึง 300 ม.) ด้วยความเร็วสูงสุด 1 - 1.5 ม./วินาที กระแสน้ำมีทิศทางคงที่และมีอยู่ในทุกฤดูกาลของปี

ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ลักษณะภูมิอากาศ ระบบไหลเวียนของน้ำ และการแลกเปลี่ยนน้ำที่ดีกับน่านน้ำแอนตาร์กติก เป็นตัวกำหนดสภาพทางอุทกวิทยาของมหาสมุทรอินเดีย

ในทางตอนเหนือของมหาสมุทรอินเดีย ไม่เหมือนกับมหาสมุทรอื่นๆ การไหลเวียนของลมมรสุมในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของกระแสน้ำบนพื้นผิวทางตอนเหนือของละติจูด 8° ใต้ ในฤดูหนาว กระแสมรสุมตะวันตกมีความเร็ว 1 - 1.5 เมตร/วินาที ในฤดูกาลนี้ กระแสลมต้านเส้นศูนย์สูตรพัฒนา (ในเขตแยกกระแสลมมรสุมและกระแสลมค้าใต้) และหายไป

เมื่อเปรียบเทียบกับมหาสมุทรอื่นๆ ในมหาสมุทรอินเดีย โซนของลมตะวันออกเฉียงใต้ที่พัดผ่านซึ่งได้รับอิทธิพลจากกระแสลมค้าใต้จึงเคลื่อนตัวไปทางทิศใต้ ดังนั้นกระแสนี้จึงเคลื่อนจากตะวันออกไปตะวันตก (ความเร็ว 0.5 - 0.8 เมตร/วินาที) ) ระหว่างละติจูด 10 ถึง 20° ใต้ นอกชายฝั่งมาดากัสการ์ กระแสลมการค้าทางใต้แยกตัว กิ่งก้านสาขาหนึ่งทอดยาวไปทางเหนือตามแนวชายฝั่งแอฟริกาจนถึงเส้นศูนย์สูตร ซึ่งหันไปทางทิศตะวันออกและก่อให้เกิดกระแสลมต้านเส้นศูนย์สูตรในฤดูหนาว ในฤดูร้อน สาขาทางตอนเหนือของกระแสลมค้าใต้ซึ่งเคลื่อนตัวไปตามชายฝั่งแอฟริกา ก่อให้เกิดกระแสน้ำโซมาเลีย อีกสาขาหนึ่งของกระแสลมค้าทางตอนใต้นอกชายฝั่งแอฟริกาหันไปทางใต้และเรียกว่ากระแสน้ำโมซัมบิก เคลื่อนตัวไปตามชายฝั่งแอฟริกาไปทางตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งกิ่งก้านของกระแสลมดังกล่าวก่อให้เกิดกระแสน้ำ Cape Agulhas กระแสน้ำโมซัมบิกส่วนใหญ่หันไปทางทิศตะวันออกและบรรจบกับกระแสลมตะวันตก ซึ่งกระแสน้ำออสเตรเลียตะวันตกแยกตัวออกจากชายฝั่งออสเตรเลีย ปิดวงแหวนในมหาสมุทรอินเดียตอนใต้

การไหลเข้าของอาร์กติกเล็กน้อยและการไหลเข้าของน้ำเย็นแอนตาร์กติก ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ และระบบปัจจุบันเป็นตัวกำหนดลักษณะเฉพาะของระบอบอุทกวิทยาของมหาสมุทรแปซิฟิก

ลักษณะเฉพาะของรูปแบบทั่วไปของกระแสน้ำบนพื้นผิวในมหาสมุทรแปซิฟิกคือการมีวัฏจักรของน้ำขนาดใหญ่ทางตอนเหนือและตอนใต้

ในเขตลมค้าขาย ภายใต้อิทธิพลของลมคงที่ กระแสลมค้าขายภาคใต้และภาคเหนือเกิดขึ้น ไหลจากตะวันออกไปตะวันตก ระหว่างนั้น กระแสลมทวนเส้นศูนย์สูตร (ลมค้าระหว่างกัน) เคลื่อนจากตะวันตกไปตะวันออกด้วยความเร็ว 0.5 - 1 เมตร/วินาที

กระแสลมการค้าภาคเหนือใกล้หมู่เกาะฟิลิปปินส์แบ่งออกเป็นหลายกิ่ง หนึ่งในนั้นหันไปทางทิศใต้ จากนั้นไปทางทิศตะวันออก และก่อให้เกิดกระแสทวนเส้นศูนย์สูตร (Intertrade) สาขาหลักทอดยาวไปทางเหนือไปตามเกาะไต้หวัน (กระแสน้ำไต้หวัน) จากนั้นเลี้ยวไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ ภายใต้ชื่อคุโรชิโอะ ทอดยาวไปตามชายฝั่งตะวันออกของญี่ปุ่น (ความเร็วสูงถึง 1 - 1.5 เมตร/วินาที) ไปจนถึงแหลมโนจิมะ (เกาะฮอนชู) . แล้วเบี่ยงไปทางทิศตะวันออกแล้วข้ามมหาสมุทรเป็นกระแสน้ำแปซิฟิกเหนือ ลักษณะเฉพาะของกระแสน้ำคุโรชิโอะ เช่นเดียวกับกัลฟ์สตรีม คือกระแสน้ำคดเคี้ยวและแกนเคลื่อนไปทางทิศใต้หรือทางเหนือ นอกชายฝั่งทวีปอเมริกาเหนือ กระแสน้ำแปซิฟิกเหนือแยกออกเป็นกระแสน้ำแคลิฟอร์เนีย มุ่งหน้าไปทางทิศใต้และปิดวงแหวนพายุไซโคลนหลักของมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ และกระแสน้ำอะแลสกาไปทางเหนือ

กระแสน้ำคัมชัตกาอันหนาวเย็นมีต้นกำเนิดในทะเลแบริ่งและไหลไปตามชายฝั่งคัมชัตกา หมู่เกาะคูริล (กระแสน้ำคูริล) และชายฝั่งของญี่ปุ่น ผลักกระแสน้ำคุโรชิโอะไปทางทิศตะวันออก

ลมค้าใต้เคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันตก (ความเร็ว 0.5 - 0.8 เมตร/วินาที) มีกิ่งก้านจำนวนมาก นอกชายฝั่งนิวกินี กระแสน้ำส่วนหนึ่งหันไปทางเหนือแล้วไปทางทิศตะวันออก และร่วมกับสาขาทางใต้ของกระแสลมการค้าภาคเหนือ ทำให้เกิดกระแสลมต้านเส้นศูนย์สูตร (ลมการค้าระหว่างกัน) กระแสลมค้าทางตอนใต้ส่วนใหญ่ถูกเปลี่ยนทิศทาง ก่อตัวเป็นกระแสน้ำออสเตรเลียตะวันออก จากนั้นไหลลงสู่กระแสลมตะวันตกที่มีกำลังแรง ซึ่งกระแสลมเปรูเย็นแยกตัวออกจากชายฝั่งทวีปอเมริกาใต้ ปิดวงแหวนทางตอนใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทร.

ในช่วงฤดูร้อนของซีกโลกใต้ มุ่งหน้าสู่กระแสน้ำเปรูจากกระแสน้ำต้านเส้นศูนย์สูตร กระแสเอลนีโญที่อบอุ่นเคลื่อนตัวลงใต้ไปยังละติจูด 1 - 2° ใต้ และไหลทะลุในบางปีถึงละติจูด 14 - 15° ใต้ การบุกรุกน่านน้ำเอลนีโญอันอบอุ่นเข้าสู่พื้นที่ทางตอนใต้ของชายฝั่งเปรูทำให้เกิดผลที่ตามมาอย่างหายนะเนื่องจากอุณหภูมิของน้ำและอากาศที่เพิ่มขึ้น (ฝนตกหนัก ปลาตาย โรคระบาด)

ลักษณะเฉพาะในการกระจายกระแสในชั้นพื้นผิวของมหาสมุทรคือการมีอยู่ของกระแสทวนใต้พื้นผิวเส้นศูนย์สูตร - กระแสน้ำครอมเวลล์ มันข้ามมหาสมุทรไปตามเส้นศูนย์สูตรจากตะวันตกไปตะวันออกที่ระดับความลึก 30 ถึง 300 ม. ด้วยความเร็วสูงสุด 1.5 ม./วินาที กระแสน้ำครอบคลุมความกว้างของแถบตั้งแต่ละติจูด 2° เหนือถึงละติจูด 2° ใต้

ลักษณะเด่นที่สุดของมหาสมุทรอาร์กติกคือพื้นผิวของมันถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งที่ลอยอยู่ตลอดทั้งปี อุณหภูมิและความเค็มต่ำของน้ำเอื้อต่อการก่อตัวของน้ำแข็ง น่านน้ำชายฝั่งไม่มีน้ำแข็งเฉพาะในฤดูร้อนเป็นเวลาสองถึงสี่เดือน ในภาคกลางของอาร์กติก ส่วนใหญ่จะสังเกตเห็นน้ำแข็งหนักหลายปี (น้ำแข็งแพ็ค) ที่มีความหนามากกว่า 2 - 3 ม. ซึ่งปกคลุมไปด้วยฮัมม็อกจำนวนมาก นอกจากน้ำแข็งยืนต้นแล้วยังมีน้ำแข็งหนึ่งปีและสองปีอีกด้วย ในฤดูหนาว แถบน้ำแข็งที่รวดเร็วค่อนข้างกว้าง (หลายสิบหลายร้อยเมตร) ก่อตัวตามแนวชายฝั่งอาร์กติก ไม่มีน้ำแข็งเฉพาะในบริเวณกระแสน้ำอุ่นของนอร์เวย์ แหลมเหนือ และ Spitsbergen เท่านั้น

ภายใต้อิทธิพลของลมและกระแสน้ำ น้ำแข็งในมหาสมุทรอาร์กติกมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง

มีการสังเกตพื้นที่การไหลเวียนของน้ำแบบไซโคลนและแอนติไซโคลนที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนบนพื้นผิวของมหาสมุทรอาร์กติก

ภายใต้อิทธิพลของแรงดันขั้วโลกสูงสุดในส่วนมหาสมุทรแปซิฟิกของแอ่งอาร์กติกและร่องน้ำต่ำสุดของไอซ์แลนด์ ทำให้เกิดกระแสน้ำข้ามอาร์กติกโดยทั่วไปเกิดขึ้น ดำเนินการเคลื่อนที่โดยทั่วไปของน้ำจากตะวันออกไปตะวันตกตลอดทั้งน่านน้ำขั้วโลก กระแสน้ำทรานส์อาร์กติกมีต้นกำเนิดจากช่องแคบแบริ่งและไปยังช่องแคบแฟรม (ระหว่างกรีนแลนด์และสปิตสเบอร์เกน) ความต่อเนื่องของมันคือกระแสน้ำกรีนแลนด์ตะวันออก มีการไหลเวียนของน้ำแอนติไซโคลนอย่างกว้างขวางระหว่างอะแลสกาและแคนาดา กระแสน้ำเย็นแบฟฟินส่วนใหญ่เกิดจากการเอาน่านน้ำอาร์กติกออกผ่านช่องแคบหมู่เกาะอาร์กติกของแคนาดา ความต่อเนื่องของมันคือกระแสน้ำลาบราดอร์

ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของน้ำอยู่ที่ประมาณ 15 - 20 ซม./วินาที

การหมุนเวียนที่รุนแรงมากแบบพายุไซโคลนเกิดขึ้นในทะเลนอร์เวย์และกรีนแลนด์ในส่วนมหาสมุทรแอตแลนติกของมหาสมุทรอาร์กติก

ในมหาสมุทรและทะเล กระแสน้ำขนาดมหึมาที่มีความกว้างหลายสิบหลายร้อยกิโลเมตร และลึกหลายร้อยเมตร เคลื่อนตัวไปในทิศทางที่กำหนดเป็นระยะทางหลายพันกิโลเมตร กระแสดังกล่าว - "ในมหาสมุทร" - เรียกว่ากระแสน้ำในทะเล พวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1-3 กม./ชม. บางครั้งสูงถึง 9 กม./ชม. มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้เกิดกระแสน้ำ เช่น การทำความร้อนและความเย็นของผิวน้ำ และการระเหย ความหนาแน่นของน้ำที่แตกต่างกัน แต่บทบาทที่สำคัญที่สุดในการก่อตัวของกระแสน้ำก็คือ

ตามทิศทางกระแสน้ำแบ่งออกเป็นกระแสน้ำที่ไปทางทิศตะวันตกและทิศตะวันออก และกระแสน้ำที่พัดพาน้ำไปทางเหนือหรือใต้

กลุ่มที่แยกจากกันประกอบด้วยกระแสน้ำที่เคลื่อนไปยังกระแสน้ำใกล้เคียงซึ่งมีพลังและขยายออกไปมากกว่า กระแสดังกล่าวเรียกว่ากระแสทวน กระแสน้ำเหล่านั้นที่เปลี่ยนความแรงไปตามฤดูกาลตามทิศทางของลมชายฝั่งเรียกว่ากระแสมรสุม

ท่ามกลางกระแสน้ำกระแสลมกัลฟ์สตรีมมีชื่อเสียงที่สุด ขนส่งน้ำโดยเฉลี่ยประมาณ 75 ล้านตันต่อวินาที สำหรับการเปรียบเทียบ เราสามารถชี้ให้เห็นว่าส่วนที่ลึกที่สุดบรรจุน้ำเพียง 220,000 ตันต่อวินาที กัลฟ์สตรีมส่งกระแสน้ำเขตร้อนไปยังละติจูดพอสมควร ซึ่งส่วนใหญ่กำหนดชีวิตของยุโรป ต้องขอบคุณกระแสน้ำนี้ที่ทำให้ได้รับสภาพอากาศที่อบอุ่นและอ่อนโยน และกลายเป็นดินแดนแห่งอารยธรรมตามสัญญา แม้จะตั้งอยู่ทางเหนือก็ตาม เมื่อเข้าใกล้ยุโรป กระแสน้ำกัลฟ์สตรีมก็ไม่ใช่กระแสเดียวกับที่แยกออกจากอ่าวอีกต่อไป ดังนั้นจึงเรียกว่ากระแสน้ำต่อเนื่องทางเหนือ น้ำสีฟ้าถูกแทนที่ด้วยน้ำสีเขียวมากขึ้นเรื่อย ๆ จากกระแสน้ำโซนที่ทรงพลังที่สุดคือกระแสลมตะวันตก ในพื้นที่อันกว้างใหญ่ของซีกโลกใต้ไม่มีผืนดินที่สำคัญนอกชายฝั่ง ลมตะวันตกที่พัดแรงและสม่ำเสมอพัดปกคลุมบริเวณนี้ พวกมันขนส่งน่านน้ำทะเลไปทางทิศตะวันออกอย่างเข้มข้น ทำให้เกิดกระแสลมตะวันตกที่ทรงพลังที่สุด มันเชื่อมต่อน้ำของสามมหาสมุทรด้วยกระแสน้ำที่ไหลเป็นวงกลมและขนส่งน้ำประมาณ 200 ล้านตันต่อวินาที (มากกว่ากัลฟ์สตรีมเกือบ 3 เท่า) ความเร็วของกระแสน้ำนี้ต่ำ: เพื่อข้ามทวีปแอนตาร์กติกา น้ำของมันต้องใช้เวลา 16 ปี ความกว้างของการไหลของลมตะวันตกประมาณ 1,300 กม.

กระแสน้ำอาจอุ่น เย็น หรือเป็นกลางก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับน้ำ น้ำในสมัยก่อนอุ่นกว่าน้ำในมหาสมุทรที่ไหลผ่าน ในทางกลับกันเย็นกว่าน้ำที่อยู่รอบ ๆ ส่วนอื่นๆ ก็ไม่แตกต่างจากอุณหภูมิของน้ำที่ไหลผ่าน ตามกฎแล้วกระแสน้ำที่เคลื่อนออกจากเส้นศูนย์สูตรจะอุ่น กระแสน้ำไหลเย็น พวกมันมักจะเค็มน้อยกว่าอุ่น เนื่องจากไหลจากพื้นที่ที่มีปริมาณฝนมากกว่าและการระเหยน้อยกว่า หรือจากพื้นที่ที่น้ำถูกแยกเกลือออกจากน้ำแข็งโดยการละลาย กระแสน้ำเย็นในบางส่วนของมหาสมุทรเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของน้ำลึกที่หนาวเย็น

ความสม่ำเสมอที่สำคัญของกระแสน้ำในมหาสมุทรเปิดคือทิศทางของกระแสน้ำไม่ตรงกับทิศทางของลม โดยเบี่ยงเบนไปทางขวาในซีกโลกเหนือและไปทางซ้ายในซีกโลกใต้จากทิศทางลมด้วยมุมสูงสุด 45° การสังเกตพบว่าในสภาวะจริง ความเบี่ยงเบนที่ละติจูดทั้งหมดจะน้อยกว่า 45° เล็กน้อย แต่ละเลเยอร์ด้านล่างยังคงเบี่ยงเบนไปทางขวา (ซ้าย) จากทิศทางการเคลื่อนที่ของเลเยอร์ที่วางอยู่ ในขณะเดียวกัน ความเร็วการไหลก็ลดลง การวัดจำนวนมากแสดงให้เห็นว่ากระแสน้ำสิ้นสุดที่ระดับความลึกไม่เกิน 300 เมตร ความสำคัญของกระแสน้ำในมหาสมุทรนั้นอยู่ที่การกระจายความร้อนจากแสงอาทิตย์บนโลกเป็นหลัก: กระแสน้ำอุ่นมีส่วนทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นและกระแสน้ำเย็นลดลง กระแสน้ำมีผลกระทบอย่างมากต่อการกระจายตัวของปริมาณน้ำฝนบนบก ดินแดนที่ถูกน้ำอุ่นมักมีอากาศชื้น และเขตหนาวมักมีสภาพอากาศแห้ง ในกรณีหลังฝนไม่ตกแต่มีเพียงคุณค่าความชุ่มชื้นเท่านั้น สิ่งมีชีวิตก็ถูกขนส่งไปตามกระแสน้ำเช่นกัน สิ่งนี้ใช้กับแพลงก์ตอนเป็นหลัก ตามด้วยสัตว์ใหญ่ เมื่อกระแสน้ำอุ่นมาพบกับกระแสน้ำเย็น จะเกิดกระแสน้ำขึ้น พวกเขายกน้ำลึกที่อุดมไปด้วยเกลือที่มีคุณค่าทางโภชนาการ น้ำนี้เอื้อต่อการพัฒนาของแพลงก์ตอน ปลา และสัตว์ทะเล สถานที่ดังกล่าวเป็นแหล่งประมงที่สำคัญ

การศึกษากระแสน้ำทะเลดำเนินการทั้งในเขตชายฝั่งทะเลและมหาสมุทรและในทะเลเปิดโดยการสำรวจทะเลพิเศษ

คุณรู้ไหมว่าน้ำในมหาสมุทรมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา ในบางพื้นที่ของมหาสมุทร มีกระแสน้ำแรงที่โดดเด่นจากน้ำโดยรอบ กระแสน้ำดังกล่าวมีความกว้างหลายร้อยกิโลเมตรและยาวหลายพันกิโลเมตร พวกมันเคลื่อนที่โดยไม่เปลี่ยนทิศทางด้วยความเร็ว 1-9 กม. ต่อชั่วโมง น้ำที่ไหลในมหาสมุทรซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันในทิศทางเดียวเรียกว่ากระแสน้ำในมหาสมุทร (รูปที่ 72)

ข้าว. 72. กระแสน้ำในมหาสมุทร

สาเหตุหลักของกระแสน้ำคือลมคงที่ ตัวอย่างเช่น ใกล้เส้นศูนย์สูตร ลมจะพัดอย่างต่อเนื่องจากชายฝั่งแอฟริกาไปทางทิศตะวันตก นี่คือจุดเริ่มต้นของกระแสน้ำที่รุนแรงแห่งหนึ่งในมหาสมุทรแอตแลนติก กระแสน้ำนี้เคลื่อนตัวไปตามเส้นศูนย์สูตรถึงชายฝั่งอเมริกาและกลายเป็นลำธารสายเล็ก ๆ จากอ่าวเม็กซิโก จากนั้นมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ กระแสน้ำนี้รู้จักกันมานานแล้วว่ากัลฟ์สตรีม
คำว่า “กัลฟ์สตรีม” แปลว่า “กระแสน้ำจากอ่าวไทย” ส่วนหนึ่งของกระแสน้ำล้างชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของยุโรป (เริ่มตั้งแต่ 45° เหนือ) เรียกว่า กระแสน้ำแอตแลนติกเหนือ (ค้นหาแผนที่มหาสมุทรในแผนที่และแสดงกระแสน้ำในมหาสมุทร กระแสน้ำถูกกำหนดอย่างไร)
กัลฟ์สตรีมและกระแสน้ำแอตแลนติกเหนือเป็นกระแสน้ำอุ่น เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำในนั้นสูงกว่าอุณหภูมิของน้ำโดยรอบหลายองศา
กระแสน้ำแอตแลนติกเหนือไหลลงสู่ทะเลเรนท์ของมหาสมุทรอาร์กติก (ที่ละติจูดเดียวกัน ทะเลคารา ลาปเตฟ และไซบีเรียตะวันออกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง ทำไมทะเลเรนท์จึงไม่แข็งตัว ใช้แผนที่เพื่อตอบ)
ในมหาสมุทรแปซิฟิก กระแสน้ำเส้นศูนย์สูตรเหนือและใต้บนชายฝั่งตะวันออกของเอเชียและออสเตรเลียประกอบกันเป็นกระแสน้ำอุ่นคูโรชิโอและกระแสน้ำออสเตรเลียตะวันออก กระแสน้ำคุโรชิโอะไหลไปตามหมู่เกาะญี่ปุ่น สภาพภูมิอากาศที่อบอุ่นของญี่ปุ่นส่วนใหญ่เกิดจากกระแสนี้ นอกจากกระแสน้ำอุ่นแล้ว กระแสน้ำเย็นยังเกิดขึ้นในบางพื้นที่ของมหาสมุทรโลกด้วย
น้ำเย็นของมหาสมุทรอาร์กติกไหลลงสู่ส่วนตะวันตกเฉียงเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติก กระแสน้ำลาบราดอร์ไหลไปตามชายฝั่งตะวันตกของเกาะกรีนแลนด์ ซึ่งล้างชายฝั่งของคาบสมุทรลาบราดอร์ทางตอนใต้ แต่อุณหภูมิของมันต่ำกว่าอุณหภูมิของน้ำโดยรอบ กระแสน้ำนี้จึงเรียกว่าเย็น กระแสน้ำลาบราดอร์นำน้ำเย็นมาทางตะวันออกเฉียงเหนือของทวีปอเมริกาเหนือ
กระแสน้ำที่ใหญ่ที่สุดในซีกโลกใต้คือกระแสลมตะวันตก ความยาวของกระแสน้ำคือ 30,000 กม. ความกว้าง - หลายพันกิโลเมตร ความเร็ว - 3.5 กม./ชม. ไหลจากตะวันตกไปตะวันออกติดกับทวีปแอนตาร์กติกา
ดังนั้นกระแสน้ำอุ่นจึงส่งกระแสน้ำจากละติจูดล่างของโลกไปยังด้านบนและกระแสน้ำเย็นในทางกลับกันจากละติจูดบนลงล่าง
กระแสน้ำในมหาสมุทรมีอิทธิพลอย่างมากต่อสภาพภูมิอากาศของชายฝั่งของทวีป พวกมันถ่ายโอนความร้อนและความเย็นและเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของชายฝั่งเช่นเดียวกับมวลอากาศ ท่าเรือ Murmansk ที่ไม่มีน้ำแข็ง ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของ Arctic Circle และอุณหภูมิที่ต่ำในฤดูหนาวทางตอนเหนือของนิวยอร์กซิตี้เป็นตัวอย่างของสิ่งนี้ กระแสน้ำยังส่งผลต่อปริมาณฝนด้วย
เนื่องจากกระแสน้ำในมหาสมุทรนำความร้อน เกลือหลายชนิด และสิ่งมีชีวิตต่างๆ มาใช้ จึงมีความจำเป็นที่ต้องศึกษาสิ่งเหล่านี้ เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการใช้เรือเดินทะเล เครื่องบิน และดาวเทียมโลกเทียมที่มีอุปกรณ์พิเศษ
น้ำทะเลผสมอยู่ตลอดเวลาภายใต้อิทธิพลของคลื่นและกระแสน้ำ น้ำเย็นจมลงด้านล่าง น้ำอุ่นลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ และในที่ลุ่มลึกน้ำจะผสมกันแต่ช้ามาก หลังจากผสมแล้วน้ำจะตกลงมาและพาสารและก๊าซต่างๆ ไปกับมันลงสู่ชั้นลึก

1. สาเหตุของกระแสน้ำในมหาสมุทรคืออะไร?

2.กระแสน้ำมีกี่ประเภท? พวกมันแสดงบนแผนที่อย่างไร?

3. ใช้แผนที่กำหนดทิศทางของกระแสน้ำกัลฟ์สตรีมและกระแสน้ำลาบราดอร์ และวาดจุดบนแผนที่รูปร่าง

4. กระแสน้ำมีอิทธิพลต่อชายฝั่งของทวีปอย่างไร?

5. กระแสลมตะวันตกพัดผ่านทวีปใด? อะไรทำให้ที่นี่พิเศษ?

6. สามารถสรุปอะไรได้จากทิศทางของกระแสน้ำอุ่นและกระแสน้ำเย็น?

7. การผสมน้ำในมหาสมุทรอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญอย่างไร?

การเคลื่อนที่ของน้ำในมหาสมุทรเพิ่งเริ่มต้นสำหรับการศึกษา แม้จะมีความรู้น้อยมากเกี่ยวกับกระแสน้ำบนพื้นผิว และยังไม่มีการศึกษากระแสน้ำลึกและด้านล่างเลย ในขณะเดียวกัน ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการเคลื่อนที่ของน้ำบนพื้นผิวและใต้ท้องทะเลลึกในมหาสมุทรก่อให้เกิดระบบที่ซับซ้อนระบบเดียว ซึ่งแม้จะในส่วนที่สอดคล้องกับพื้นผิวมหาสมุทร แต่ก็ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ จึงไม่น่าแปลกใจเพราะปรากฏการณ์ทางสมุทรศาสตร์ที่ซับซ้อนที่สุดนี้ ซึ่งไม่ซับซ้อนไม่น้อยไปกว่าการเคลื่อนไหวที่คล้ายคลึงกันในมหาสมุทรอากาศ ยังไม่มีทฤษฎีที่สอดคล้องกันซึ่งครอบคลุมเหตุผลทั้งหมดที่กำหนดการเคลื่อนที่ของน้ำในมหาสมุทร

สาเหตุที่สามารถกระตุ้นการเคลื่อนที่ของน้ำในมหาสมุทรและสร้างระบบกระแสน้ำในมหาสมุทรที่สังเกตได้สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม สาเหตุมาจากธรรมชาติของจักรวาล ความหนาแน่นที่แตกต่างกัน และลม

ตามมุมมองสมัยใหม่ สาเหตุของจักรวาล การหมุนของโลกและกระแสน้ำ ไม่สามารถกระตุ้นสิ่งใดที่คล้ายกับกระแสน้ำที่สังเกตได้ในชั้นผิว ดังนั้น สาเหตุเหล่านี้จึงไม่ได้รับการพิจารณาในที่นี้

สาเหตุที่กลุ่มที่สองที่กระตุ้นกระแสน้ำคือสภาวะทั้งหมดที่ทำให้เกิดความแตกต่างของความหนาแน่นในน้ำทะเล กล่าวคือ การกระจายตัวของอุณหภูมิและความเค็มไม่สม่ำเสมอ

เหตุผลที่สามสำหรับการเกิดขึ้นของกระแสน้ำบนพื้นผิว (และใต้น้ำบางส่วน) คือลม

ความแตกต่างของความหนาแน่นของน้ำ

ความแตกต่างของความหนาแน่นได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นสาเหตุที่สำคัญที่สุดของกระแสน้ำในมหาสมุทร ซึ่งเป็นมุมมองที่ได้รับความนิยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการศึกษาทางสมุทรศาสตร์ของการสำรวจชาเลนเจอร์

ในเวลานี้ ช่างไม้คนแรกและโมยาแนะนำว่าความแตกต่างของความหนาแน่นเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของกระแสน้ำ เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ชาวสแกนดิเนเวีย: Nansen, Bjerknes, Sandström, Petterson ได้กลับมาสนใจปรากฏการณ์ความแตกต่างของความหนาแน่นซึ่งเป็นสาเหตุของกระแสน้ำอีกครั้ง

ความแตกต่างของความหนาแน่นในน้ำทะเลเป็นผลมาจากการกระทำหลายสาเหตุที่เกิดขึ้นพร้อมกันในธรรมชาติ ดังนั้นความหนาแน่นของอนุภาคน้ำทะเลในที่ต่างๆ จึงเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของน้ำทุกครั้งจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของน้ำ และยิ่งอุณหภูมิต่ำลง ความหนาแน่นก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย การระเหยและการแช่แข็งยังเพิ่มความหนาแน่น ในขณะที่ปริมาณฝนจะลดลง เนื่องจากความเค็มบนพื้นผิวขึ้นอยู่กับการระเหย การตกตะกอน และการละลายของน้ำแข็ง - ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง - ความเค็มบนพื้นผิวเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและด้วยความหนาแน่น

แผนที่การกระจายความหนาแน่นเฉลี่ยต่อปีแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบนี้มีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวมหาสมุทร และภาพตัดขวางของมหาสมุทรแอตแลนติกตามแนวเส้นลมปราณยืนยันว่าความหนาแน่นมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในมหาสมุทรและที่ระดับความลึก เส้นที่มีความหนาแน่นเท่ากัน (ไอโซไซนัล) ทอดยาวไปทางแถบเขตร้อนลงสู่ส่วนลึกของมหาสมุทร และด้วยระยะห่างจากเส้นศูนย์สูตร เส้นเหล่านั้นจึงมาสู่พื้นผิว

ทั้งหมดนี้บ่งชี้ว่าหากไม่มีสาเหตุอื่นใดที่ทำให้เกิดกระแสน้ำที่น่าตื่นเต้นในมหาสมุทร แต่มีการกระจายความหนาแน่นไม่สม่ำเสมอ น้ำในมหาสมุทรก็จะเริ่มเคลื่อนไหวอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม ระบบกระแสน้ำที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้ ทั้งในลักษณะเฉพาะและความเร็ว จะแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสิ่งที่สังเกตได้ในขณะนี้ เพราะไม่มีเหตุผลอื่นที่สำคัญไม่แพ้กันที่ทำให้กระแสน้ำตื่นเต้นด้วยก็จะขาดไป

ตัวอย่างเช่น ในลมการค้าจะมีชั้นน้ำระเหยหนาหลายเมตร และน้ำที่ระเหยไปประมาณ 2 เมตรจะตกลงไปในแถบเส้นศูนย์สูตรอันเงียบสงบ จากที่นี่ น้ำกลั่นน้ำทะเล (ด้วยระบบปัจจุบันที่มีอยู่) จะถูกส่งไปทางทิศตะวันออกโดยกระแสน้ำต้านเส้นศูนย์สูตร ไอน้ำที่เหลือจะถูกพัดพาโดยลมต่อต้านการค้าไปยังเขตอบอุ่นซึ่งไอน้ำจะตกลงมา ดังนั้นจึงมีการสูญเสียน้ำอย่างต่อเนื่องในเขตร้อน ซึ่งจะต้องถูกแทนที่ด้วยการไหลบ่าเข้ามาจากละติจูดพอสมควร อย่างไรก็ตาม เหตุผลเพียงอย่างเดียวนี้ไม่สามารถสร้างระบบกระแสน้ำที่พบในมหาสมุทรได้

ในทำนองเดียวกัน น้ำแข็งในละติจูดต่ำกว่าขั้วและละติจูดขั้วโลกจะแยกเกลือออกจากน้ำบางส่วน ทำให้น้ำเบาลง และบางส่วนทำให้เย็นลง เพิ่มความหนาแน่นและบังคับให้จมลง ซึ่งส่งผลให้ชั้นลึกของมหาสมุทรเย็นตัวลง และด้วยเหตุนี้ เป็นแรงผลักดันให้เกิดการเคลื่อนที่ของน้ำผิวดินจากละติจูดพอสมควรไปจนถึงขั้วโลก อย่างไรก็ตาม เหตุผลนี้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถสร้างระบบกระแสที่ซับซ้อนที่มีอยู่ทั้งหมดได้

ดังนั้น ไม่ต้องสงสัยเลยว่าความแตกต่างของความหนาแน่นซึ่งรักษาไว้อย่างต่อเนื่องด้วยเหตุผลหลายประการตลอดมวลน้ำทั้งหมดของมหาสมุทรโลก น่าจะมีส่วนทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของน้ำ ทั้งบนพื้นผิวและที่ระดับความลึก

นักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์ วี. บีเจิร์กเนสสรุปความคิดเห็นของเขาเกี่ยวกับสาเหตุที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวในตัวกลางใดๆ ก็ได้ ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือก๊าซก็ตาม เหตุผลเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความหลากหลายของสภาพแวดล้อมเท่านั้น ซึ่งมักพบเห็นได้ในธรรมชาติ แนวคิดของบีเจิร์กเนสมีความโดดเด่นอย่างแม่นยำ เพราะเขาวิเคราะห์การเคลื่อนไหวในกรณีที่นำมาจากธรรมชาติ และไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อมในอุดมคติบางอย่างที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยสมบูรณ์ดังที่มักทำกัน

เนื่องจาก Bjerknes ใช้ตัวกลางที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน พื้นฐานของการให้เหตุผลของเขาจึงควรเป็นการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับการกระจายตัวของความหนาแน่นในตัวกลางที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ความรู้เกี่ยวกับการกระจายความหนาแน่นช่วยให้เข้าใจถึงโครงสร้างภายในของตัวกลาง และอย่างหลังทำให้สามารถตัดสินลักษณะของการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่เกิดขึ้นในตัวกลางได้

สาระสำคัญของแนวคิดของ Bjerknes ในการคำนวณความเร็วปัจจุบันโดยพิจารณาจากการกระจายความหนาแน่น สมมติว่าอุณหภูมิและความเค็มมีการกระจายเท่าๆ กันในมวลน้ำใดๆ ก็ตาม ความหนาแน่นจะเท่ากันทุกที่ และด้วยเหตุนี้ มวลน้ำที่เลือกจะเป็นเนื้อเดียวกัน ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว ที่ความลึกเท่ากัน ความดันจะเท่ากันและจะขึ้นอยู่กับจำนวนชั้นที่อยู่เหนือแต่ละชั้นเท่านั้น (ในการประมาณครั้งแรก โดยทุกๆ ความลึก 10 เมตร ความดันจะเพิ่มขึ้นหนึ่งบรรยากาศ)

หากในสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกันเราวาดพื้นผิวที่มีแรงกดเท่ากันหรือที่เรียกกันว่าไอโซบาริกก็จะตรงกับพื้นผิวระดับ

หากเราสร้างส่วนแนวตั้งของมวลน้ำนี้ พื้นผิวไอโซบาริกจะปรากฎเป็นระบบเส้นขนานและแนวนอน

หากอุณหภูมิและความเค็มของน้ำมีการกระจายไม่สม่ำเสมอในมวลที่เลือก ความหนาแน่นของน้ำที่ระดับความลึกเท่ากันจะแตกต่างกันโดยไม่ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเหล่านี้

แทนที่จะใช้ความหนาแน่น บีเจิร์กเนสใช้ปริมาณผกผัน - ปริมาตรจำเพาะ - และผ่านสถานที่ต่างๆ ในของเหลวซึ่งมีปริมาณเท่ากัน เขาจะวาดพื้นผิวที่วาดเป็นเส้นโค้งบนส่วนแนวตั้งที่เขาเรียกว่าไอโซสเตอรีส

ดังนั้นในส่วนแนวตั้งคุณจะได้เส้นสองระบบ เส้นบางเส้นจะเป็นเส้นตรงขนานกับขอบฟ้าไอโซบาร์ และเส้นอื่นๆ - ไอโซเทอรีส - จะตัดกันในมุมที่ต่างกัน ยิ่งความสมดุลในของเหลวถูกรบกวนมากเท่าไร กล่าวคือ ยิ่งอยู่ห่างจากความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ความหนาแน่นก็จะยิ่งมากขึ้น และด้วยเหตุนี้ ปริมาตรจำเพาะจึงจะแตกต่างกันมากขึ้นที่ความลึกเท่ากัน ดังนั้นหากของเหลวมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่า ไอโซเทอรีสจะอยู่ใกล้กับไอโซบาร์ ในกรณีที่ระยะใกล้ๆ ตามแนวพื้นผิวแนวนอนของไอโซบาร์ มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความเป็นเนื้อเดียวกันของโครงสร้างของของเหลว ที่นั่นไอโซสเตอรีจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างสูงชัน

อิทธิพลของลม

ความเชื่อมโยงระหว่างลมกับกระแสน้ำบนพื้นผิวนั้นเรียบง่ายและสังเกตได้ง่ายจนในหมู่กะลาสีลมได้รับการยอมรับมานานแล้วว่าเป็นสาเหตุสำคัญของกระแสน้ำ

บุคคลแรกที่ชี้ให้เห็นในทางวิทยาศาสตร์ว่าลมเป็นสาเหตุหลักของกระแสน้ำคือ W. Franklin ในการอภิปรายเกี่ยวกับสาเหตุของกระแสน้ำกัลฟ์สตรีม (1770) จากนั้น A. Humboldt (1816) ได้อธิบายมุมมองของเขาเกี่ยวกับสาเหตุของกระแสน้ำ โดยชี้ไปที่ลมว่าเป็นสาเหตุแรก ความสำคัญปฐมภูมิของลมในฐานะที่เป็นสาเหตุของกระแสน้ำได้รับการยอมรับมานานแล้วจากหลาย ๆ คน แต่ได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของปัญหานี้โดย Zoepritz (1878)

โซเอพริทซ์ตรวจสอบคำถามเกี่ยวกับการเคลื่อนตัวของการเคลื่อนไหวอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากชั้นผิวน้ำที่ถูกลมพัดพาไปยังชั้นถัดไป จากชั้นสุดท้ายไปยังชั้นที่อยู่ใต้ เป็นต้น โซเอพริทซ์แสดงให้เห็นว่าในกรณีของการกระทำที่ยาวนานอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ของแรงขับเคลื่อนของลม การเคลื่อนไหวจะถูกส่งผ่านเชิงลึกในลักษณะที่ความเร็วในชั้นจะลดลงตามสัดส่วนของความลึก โดยไม่คำนึงถึงขนาดของแรงเสียดทานภายใน หากแรงกระทำในช่วงเวลาที่จำกัด และระบบอนุภาคที่กำลังเคลื่อนที่ทั้งหมดยังไม่ถึงสถานะหยุดนิ่ง ความเร็วที่ระดับความลึกต่างกันจะขึ้นอยู่กับขนาดของแรงเสียดทาน สำหรับสมมติฐานของเขา Zoepritz ยืมค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจากการทดลองเกี่ยวกับการไหลของของเหลว รวมถึงน้ำทะเล แล้วใส่ลงในสูตรของเขา

มีการคัดค้านทฤษฎีนี้ โดยชี้ให้เห็นว่าปริมาณการเคลื่อนที่ที่มีอยู่ในลมค้านั้นน้อยกว่าค่าที่สอดคล้องกันในกระแสเส้นศูนย์สูตรมาก อย่างไรก็ตาม ในที่นี้ เราต้องคำนึงถึงระยะเวลาและความต่อเนื่องของลมค้า เห็นได้ชัดว่าลมในกรณีนี้ หลังจากที่กระแสไหลเข้าสู่สภาวะคงที่แล้ว เพียงแต่ต้องชดเชยการสูญเสียการเคลื่อนที่จากการเสียดสีภายในเท่านั้น ดังนั้น ลมโดยรวมในช่วงเวลาที่ยาวนานจึงสามารถส่งผ่านไปยัง น้ำปริมาณการเคลื่อนไหวที่สังเกตได้และก่อให้เกิดการไหลที่มีอยู่

ข้อโต้แย้งที่สำคัญอีกประการหนึ่งบ่งชี้ว่าค่าของแรงเสียดทานที่ยอมรับในทางทฤษฎีไม่สอดคล้องกับค่าที่แท้จริงเลย เพราะเมื่อชั้นน้ำหนึ่งเคลื่อนที่ทับอีกชั้นหนึ่ง วังวนจะต้องก่อตัวขึ้นอย่างแน่นอน ซึ่งดูดซับพลังงานจำนวนมหาศาล ส่งผลให้การคำนวณขนาดและธรรมชาติของการแพร่กระจายของความเร็วด้วยความลึกไม่ถูกต้อง

ในที่สุดข้อบกพร่องที่สำคัญที่สุดของทฤษฎีของ Zoepritz ก็ถูกสังเกตเห็นโดย Nansen เมื่อไม่นานมานี้กล่าวคือมันพลาดอิทธิพลของการเบี่ยงเบนที่เกิดจากการหมุนของโลกบนแกนของมันโดยสิ้นเชิง

ทฤษฎีของโซเอพริทซ์ (ซึ่งครอบงำมาประมาณ 30 ปี) ดึงความสนใจไปที่ลักษณะที่สำคัญของสมมุติฐานของกระแสลม (ดริฟท์) และข้อดีหลักของทฤษฎีนี้คือ เป็นคนแรกที่แสดงอิทธิพลของลมในเชิงตัวเลข และเช่นเคยเกิดขึ้นเสมอใน กรณีดังกล่าวข้อบกพร่องของสมมติฐานทำหน้าที่เป็นแหล่งสำหรับการศึกษาต่อไปซึ่งเป็นผลมาจากทฤษฎีลมใหม่ที่ก้าวหน้ากว่าซึ่งเป็นเจ้าของโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน V. Ekman ซึ่งคำนึงถึงแรงหลบเลี่ยงจากการหมุนของ โลกบนแกนของมัน

ถ้าเราถือว่ามหาสมุทรกว้างใหญ่และมีความลึกไม่สิ้นสุด และลมเหนือมหาสมุทรกระทำอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานจนเกิดสภาวะนิ่งในน้ำที่เคลื่อนไหว ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ จะได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้

ประการแรก จำเป็นต้องชี้ให้เห็นว่าชั้นผิวน้ำถูกลมทำให้เคลื่อนที่เนื่องจากสาเหตุสองประการ ประการแรก แรงเสียดทาน และประการที่สอง แรงกดดันที่ด้านรับลมของคลื่น เนื่องจากเป็นผลมาจาก ลมไม่เพียงแต่กระแสน้ำเท่านั้นที่เกิดขึ้น แต่ยังมีคลื่นด้วย เหตุผลทั้งสองนี้สามารถเรียกรวมกันว่าแรงเสียดทานในวงสัมผัส

ตามทฤษฎีลม (ดริฟท์) ของเอคมาน การเคลื่อนที่จากชั้นพื้นผิวจะถูกส่งลงจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง โดยลดลงแบบทวีคูณ ในกรณีนี้ ทิศทางของกระแสน้ำบนพื้นผิวจะเบี่ยงเบนไปจากทิศทางของลมทำให้เกิด 45° สำหรับละติจูดทั้งหมดเท่ากัน

อิทธิพลของแรงโก่งตัวจากการหมุนของโลกบนแกนนั้นสะท้อนให้เห็นไม่เพียงแต่ในการเบี่ยงเบนของกระแสบนพื้นผิวจากลม 45° เท่านั้น แต่ยังสะท้อนในการหมุนทิศทางของการไหลอย่างต่อเนื่องอีกเมื่อส่งสัญญาณ การเคลื่อนไหวเชิงลึกจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง ดังนั้น ด้วยการถ่ายโอนกระแสจากพื้นผิวสู่ความลึก ความเร็วไม่เพียงลดลงอย่างรวดเร็ว (ในความก้าวหน้าทางเรขาคณิต) เท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนทิศทางของกระแสไปทางขวาอย่างต่อเนื่องในซีกโลกเหนือ และไปทางซ้ายใน ซีกโลกใต้

ที่ปากแม่น้ำที่ไหลลงสู่ทะเลก็มีปรากฏการณ์เดียวกันนี้เช่นกัน น้ำในแม่น้ำมีน้ำหนักเบากว่าน้ำทะเลแม้ว่าจะผสมกับน้ำทะเลก็ตาม ก่อให้เกิดชั้นที่เบากว่าและมีการเคลื่อนไหวบางอย่างจากชายฝั่ง มวลของกระแสน้ำบนพื้นผิวดังกล่าวยังมากกว่ามวลของน้ำในแม่น้ำเพียงอย่างเดียว (ตามหมายเหตุที่ยุติธรรมของพลเรือเอก S. O. Makarov) เนื่องจากการผสมของน้ำในแม่น้ำกับน้ำทะเล กระแสน้ำที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้ดูดน้ำเย็นลงสู่ทะเลหรือมหาสมุทรจากชั้นล่าง และทำให้อุณหภูมิในชั้นผิวน้ำลดลงที่ระดับความลึกดังกล่าว ซึ่งเมื่ออยู่ห่างจากจุดบรรจบของแม่น้ำพอสมควร อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นมาก ปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตโดย Ekman ใกล้โกเธนเบิร์กใน Kattegat

S. O. Makarov สังเกตเห็นอิทธิพลแบบเดียวกันของการไหลของแม่น้ำต่อการเพิ่มขึ้นของน้ำลึกที่มีรสเค็มและหนาแน่นมากขึ้นในชั้นที่ใกล้กับพื้นผิวมากขึ้นทั้งบนถนน Kronstadt และในท่าเรือของท่าเรืออย่างแม่นยำหลังจากลมตะวันออกที่ยืดเยื้อเป็นเวลานานเพิ่มความเร็ว ของการไหลของน้ำจืดบนผิวน้ำจากแม่น้ำ เนวาและเป็นผลให้ความหนาของชั้นผิวลดลง

ผลกระทบของความกดอากาศ

ในทะเล อิทธิพลที่คล้ายกันของความกดอากาศต่อส่วนต่างๆ ของพวกมันมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกระแสน้ำในช่องแคบที่เชื่อมต่อกับมหาสมุทรหรือทะเลอื่นๆ ตัวอย่างเช่น กระแสน้ำกัลฟ์สตรีมซึ่งเริ่มต้นในช่องแคบฟลอริดา มีความเร็วมากกว่าในทางตอนเหนือ กล่าวคือ ลมตรงข้าม และมีลมน้อยกว่าทางใต้ซึ่งเป็นลมที่เอื้ออำนวย ความคลาดเคลื่อนนี้อธิบายได้จากอิทธิพลของความดันบรรยากาศ เมื่อลมเหนือพัดเหนือกัลฟ์สตรีมในช่องแคบฟลอริดา จากนั้นมีความกดอากาศต่ำเหนืออ่าวเม็กซิโก ส่งผลให้ระดับน้ำในอ่าวเพิ่มสูงขึ้น ความลาดเอียงไปทางช่องแคบฟลอริดาจะเพิ่มขึ้น และสิ่งนี้จะเร่งความเร็วของกระแสน้ำในอ่าวเม็กซิโกให้สูงขึ้น การไหลของน้ำจากอ่าวไทยผ่านช่องแคบฟลอริดาไปทางเหนือ ลมใต้เกิดขึ้นที่ช่องแคบฟลอริดาหากมีความกดอากาศสูงเหนืออ่าวเม็กซิโก ซึ่งเป็นเหตุให้ระดับน้ำในอ่าวลดลงและความลาดเอียงในช่องแคบฟลอริดาจะน้อยลง ดังนั้นความเร็วของกระแสน้ำจึงลดลง แม้จะมีลมพัด

ทบทวนสาเหตุกระแสน้ำข้างต้นทั้งหมด

สาเหตุข้างต้นที่กระตุ้นการเคลื่อนที่ของน้ำในมหาสมุทรมี 3 เงื่อนไข ได้แก่ อิทธิพลของความแตกต่างของความดันบรรยากาศ อิทธิพลของความแตกต่างในความหนาแน่นของน้ำทะเล และอิทธิพลของลม อิทธิพลของการหมุนของโลกบนแกนและอิทธิพลของชายฝั่งสามารถปรับเปลี่ยนธรรมชาติของกระแสน้ำที่มีอยู่เท่านั้น แต่สองสถานการณ์หลังนั้นไม่สามารถกระตุ้นการเคลื่อนไหวของน้ำได้

อิทธิพลของความแตกต่างของความดันบรรยากาศไม่สามารถกระตุ้นกระแสน้ำที่มีนัยสำคัญใดๆ ได้ มีเหตุผลสองประการต่อไปนี้: ความแตกต่างในความหนาแน่นของน้ำทะเลและลม

ความหนาแน่นในมหาสมุทรมีความแตกต่างกันอยู่เสมอ ดังนั้น ความหนาแน่นจึงมีแนวโน้มที่จะทำให้อนุภาคน้ำเคลื่อนที่อยู่เสมอ ในกรณีนี้ ความแตกต่างของความหนาแน่นไม่เพียงแต่กระทำในทิศทางแนวนอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทิศทางแนวตั้งด้วย ซึ่งเป็นกระแสการพาความร้อนที่น่าตื่นเต้น

ตามทัศนะสมัยใหม่ ลมไม่เพียงแต่ทำให้เกิดกระแสน้ำบนพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดกระแสน้ำที่ระดับความลึกต่างๆ ไปจนถึงด้านล่างสุดอีกด้วย ดังนั้นความสำคัญของลมในฐานะที่เป็นสาเหตุของกระแสน้ำจึงได้ขยายตัวและเป็นสากลมากขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้

วัสดุที่สมุทรศาสตร์มีต่อการกระจายความหนาแน่นในสถานที่ต่าง ๆ และที่ระดับความลึกต่าง ๆ ในมหาสมุทรยังมีขนาดเล็กมากและไม่ถูกต้องเพียงพอ แต่จากพื้นฐานดังกล่าวแล้ว ก็เป็นไปได้ที่จะพยายามระบุความเร็วปัจจุบันที่เป็นตัวเลข (โดยใช้วิธี Bjerknes) ซึ่งความแตกต่างของความหนาแน่นสามารถกระตุ้นในชั้นผิวของมหาสมุทรได้

จากส่วน Meridional ที่ไหลผ่านกระแสน้ำเส้นศูนย์สูตรเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติก พบว่าอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20° N ว. ความหนาแน่นที่แตกต่างกันอาจทำให้เกิดกระแสน้ำได้ 5-6 ไมล์ทะเลใน 24 ชั่วโมง ในขณะเดียวกัน ความเร็วเฉลี่ยรายวันของกระแสศูนย์สูตรที่สังเกตได้ในสถานที่นี้อยู่ที่ประมาณ 15-17 ไมล์ทะเล หากเราคำนวณความเร็วของกระแสศูนย์สูตรเดียวกัน ซึ่งสอดคล้องกับอิทธิพลของลมเท่านั้น (โดยคำนึงถึงความเร็วลมการค้า NE เป็น 6.5 เมตรต่อวินาที) เราจะได้ความเร็วปัจจุบันรายวันที่ 11 ไมล์ทะเล เมื่อบวกค่านี้เข้ากับความเร็วรายวัน 5-6 ไมล์ทะเลเนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกัน เราจะได้ 16-17 ไมล์ทะเลที่สังเกตได้ต่อวัน

ตัวอย่างข้างต้นแสดงให้เห็นว่าลมดูเหมือนจะเป็นสาเหตุสำคัญของการกระตุ้นกระแสน้ำบนพื้นผิวมหาสมุทรมากกว่าความหนาแน่นที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างที่คล้ายกันสำหรับทะเลบอลติกยิ่งน่าเชื่อมากขึ้น โดยแสดงให้เห็นว่า แม้ว่าในระยะทางสั้นๆ ความแตกต่างของความหนาแน่นจะมีขนาดใหญ่มาก อิทธิพลของลมก็ยังคงมีความสำคัญมากกว่าต่อการเกิดกระแสน้ำ (ดูหน้า 273 กระแสน้ำของ ทะเลบอลติก)

ในที่สุด การมีอยู่ของการเปลี่ยนแปลงของกระแสลมมรสุม ตลอดจนการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำในเขตร้อนในมหาสมุทรทุกแห่งในฤดูหนาวและฤดูร้อนของซีกโลกเดียวกัน แสดงให้เห็นอีกครั้งถึงความสำคัญอย่างยิ่งของลมต่อระบบที่มีอยู่ของลม กระแสน้ำ แน่นอนว่าการเคลื่อนที่ของเส้นศูนย์สูตรอุตุนิยมวิทยาตามฤดูกาลส่งผลต่อการกระจายตัวของอุณหภูมิของน้ำ (ดูบทเกี่ยวกับอุณหภูมิ) และส่งผลต่อการกระจายตัวของความหนาแน่นของน้ำด้วย แต่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก การเปลี่ยนแปลงของระบบลมที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของเส้นศูนย์สูตรอุตุนิยมวิทยามีความสำคัญมาก

ดังนั้นจากสาเหตุทั้ง 3 ประการนี้ ก็ต้องยอมรับว่าลมเป็นสาเหตุที่สำคัญที่สุดประการหนึ่ง สถานการณ์หลายอย่างบ่งชี้สิ่งนี้ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าหากไม่มีลม ระบบปัจจุบันที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรก็จะแตกต่างไปจากระบบที่มีอยู่อย่างมาก

ในที่นี้จะเหมาะสมที่จะชี้ให้เห็นว่าในมหาสมุทรมีกระแสน้ำจำนวนมากที่มีน้ำที่มีความหนาแน่นต่างกันโดยสิ้นเชิงไหลเคียงข้างกันและแม้ว่าจะไม่มีการแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างกันก็ตาม

ในที่สุด กระแสน้ำทั้งหมดเคลื่อนตัวไปตามพื้นที่เกิดจากน้ำทะเล ซึ่งมักจะมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากน้ำในกระแสน้ำนั้นเอง อย่างไรก็ตาม แม้ภายใต้สภาวะเหล่านี้ กระแสน้ำยังคงมีอยู่และเคลื่อนที่โดยไม่ต้องผสมน้ำกับกระแสน้ำใกล้เคียงในทันที แน่นอนว่าการผสมน้ำดังกล่าวเกิดขึ้น แต่มันเกิดขึ้นช้ามาก และส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยการก่อตัวของวังวนเมื่อน้ำชั้นหนึ่งเคลื่อนตัวทับอีกชั้นหนึ่ง