Урок № 8: Воды Мирового океана. Поверхностные течения

Цель урока: 1) Сформировать знания о температуре, солености вод, водных массах и течениях Мирового океана; 2) Развивать умение работать с картой;

3) Воспитывать интерес к предмету.

Метод обучения: словесный

Форма организации: коллективная

Тип урока: комбинированный

Вид урока: проблемное обучение

Оборудование: 1. Физическая карта мира. 2. Карта климатических поясов

I .Организационный момент. Приветствие. Выявление отсутствующих.

II .Проверка домашнего задания.

1. Климатические пояса (Б. П. Алисов выделил 13 поясов – 6 переходных и 7 основных; в экваториальном низкое давление, жарко, дуют пассаты, осадков более 2000 мм в год; в тропиках – сухо, высокое давление, осадков менее100 мм в год; в умеренном – умеренные ВМ, западные ветра, сезоны года, осадков 500- 1000 мм в год, но неравномерны, давление низкое; переходные пояса – смена воздушных масс по временам года)

2. Климатообразующие факторы (географическая широта, движение воздушных масс, рельеф, близость океанов и их течений, характер подстилающей поверхности)

III .Всесторонняя проверка знаний.

1.Животные обитают в воздухе до высоты (150м)

2. Окружность, проведённая на глобусе на одинаковом расстоянии от полюсов (экватор)

3. В каком климате круглый год господствует сухой и холодный воздух, постоянные низкие температуры, а зимой сильные морозы? (арктическом)

4. Коренные жители Океании из этого растения строят дома и лодки, а плоды употребляют для пищи (кокосовая пальма)

5. «Пятым океаном» называют (атмосферу)

6. Самый большой по площади климатический пояс Евразии (умеренный)

IV .Подготовка к объяснению новой темы. Написать на доске тему урока, объяснить цели урока. Проблемный вопрос: По какой причине возникают течения в океане? Какие сведения можно получить из географических карт? Что называют гидросферой, что относится к ее составным частям?

V .Объяснение новой темы.

1. Воды Мирового океана (площадь Мирового океана 361,1 млн. км²; главные свойства океанических ОВД – температура и соленость; температура зависит от широты – рисунок 25 на стр. 41- и от глубины, солнечные лучи проникают на глубину до 200 м., затем резко понижается и на глубине 3000 – 4000 м составляет +2° - 0°С)

2. Состав вод (соли, газы, органические и нерастворимые вещества – 60 постоянных компонентов; соленость – количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды; промилле – единица измерения солености воды; соленость зависит от соотношения испаряемости, атмосферных осадков, географической широты; у экватора соленость 34‰, у тропиков36 ‰, у полюсов 33‰; самое соленое Красное море – 41‰; соленая вода замерзает при температуре -2°С; плотность показывает какая масса вещества содержится в единице объема; айсберги; 15% поверхности океана занимают льды; при таянии льдов уровень океана поднимется на 70 м.)

3. Значение океанов (льды влияют на климат и затрудняют судоходство; океан отдает тепло атмосфере, увлажняют ее; муссоны - сезонные ветра; облака, реки, дождь, озера – это временно разделенные части океана; самоочищение океана с помощью бактерий; источник морепродуктов, полезных ископаемых, энергии, сырья, дешевые пути сообщения, места отдыха)

4. Водные массы (большие объемы воды с одинаковыми характеристиками – плотностью, прозрачностью, соленостью, наличием кислорода, животного и растительного мира; различают экваториальные, тропические, умеренные и полярные типы; прибрежные и океанические, поверхностные, глубинные и придонные)

5. Поверхностные течения (движение воды в горизонтальном направлении под влиянием постоянных ветров; Северное пассатное течение; Экваториальное противотечение; Гольфстрим; Северо-Атлантическое течение; Канарское холодное, Северное пассатное, Лабрадорское; на юге Атлантики – Южное пассатное, Бразильское, Западных ветров, Бенгельское; Тихий океан – Куросио, Северо-Тихоокеанское, Гумбольдта или Перуанское; ширина Западных ветров – 1000 – 1300 км, скорость 3,5 км/час; смерчи – ветры над океаном при перемешивании вод с разными свойствами; в участках смешивания вод много рыбы и планктона)

VI .Усвоение новой темы.

1. При движении с запада на восток, понижается температура и солёность воды в (Северном Ледовитом океане)

2. В скольких агрегатных состояниях может находиться вода в природе? (3)

3. Водные объекты на географических картах обозначены каким цветом? (синим)

VII .Домашнее задание. § 9, контурная карта

VIII .Итог урока. Комментирование оценок.

Вывод: Мировой океан имеет огромное значение для жизни на Земле, так как он в определенной степени регулирует распределение тепла и влаги

География 7 класс

Тема урока: Воды Мирового океана. Схема поверхностных течений .

Дата проведения…………….

Цель: раскрывая причины кругового движения поверхностных вод, дать представление об общей схеме поверхностных течений в Мировом океане.

Задачи:

· Сформировать представление об океанических течениях, причине их возникновения, видах течений и их использовании.

· Продолжить обучение работе с контурными картами, формировать умение отбирать главное и существенное из текста, сопоставлять получаемую информацию, выявлять закономерности, читать карты атласа.

· Воспитывать эстетическое восприятие географических объектов (мультимедиа).

Средства обучения: физическая карта полушарий, карта океанов, карты атласа, компьютер, презентация «Путешествие по Океану»

Тип урока: географический практикум

Ход урока

I. Организационный момент

1. Вступительное слово учителя

Мы много знаем об открытиях и исследованиях в нашем предмете география. Сегодня я желаю вам в процессе урока сделать свои открытия, которые зависят от ваших знаний и умений, ведь обучение состоит из постоянных поисков и находок. Поэтому давайте вместе двигаться вперед, и успех придет. Девизом нашего урока пусть будут слова китайской мудрости: «Не бойся, что не знаешь, бойся, что не научишься».

II. Новая тема. Слайд — тема урока

1. Разъяснение учителем цели урока, его задач

2. Знакомство с алгоритмической карточкой практической работы

III. Мотивация учебной и познавательной деятельности учащихся Прием «Запев»:

· Кто из вас летом бывал на море?

· Кто хоть раз был на реке?

· Кто любит прогулки в дождь?

· Кто любит гулять во время снегопада?

· Кто пил когда-нибудь воду из источника?

· Кто любит минеральную воду?

· Кто любит лимонад?

· С каким веществом связаны все эти вопросы? (Вода)

Именно вода — вода океанов — героиня нашего сегодняшнего урока.

Составление комплексной сравнительной характеристики двух океанов

Цель: Используя полученные на предыдущих уроках умения и знания, дать комплексную сравнительную характеристику двух океанов.

Оборудование: физическая карта полушарий, карта океанов, карта атласа, карта-алгоритм практической работы, источники информации.

Океан — наибольший участок, часть Мирового океана, ограниченная материками.

Комплексная характеристика — выявление и оценка разных особенностей объекта с целью его полного описания.

Задание 1. Используя физическую карту мира, карты атласа и дополнительные источники информации, заполните таблицу (у каждого ученика):

Задание 2. Сделайте вывод. Укажите черты сходства и различия в географическом положении и природе сравниваемых океанов. Объясните , чем они вызваны.

IV. Проверка знаний. Мозговой штурм

1. Откуда произошло слово «Океан»?

(Происходит от названия мифической реки Океан, которая, по сведениям вавилонян и египтян, омывала плоский диск суши.В переводе с древнегреческого означает «большая река, которая омывает Землю».)Слайд

Океан — наибольшая часть Мирового океана, ограниченная материками.

2. Вспомним, какую площадь Земли занимают Мировой океан и суша.

После ответа учащихся — обращение к «шпаргалке»

3. Сколько океанов на Земле?

Показ на карте океанов и ответ учащихся.

На нашей Земле океанов — четыре:

Индийский — самый соленый в мире,

Океан Атлантический славен сельдями,

Ледовитый всё время спит подо льдами,

А Тихий, конечно же, вовсе не тихий -

А буйный, глубокий и самый великий!

3. Проблемный вопрос:

На картах Тихого и Индийского океанов встречается особое условное обозначение красного цвета. Что оно означает?

(Это коралловые рифы. В тропических и экваториальных широтах они отличаются богатством форм жизни. Эти рифы — отмель, образовавшаяся в результатежизнедеятельности коралловых полипов — морских организмов с твердым известковым скелетом. Лучше всего кораллы чувствуют себя на глубине до 50 м при температуре +23… 25 ° С и средней солёности 35 ‰.)

Учитель: О причудливых странных существах, живущих в коралловых рифах, вы должны не только узнать из загадочного письма, которое пришло к нам морской почтой, но и рассказать

4. Прием «Угадай-ка»

Слайд «Загадочное письмо» :

Ответы учащихся:

(учитель демонстрирует натуральные объекты из коллекции кабинета географии и слайды с иллюстрациями, ученик читает комментарии):

1. Рыба-зебра . Ее нельзя касаться — в ярком плавнике на спине скрыты острые колючки с ядом.

2. Морской петух и вправду похож на петуха: весь пестрый, а плавники, как петушиный хвост, топорщатся. «Язык» морского петуха похож на ворчание, хрюканье или храп.

3. Рыба-звездочёт . Рыба примечательна своим способом охоты. Зароется в песок, только глаза и флажок на языке торчат. Красный флажок, будто червячок, шевелится. Но кто этого «червячка» захочет проглотить, сам в зубах у звездочета окажется.

4. Над коралловыми зарослями живут рыба-шар и рыба-ёж . В спокойном состоянии — рыбы как рыбы. Но стоит появиться хищнику, они, заглатывая воду, раздуваются до огромных размеров, превращаясь в шары, ощетинившиеся иглами.

5. На коралловом рифе, в прозрачной воде, пронизанной солнечными лучами, живут странные рыбы, празднично яркие и многоцветные, как мотыльки. Их так и называют — рыбы-бабочки.

Они «разрисованы» такими яркими полосами и пятнами, что сам контур тела рыбки исчезает из виду. Рыбы-бабочки чрезвычайно юркие и подвижные существа.

6. Рыба-собачка . Ее можно узнать по рожкам на голове. Живет морская собачка у берегов среди скал и камней.

7. Рыба-попугай . Прозвали ее так за яркую окраску и «птичий» рот. Прочными, выросшими, как клюв, зубами рыба-попугай обкусывает коралловые веточки, питаясь растущими на них водорослями. Но самым удивительным является то, что ночью рыба-попугай опускается на дно и строит вокруг себя домик-кокон из слизи. Так она маскируется от хищников.

8. Рыба-бычок очень хорошо уживается в одной маленькой песчаной норке с креветкой. Живут, не ссорясь, и обязанности разделяют поровну. Креветка чистит норку, как маленький бульдозер, перемещая перед собой кучу песка, а бычок охраняет норку и добывает пищу на двоих.

9. Морские коньки меняют свой цвет, чтобы не отличаться от растений. Они, вроде кенгуру, своих мальков носят в сумке на животе. Когда все спокойно, мальки выплывают погулять.

10. Коралловые пещеры полны морских обитателей. Среди них встречаются красные, полосатые, с огромными глазами рыбы-белки . Некоторые из них плавают на боку, а другие — вообще «вверх ногами». Возможно, такие позы рыбки выбирают для того, чтобы их светлое брюшко не привлекало внимание хищников. Иногда они даже отдыхают в таком положении на потолке пещеры.

11. Хищная морская звезда акантастер . Вся колючками ощетинилась, за это ее прозвали терновым венцом. Питается акантастер коралловыми полипами. Где звезда проползет, кораллы превращаются в белые скелеты без признаков жизни. Жители рифа гибнут или идут в другие места.

5. Прием- « Фотозагадка»:

Узнать обитателей океана по фотографиям(экран)

Слайд — Выполнение задания № 2 практической работы:

Указать черты сходства и различия в географическом положении и природе сравниваемых океанов. Объяснить причины.

Схема поверхностных течений

2. Повторение изученного (слайд 1)

· Что называется водными массами?

· Какие типы водных масс вы знаете?

· Какими свойствами характеризуются водные массы?

· Каковы закономерности в распределении температуры, солености воды в океане?

3. Актуализация знаний

Прочитаю вам письмо, которое попало ко мне совсем случайно. Это письмо капитана дальнего плавания Христофора БанифатьевичаВрунгеля. Я думаю, что все вы с ним знакомы. Вам всем известно, что он великий путешественник и мореплаватель и с ним произошло немало очень интересных историй. И об одной из них он пишет в этом письме. Послушайте его.

Как-то раз я и мой помощник Лом решили отправиться в плавание на нашей «Беде». Вышли в море. И все-таки должен сказать: хорошо в море!Недаром, знаете, еще древние греки говаривали,что море все невзгоды смывает с души человека.
Идем. Тишина, только волны шелестят вдоль бортов, мачта поскрипывает, а берег уходит, тает за кормой. Погода свежеет, белячки пошли по волнам, откуда-то прилетели буревестники, ветерок стал крепчать. Работает, свистит в снастях настоящий морской, соленый ветер. Вот и последний маяк остался позади, берегов как не бывало, только море кругом; куда ни взглянешь —везде море.

Спустился, выпил на сон грядущий рюмочку рому,лег на койку и заснул как убитый. А через два часа,бодрый и свежий, поднимаюсь на палубу. Осмотрелся кругом, глянул вперед… и в глазах у меня потемнело.

На первый взгляд — ничего, конечно, особенного:то же море кругом, те же чайки, и Лом в полном порядке, держит штурвал, но идёт он не в том направлении, как мы задумывали. У нас разразился страшный скандал! Мы спорили очень долго и не заметили в споре, как договорились о пари, в котором говорилось о том, что мы сможем совершить путешествие по океану, больше не поднимая паруса и не прибегая к силе двигателя. И к вам, ребята, я обращаюсь со следующей просьбой. Помогите мне разъяснить моему неучу-помощнику, можно ли это сделать и как. А я вам буду сердечно в этом благодарен.

Капитан дальнего плавания
Врунгель Христофор Бонифатьевич.

Мне бы очень хотелось, чтобы мы с вами помогли капитану Врунгелю в его проблеме.

· По вашему мнению, ребята, каким образом корабль смог бы передвигаться в океане и по какому маршруту? Учащиеся: предлагают различные варианты передвижения.

Тема нашего урока сегодня - это океанические течения. (слайд 2)
Хороший способ передвижения - это передвижение с помощью океанических течений. А для того чтобы им воспользоваться, необходимо познакомиться с течениями. На ваш взгляд, какие вопросы можно задать, чтобы узнать о течении? (Учащиеся предлагают вопросы).
Учитель (слайд 3): Я так сформулировала те вопросы,которые вы предложили. А теперь будем искать на них ответы, тем самым попробуем помочь капитану Врунгелю.

· Что называют океаническим течением?

· По какой причине возникают течения?

· Какова закономерность распределения течений по поверхности земного шара?

· Какие бывают виды течений?

· Течения - это один из видов движения вод Океана.

· На ваш взгляд, что такое океаническое течение? Как вы понимаете это понятие? (Ответы учащихся).

Океанические течения - это горизонтальное перемещение воды в океане на большие расстояния (слайд 4)

Посмотрите на карту атласа (стр. 2-3) и скажите,как на карте обозначены течения? Что обозначает красный и синий цвет?

Какова причина приводит к образованию течений?(Постоянные ветры)

Какие главные причины образования ветров? (слайд 4)

· постоянные ветры

· рельеф дна

· очертания материков

· отклоняющаяся сила вращения Земли вокруг своей оси.

Течения, возникшие под влиянием ветров,называются ветровыми. (слайд 5) Теперь приступаем к работе на контурной карте (стр.1-2):

1. Нанесите на контурную карту два теплых и два холодных ветровых течения.

Все ли течения бывают ветровыми? (Нет)

Поток воды при встрече с каким-либо объектом делится, огибая пре-пятствие с разных сторон. Так и в океане: течение, встречая препят-ствие, чаще всего разделяется на два сточных течения. (слайд 5)

Учитель с учениками работает на контурной карте, показывая образование Перуанского стокового течения. Далее образование Ангольского течения показывает один из учеников.

При столкновении течения Западных ветров,которое является вет-ровым течением, образуется одно сточное течение, а течение Запад-ных ветров продолжает двигаться дальше. Но есть случаи,когда вет-ровое течение в результате столкновения с материком перестает су-ществовать, а вместо него образуются два сточных течения. Найдите примеры на карте. (Калифорнийское и Аляскинское, Восточно-Австралийское и Межпассатное, Куросио и Межпассатное.)

2. Нанесите на контурные карты два сточных течения более толстыми стрелками.

А теперь найдите закономерности циркуляции течений. Если ученики не видят таких закономерностей, учитель дает подсказку:

Посмотрите на Тихий океан. (рис.29, стр. 78)Сравните направления течений в север-ном и южном полушариях.

В тетрадях заполняется схема ветровой циркуляции в океане. (слайд 6)

Как раз на направление течений по часовой и против часовой стрелки оказывает влияние вращение Земли вокруг своей оси. Этот закон вывел учёный Кариолис. Это закон физики и вы его будете изучать в старших классах.

Найдите на карте самое крупное ветровое течение, в каком направлении несут свои воды? (Течение Западных ветров)

Рассказ ученика о течении Западных ветров. (слайд 7) (Приложение 3).Самое крупное течение - это течение Западных ветров. Оно образует кольцо вокруг Антарктиды.Длина этого течения 30 000 км, ширина - несколько тысяч километров, скорость - 3,5 км/ч.
- А теперь вернёмся к началу нашего урока. Вспомним те вопросы, которые мы поставили в начале урока. (слайд 8)

Итак, ответы на все вопросы найдены. Ну а теперь надо помочь капитану Врунгелю разъяснить его помощнику Лому то, как можно только при помощи течений совершить морское путешествие.

Для этого вы должны будете заполнить следующую табличку. И будем надеяться, что эти записи попадут в руки капитана.

Выполнение работы.

5. Закрепление: Впиши недостающий текст. (слайд 9)

1. Течение - это……

2. Течение возникает под действием …

3. Холодное течение обозначается стрелкой (нарисуй) … Теплое (нарисуй) …

4. Течения, возникшие под влиянием ветров, называются …

5. Выпиши названия течений из карты (по три примера)

6. Домашнее задание (слайд 10)

Мореплаватели о наличии океанических течений узнали практически сразу, как только начали бороздить воды Мирового океана. Правда, общественность обратила на них внимание лишь тогда, когда благодаря движению океанических вод было сделано множество великих географических открытий, например, Христофор Колумб доплыл до Америки благодаря Северному Экваториальному течению. После этого океаническим течениям не только моряки, но и учёные начали уделять пристальное внимание и стремиться исследовать их как можно лучше и глубже.

Уже во второй половине XVIII ст. моряки довольно хорошо изучили Гольфстрим и успешно применяли полученные знания на практике: из Америки в Великобританию шли по течению, а в обратном направлении придерживались определенного расстояния. Это позволяло им на две недели опережать судна, капитаны которых не были знакомы с местностью.

Океаническими или морскими течениями называют крупномасштабные перемещения водных масс Мирового океана со скоростью от 1 до 9 км/ч. Движутся эти потоки не хаотично, а в определённом русле и направлении, что является главной причиной того, почему их иногда называют реками океанов: ширина самых крупных течений может составлять несколько сотен километров, а длина достигать не одну тысячу.

Установлено, что водные потоки движутся не прямо, а отклоняясь немного в сторону, подчиняются силе Кориолиса. В Северном полушарии почти всегда движутся по часовой стрелке, в Южном – наоборот . В то же время течения, находящиеся в тропических широтах (их называют экваториальными или пассатными), перемещаются в основном с востока на запад. Самые сильные течения были зафиксированы вдоль восточных берегов континентов.

Водные потоки циркулируют не сами по себе, а их приводит в движение достаточное количество факторов – ветер, вращение планеты вокруг своей оси, гравитационные поля Земли и Луны, рельеф дна, очертания материков и островов, разница температурных показателей воды, её плотности, глубины в различных местах океана и даже её физико-химический состав.

Из всех видов водных потоков наиболее выражены поверхностные течения Мирового океана, глубина которых нередко составляет несколько сотен метров. На их возникновение повлияли пассатные ветра, постоянно движущиеся в тропических широтах в западно-восточном направлении. Эти пассаты формируют возле экватора огромные потоки Северного и Южного Экваториальных течений. Меньшая часть этих потоков возвращается на восток, образовывая противотечение (когда движение воды происходит в противоположную от движения воздушных масс сторону). Большая часть, сталкиваясь с материками и островами, поворачивает в северную или южную сторону.

Теплые и холодные водные потоки

Необходимо учитывать, что понятия о «холодных» или «тёплых» течений являются условными определениями. Так, несмотря на то, что температурные показатели водных потоков Бенгельского течения, которое протекает вдоль мыса Доброй Надежды, составляют 20°С, оно считается холодным. А вот Нордкапское течение, которое является одним из ответвлений Гольфстрима, с температурными показателями от 4 до 6°С, является тёплым.

Происходит это потому, что холодное, тёплое и нейтральное течения получили свои названия исходя из сравнения температуры своей воды с температурными показателями окружающего их океана:

• Если температурные показатели водного потока совпадают с температурой окружающих его вод, такое течение называют нейтральным;
• Если температура течений ниже окружающей воды, их называют холодными. Обычно они текут из высоких широт в низкие (например, Лабрадорское течение), или из районов, где из-за большого стока рек океаническая вода имеет пониженную солёность поверхностных вод;
• Если температура течений теплее окружающей их воды, то их называют тёплыми. Они двигаются из тропических в приполярные широты, например, Гольфстрим.

Основные водные потоки

На данный момент учёные зафиксировали около пятнадцати основных океанических водных потоков в Тихом, четырнадцать – в Атлантическом, семь – в Индийском и четыре – в Северном Ледовитом океане.

Интересно, что все течения Северного Ледовитого океана движутся с одинаковой скоростью – 50 см/сек, три из них, а именно Западно-Гренландское, Западно-Шпицбергенское и Норвежское, являются тёплыми, и лишь Восточно-Гренландское относится к холодному течению.

А вот почти все океанические течения Индийского океана относятся к теплым или нейтральным, при этом Муссонное, Сомалийское, Западно-Австралийское и течение Игольного мыса (холодное) движутся со скоростью 70 см/сек., скорость остальных варьирует от 25 до 75 см/сек. Водные потоки этого океана интересны тем, что вместе с сезонными муссонными ветрами, которые два раза в год меняют своё направление, океанические реки также изменяют свой ход: зимой они в основном текут на запад, летом – на восток (явление, характерное только для Индийского океана).

Поскольку Атлантический океан протянулся с севера на юг, его течения также имеют меридиональное направление. Водные потоки, расположенные на севере, движутся по часовой стрелке, на юге – против неё.

Ярким примером течения Атлантического океана является Гольфстрим, который начинаясь в Карибском море, несёт тёплые воды на север, распадаясь по дороге на несколько боковых потоков. Когда воды Гольфстрима оказываются в Баренцевом море, они попадают в Северный Ледовитый океан, где охлаждаются и поворачивают на юг в виде холодного Гренландского течения, после чего на каком-то этапе отклоняются на запад и опять примыкают к Гольфстриму, образуя замкнутый круг.

Течения Тихого океана имеют в основном широтное направление и формируют два огромных круга: северный и южный. Поскольку Тихий океан чрезвычайно велик, не удивительно, что его водные потоки оказывают значительное влияние на большую часть нашей планеты.

Например, пассатные водные потоки перегоняют тёплые воды от западных тропических берегов к восточным, из-за чего в тропической зоне западная часть Тихого океана намного теплее противоположной стороны. А вот в умеренных широтах Тихого океана, наоборот, температура выше на востоке.

Глубинные течения

Довольно длительное время учёные считали, что глубинные океанские воды почти неподвижны. Но вскоре специальные подводные аппараты обнаружили на большой глубине как медленно, так и быстротекущие водные потоки.

Например, под Экваториальным течением Тихого океана на глубине около ста метров учёные определили подводный поток Кромвель, движущийся в восточном направлении со скоростью 112 км/сутки.

Подобное движение водных потоков, но уже в Атлантическом океане, нашли советские учёные: ширина течения Ломоносова составляет около 322 км, а максимальная скорость в 90 км/сутки была зафиксирована на глубине около ста метров. После этого был обнаружен ещё один подводный поток в Индийском океане, правда, скорость его оказалась намного ниже – около 45 км/сутки.

Открытие этих течений в океане послужило поводом к возникновению новых теорий и загадок, основной из которых является вопрос – почему они появились, как сформировались, а также вся ли площадь океана охвачена течениями или существует точка, где вода неподвижна.

Влияние океана на жизнь планеты

Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат планеты, погоду, морские организмы. Многие сравнивают океан с огромной тепловой машиной, которую приводит в движение солнечная энергия. Эта машина создаёт беспрестанный водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана, обеспечивая его растворённым в воде кислородом и влияя на жизнь морских обитателей.

Этот процесс можно проследить, например, рассматривая Перуанское течение, что находится в Тихом океане. Благодаря подъёму глубинных вод, которые поднимают наверх фосфор и азот, на океанической поверхности успешно развивается животный и растительный планктон, в результате чего организовывается пищевая цепь. Планктон поедает мелкая рыбка, та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц, морских млекопитающих, которые при таком пищевом изобилии поселяются здесь, делая регион одним из самых высокопродуктивных районов Мирового океана.

Случается и так, что холодное течение становится тёплым: средняя температура окружающей среды повышается на несколько градусов, из-за чего на землю проливаются теплые тропические ливни, которые, оказавшись в океане, губят рыбу, привыкшую к холодной температуре. Результат плачевный – в океане оказывается огромное количество дохлой мелкой рыбы, крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается, птицы покидают свои гнездовья. В результате местное население лишается рыбы, урожая, который побили ливни, и прибыли от продажи гуано (птичьего помёта) в качестве удобрения. На восстановление прежней экосистемы нередко может уйти несколько лет.

1. Введение

Морская вода – очень подвижная среда, поэтому в природе она находится в непрерывном движении. Это движение вызывают различные причины и прежде всего ветер. Он возбуждает поверхность течения в океане, которые переносят огромные массы воды из одних районов в другие. Однако непосредственное влияние ветра распространяется на сравнительно небольшое (до 300 м) расстояние от поверхности. Подвижность вод океана проявляется и в вертикальных колебательных движениях – таких, например, как волны и приливы. С последними связаны и горизонтальные движения воды – приливные течения. Ниже в толще воды и в придонных горизонтах перемещение происходит медленно и имеет направления, связанные с рельефом дна.

2. Движение вод Мирового океана

Рис.1. Схема циркуляции вод Мирового океана.

Поверхностные течения образуют два больших круговорота, разделенных противотечением в районе экватора. Водоворот северного полушария вращается по часовой стрелке, а южного - против. При сопоставлении этой схемы с течениями реального океана можно увидеть значительное сходство между ними для Атлантического и Тихого океанов. В то же время нельзя не заметить, что реальный океан имеет более сложную систему противотечений у границ континентов, где, например, располагаются Лабрадорское течение (Северная Атлантика) и Аляскинское возвратное течение (Тихий океан). Кроме того, течения у западных окраин океанов отличаются большими скоростями перемещения воды, чем у восточных. Ветры прилагают к поверхности океана пару сил, вращающих воду в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном - против нее. Большие водовороты океанических течений возникают в результате действия этой пары вращающих сил. Важно подчеркнуть, что ветры и течения не относятся «один к одному». Например, наличие быстрого течения Гольфстрим у западных берегов Северной Атлантики не означает, что в этом районе дуют особенно сильные ветры. Баланс между вращающей парой сил среднего поля ветра и результирующими течениями складывается на площади всего океана. Кроме того, течения аккумулируют огромное количество энергии. Поэтому сдвиг в поле среднего ветра не приводит автоматически к сдвигу больших океанических водоворотов.

На водовороты, приводимые в движение ветром, накладывается другая циркуляция, термохалинная («халина» - соленость). Вместе температура и соленость определяют плотность воды. Океан переносит тепло из тропических широт в полярные. Этот перенос осуществляется при участии таких крупных течений, как Гольфстрим, но существует также и возвратный сток холодной воды в направлении тропиков. Он происходит в основном на глубинах, расположенных ниже слоя возбуждаемых ветром водоворотов. Ветровая и термохалинная циркуляции представляют собой составные части общей циркуляции океана и взаимодействуют друг с другом. Так, если термохалинные условия объясняют в основном конвективные движения воды (опускание холодной тяжелой воды в полярных районах и ее последующий сток к тропикам), то именно ветры вызывают расхождение (дивергенцию) поверхностных вод и фактически «выкачивают» холодную воду обратно к поверхности, завершая цикл.

Представления о термохалинной циркуляции менее полны, чем о ветровой, но некоторые особенности этого процесса более или менее известны. Считается, что образование морских льдов в море Уэдделла и в Норвежском море имеет важное значение для формирования холодной плотной воды, распространяющейся у дна в Южной и Северной Атлантике. В оба района поступает вода повышенной солености, которая охлаждается зимой до температуры замерзания. При замерзании воды значительная часть содержащихся в ней солей не включается в новообразующийся лед. В результате соленость и плотность остающейся незамерзшей воды увеличиваются. Эта тяжелая вода опускается ко дну. Обычно ее соответственно называют антарктической донной и североатлантической глубинной водой.

Другая важная особенность термохалинной циркуляции связана с плотностной стратификацией океана и ее влиянием на перемешивание. Плотность воды в океане с глубиной возрастает и линии постоянной плотности идут почти горизонтально. Воду с разными характеристиками значительно легче перемешать в направлении линий постоянной плотности, чем поперек них.

Термохалинную циркуляцию трудно с определенностью охарактеризовать. По сути, и горизонтальная адвекция (перенос воды морскими течениями), и диффузия должны играть важную роль в термохалинной циркуляции. Определение относительного значения этих двух процессов в каком-либо районе или ситуации представляет важную задачу.

Главные черты поверхностной циркуляции вод мирового океана определяются ветровыми течениями. Важно отметить, что движение водных масс в Атлантическом и Тихом океанах очень сходно. И в том и в другом океане существуют два огромных антициклонических круговых течения, разделенных экваториальным противотечением. В обоих океанах есть, кроме того, мощные западные (в северном полушарии) пограничные течения (Гольфстрим в Атлантическом и Куросио в Тихом) и такие же по характеру, но более слабые восточные течения (в южном полушарии) - Бразильское и Восточно-Австралийское. Вдоль их западных побережий прослеживаются холодные течения - Ойясио в Тихом океане, Лабрадорское и Гренландское течения в Северной Атлантике. Кроме того, в восточной части каждого бассейна к северу от основного круговорота обнаружен циклонический круговорот меньшего масштаба.

Некоторые различия между океанами связаны с различиями в очертаниях их бассейнов. Атлантический, Индийский и Тихий океаны имеют разную форму. Но некоторые из различий определяются особенностями поля ветра, как, например, в Индийском океане. Циркуляция в южной части Индийского океана в основных чертах сходна с циркуляцией в южных бассейнах Атлантического и Тихого океанов. Но в северной части Индийского океана она явно подчиняется муссонным ветрам, где в период летнего и зимнего муссонов картина циркуляции полностью меняется.

По ряду причин по мере приближения к берегу отклонения от общей картины циркуляции становятся все более существенными. В результате взаимодействия основных климатических характеристик течений с такими же характеристиками побережий часто возникают устойчивые или квазиустойчивые вихри. Заметные отклонения от средней картины циркуляции могут вызывать у побережий и местные ветры. В отдельных районах возмущающими факторами режима циркуляции служат речной сток и приливы.

В центральных районах океанов средние характеристики течений вычисляются по малому количеству точных данных и потому особенно ненадежны.

Западные пограничные течения - Гольфстрим и Куросио

Известно, что западные пограничные течения в северном полушарии (Гольфстрим и Куросио) лучше развиты, чем их аналоги в южном полушарии.

Представляя себе в общем плане циркуляцию океанических вод в виде системы обширных антициклонических вихрей, необходимо отметить, что течения, в сумме образующие круговороты, весьма сильно отличаются в их разных участках. Западные пограничные течения, такие, как Гольфстрим и Куросио, - узкие, быстрые, глубокие потоки с довольно хорошо выраженными границами. Направленные к экватору течения на другой сторонне океанических бассейнов, такие, как Калифорнийское, Перуанское и Бенгальское, напротив, широкие, слабые и неглубокие потоки с расплывчатыми границами, некоторые исследователи даже считают, что эти границы есть смысл проводить на мористой стороне течений такого типа.

Калифорнийское течение считается наиболее изученным из них. Глубина этого потока ограничивается в основном верхним 500-метровым слое. Оно складывается из ряда крупных вихрей, наложенных на слабый, но широкий поток воды, направленный к экватору. Скорости и направления движения воды, измеренные в зоне Калифорнийского течения, в любой данный момент могут оказаться совершенно отличными от средних значений. Такая же картина, видимо, характерна и для других восточных пограничных течений.

Прибрежный поток воды обычно отличается особой сложностью, и при описании его часто выделяют из более широкой системы вдольбереговых течений, присваивая ему другое название.

В зоне многих восточных пограничных течений главным фактором, определяющим распределение температуры, солености и химических характеристик воды на поверхности, является апвеллинг. Апвеллинг имеет важное биологическое значение, так как благодаря ему глубинные воды выносят питательные вещества в верхние слои воды и тем способствуют увеличению продуктивности фитопланктона. Зоны апвеллинга - это биологически самые продуктивные районы мира.

3. Циркуляция глубинных вод

Основные факторы, определяющие циркуляцию глубинных вод, - температура и соленость.

В приполярных районах Мирового океана вода на поверхности охлаждается. При образовании льда из него выделяются соли, которые дополнительно осолоняют воду. В результате вода становится более плотной и опускается на глубину. Области интенсивного образования глубинных вод находятся на севере Атлантического океана у Гренландии и в морях Уэдделла и Росса у Антарктиды.