ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория морских течений, связанных с ветром и конвекционных Основные силы, вызывающие течения и сопутствующие им из "Физика моря Изд.4" В этой главе рассматриваются морские течения, так или иначе порожденные тепловым воздействием Солнца на Землю, в отличие от гл. II, в которой будут рассмотрены приливные течения, вызванные полем тяготения (притяжением к Луне и к Солнцу). [c.7] В настоящее время приходится признать, что из всех видов теплового воздействия Солнца на нашу планету при изучении морских течений нас больше всего должно интересовать воздействие, которое проявляется в создании мощных воздушных потоков над океаном и над отдельными морями самые важные и самые сильные течения возникают под действием ветра на поверхность вод. [c.7] Здесь к — коэффициент пропорциональности (коэффициент поверхностного трения), числовая величина которого может быть принята равной около О.,00.2. [c.7] В дальнейшем будем называть градиентом давления вблизи исследуемой точки. [c.7] При чрезвычайно малых скоростях течения и столь же малых размерах областей, охваченных ими (например, где-то в лабораторных приборах, в тонких трубках и т. д.), можно было бы пользоваться соотношением (3), подразумевая, что в нем т) — коэффициент молекулярной вязкости, величина которого весьма незначительна. [c.8] Молекулярная вязкость быстро уменьшается с возрастанием температуры при температуре 25° т) = 0,0081. Соленость сказывается значительно меньше океанская вода с соленостью 35%о обладает молекулярной вязкостью, которая лишь на 5% больше вязкости дистиллированной воды при той же температуре. [c.8] В настоящее время установлено, что в некоторых задачах физики моря трение между горизонтальными слоями может отойти на задний план по сравнению с силами трения, которые возникают внутри тех же водных масс при их движении относительно боковых слоев, являющихся как бы жидкими берегами для важнейших морских течений. Градиенты скоростей dujan в горизонтальных направлениях значительно, меньше градиентов этих скоростей в вертикальном направлении. Однако необходимо учесть, что турбулентный обмен в горизонтальном направлении осуществляется значительно сильней, чем в вертикальном. В связи с этим соответствующее значение коэффициента бокового трения (jil) должно значительно превышать упомянутые значения [X при прочих равных условиях. К этому обстоятельству мы еще возвратимся в 19. [c.9] Чем больше глубина моря, тем большее значение приобретает еще один класс сил, сопутствующих течениям силы, вызванные вращением Земли вокруг ее оси (так называемые силы Кориолиса). [c.9] Эта сила лежит в плоскости горизонта только тогда, когда скорость w направлена вдоль меридиана. Во всех остальных случаях кориолисову силу можно разложить на две составляющие горизонтальную и вертикальную. Из них последняя не может иметь никакого существенного значения, так как она либо ничтожно увеличивает, либо ничтожно уменьшает действие поля тяжести. Напротив, горизонтальная составляющая кориолисовой силы играет решающую роль во многих явлениях, происходящих в море. [c.9] Исходя из сказанного о направлениях векторов, можно вывести правило кориолисова сила в северном полушарии направлена вправо от относительной скорости течения гг, а в южном — влево. [c.10] Как видно из формуы (8), кориолисова сила достигает наибольшей величины в полярных областях (максимум на полюсах при ф — 90° С и Ю), на экваторе она (точнее, как говорилось уже, горизонтальная составляюш ая), напротив, обраш ается в нуль, ибо здесь ф — 0. [c.10] В настояш,ей главе будем характеризовать гравитационное поле только величиной ускорения g в поле тяжести, не принимая во внимание силы притяжения к Луне и к Солнцу. Как известно, эта величина связана с широтой ф из-за отличия формы Земли от формы правильного шара. [c.10] Строго говоря, здесь одновременно учитывается и поле тяжести, и поле центробежных сил, вызванное враш ением Земли вокруг оси. Наложение этого второго поля также способствует увеличению g на полюсах и уменьшению его близ экватора. [c.10] На практике в физике моря пользуются более крупной единицей для измерения. Эта единица — 1 дбар (децибар) — равна 10 дин см . Кратная единица — 1 бар — равняется 10 дин см . Само слово бар было предложено потому, что нормальное атмосферное давление, по старой терминологии, равно давлению ртутного столба высотой 750 жж. Это соответствует 1,013 10 дин/см . Как известно, в настоящее время в метеорологии атмосферное давление измеряется уже не в миллиметрах ртутного столба, а в миллибарах. [c.11] По формулам (12) и (14) нетрудно вычислить давление в любой точке поверхности уровня по заданной динамической глубине В этой поверхности, Аналогично по формулам (13) и (15) вычисляется динамическая глубина любой точки изобарической поверхности по заданному давлению р на ней. [c.11] Сравнивая поле давления с гравитационным полем, судят о состоянии водных масс при статическом равновесии во всех точках эквипотенциальной поверхности возникает одно и то же давление, при этом все точки какой-то определенной изобарической поверхности лежат на одной и той же динамической глубине. [c.12] При наличии движения вод хорошее представление об этом движении можно получить, сопоставляя семейство эквипотенциальных поверхностей с семейством изобарических поверхностей. Само сопоставление ведется двумя путями, из которых один получил преимущественное распространение в динамической метеорологии, а другой — в физике моря и физической океанографии. [c.12] Первый вариант иллюстрирует-ся рис. 1 а, на котором изображено в профиле и в плане пересечение различных изобарических поверхностей с одной избранной эквипотенциальной поверхностью. Кривые, видные на плане рис. 1а, аналогичны изобарам, вычерчиваемым на синоптических картах. [c.12] Второму варианту соответствует рис. 1 б, где изображено пересечение нескольких эквипотенциальных поверхностей с одной определенной изобарической поверхностью. Кривые,видные на плане рис. 1 б, называются динамическими изобатами (изогипсами). Они характеризуют динамический рельеф соответствующей изобарической поверхности совершенно так же, как обычные изобаты характеризуют рельеф дна или изогипсы — рельеф суши. Чем чаще располагаются на плане динамические изобаты, тем круче динамический профиль в соответствующем районе и тем дальше от статического равновесия отходит режим вод, свидетельствующий о наличии течений. [c.12] При статическом равновесии в толщах воды изобарические и изостеричес-кие поверхности нигде не пересекаются. [c.13] Вернуться к основной статье