1. Случалось ли вам наблюдать волны на поверхности моря (озера, реки)? Как они возникают? 2. Почему возникают приливы?
ОБРАТИТЕСЬ К ЭЛЕКТРОННОМУ ПРИЛОЖЕНИЮ. Движение воды в океане.
1. Ветровые волны. В основном волны возникают на большом пространстве открытой воды под действием ветра.
Если смотреть на волнующееся море, то покажется, что вода постоянно перемещается. Но это не так. Наверное, вы замечали, что предмет, плавающий на волнах, лишь качается вверх-вниз, но не передвигается в горизонтальном направлении. Ветер, дующий вдоль поверхности воды, заставляет её подниматься вверх — возникает гребень волны; потом вода опускается, образуя подошву волны. Таким образом, в волне частицы воды описывают подобия кругов. Это способствует интенсивному перемешиванию поверхностных слоёв воды. Высота волны измеряется от подошвы до гребня по вертикали. Длина волны — это расстояние между двумя соседними гребнями (рис. 50).
Рис. 50. Ветровые волны
Чем сильнее ветер и глубже море, тем крупнее ветровые волны. Обычно их высота не превышает 4 м, однако они могут достигать высоты 12 м и более. Длина штормовых волн — до 250 м. При погружении на глубину волнение быстро уменьшается, и на глубине, равной длине волны, оно уже незаметно.
Рис. 51. Прибой
Иногда в безветренную погоду можно наблюдать правильные ряды длинных пологих волн без пенистых гребней. Такое волнение называется зыбью. Подобно волнам от брошенного в воду камня, зыбь распространяется по морю на большие расстояния во все стороны от места возникновения ветровых волн.
На небольшой глубине у самого берега, или на отмели, гребни волн поднимаются и заостряются. Трение о дно тормозит движение воды в нижней части волны, поэтому верхняя её часть, обгоняя нижнюю, всё больше сдвигается вперёд и наклоняется. Наконец, гребень волны опрокидывается, разбиваясь в пену. Возникает прибой (рис. 51). Навстречу набегающему на берег пенистому водяному валу стекает вода предыдущей волны. Вместе с волнами перемещаются галька, песок, а во время шторма — камни массой в несколько тонн. Прибой разрушает берег.
2. Цунами. Эти волны называются японским словом «цунами», поскольку они нередко приходят из Тихого океана к берегам Японии. Цунами возникают в результате подводных землетрясений, оползней, а также извержений подводных вулканов. В отличие от ветровых волн, цунами охватывают всю толщу воды от дна до поверхности. Они распространяются во все стороны от места возникновения со средней скоростью 700—800 км/ч (это скорость реактивного самолёта). Высота цунами в открытом море обычно не более 1 м при длине волны 100—200 км. Но когда такая волна выходит на прибрежное мелководье, высота её быстро растёт, достигая 40 м. Гигантские водяные валы, обрушиваясь на берег, выбрасывают суда, уничтожают постройки, а отступая, уносят в океан всё, что встречается на их пути (рис. 52).
Рис. 52. Последствия цунами
Рис. 53. Прилив (А) и отлив (Б)
Предотвратить появление цунами невозможно. Можно только заранее предупредить население об их приближении. Чтобы спастись от цунами, надо переместиться как можно дальше от побережья, подняться в горы или на высокий (более 40 м) холм.
3. Приливы и отливы. На берегах океанов и некоторых морей происходят периодические, не зависящие от ветра поднятия и опускания уровня воды — приливы и отливы. Вы уже знаете, что главная причина возникновения этого явления — притяжение Луны. В нашей стране приливы можно наблюдать, например, на берегу Белого моря. Два раза в сутки вода выходит на берег, покрывая часть суши. И два раза в сутки она далеко отступает, обнажая прибрежную часть дна. В прилив здесь можно плавать на лодке и ловить рыбу, а в отлив — гулять по обнажившемуся морскому дну (рис. 53). Во внутренних морях, таких как Чёрное, высота приливов небольшая — всего несколько сантиметров.
ЗАДАНИЕ. Пользуясь картой океанов в атласе, определите, где на Земле регистрируются самые высокие приливы. Что общего у всех перечисленных вами мест?
4. Океанические течения. Люди издавна знали, что вода в океане перемещается на большие расстояния. Известны многочисленные находки запечатанных бутылок с записками от моряков, потерпевших кораблекрушение. В 1850 г. у берегов Испании был найден дубовый бочонок, в котором в скорлупе кокосового ореха находилось послание Колумба королеве Испании, отправленное с острова Гаити 358 лет назад.
Перемещение воды в океане или море в горизонтальном направлении называется океаническим (морским) течением. Течения подобны рекам в океане, но «реки» эти не имеют твёрдых берегов и постоянно пульсируют, блуждают в своих границах. Течения состоят из отдельных струй, которые разветвляются, сливаются, изгибаются, меняют скорость, образуют завихрения (кольца), отрывающиеся от течения. Основная причина возникновения поверхностных океанических течений — действие постоянных ветров. Самое мощное течение во всём Мировом океане — это течение Западных Ветров. (Найдите его на карте океанов. В каких широтах оно проходит?) Длина этого течения 30 тыс. км, ширина оценивается в 2500 км, скорость — около 3,5 км/ч. Каждую секунду течение Западных Ветров переносит воды в 20 раз больше, чем все реки земного шара.
Когда-то считалось, что в глубине океана воды почти неподвижны. Однако более совершенная измерительная техника выявила подповерхностные и даже глубинные течения. Глубинные течения обычно возникают из-за различий в плотности воды. Более солёная или более холодная вода плотнее и тяжелее, чем менее солёная или тёплая вода. Охлаждаясь в приполярных областях, вода опускается на глубину и движется в сторону экватора.
Течение считается тёплым, если его температура выше температуры окружающей воды. Температура холодного течения всегда ниже, чем температура окружающей воды.
Давно известно и хорошо изучено тёплое течение Гольфстрим, проходящее близ восточных берегов Северной Америки с юго-запада на северо-восток. (Покажите Гольфстрим на карте полушарий. Почему это течение обозначено красными стрелками?)
Гольфстрим образуется при слиянии вод, вытекающих из Мексиканского залива, и вод, пригоняемых ветром от берегов Африки. Длина его 3 тыс. км, ширина составляет сотни километров, скорость — до 10 км/ч. Каждую секунду Гольфстрим переносит в среднем около 75 млн т воды. (Сравните длину и скорость Гольфстрима с длиной и скоростью течения Западных Ветров.)
Примерно у 45° с. ш. Гольфстрим переходит в Северо-Атлантическое течение, часть вод которого направляется в Северный Ледовитый океан. Под их влиянием Баренцево море не замерзает, и Мурманский порт доступен для судов круглый год.
Океанические течения влияют не только на распределение температуры воды в океане, но и способствуют перемешиванию воды. У берегов, от которых ветер отгоняет воду, её место занимают глубинные воды, обогащённые питательными веществами. Вот почему районы подъёма глубинных вод богаты рыбой. В местах, к которым нагоняется вода, происходит её опускание. Опускающаяся вода несёт в глубину кислород.
Исследования океанических течений проводятся при помощи специально оборудованных судов, самолётов, космических спутников. Сведения о течениях нужны мореплавателям. Поверхностные течения оказывают существенное влияние на климат. Океанические течения переносят на большие расстояния тепло, химические соединения, живые организмы. Экологи учитывают роль морских течений в распространении загрязняющих веществ.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Что такое длина и высота волны? Поясните свой ответ схемой. 2. Сравните штормовые волны и цунами по плану: а) причина возникновения; б) высота в океане; в) высота у берега; г) длина. Какие волны опаснее для судов, находящихся в открытом океане, а какие — для судов у берега? 3*. Через сколько часов цунами, возникнув у берегов Чили, достигнет Японских островов? 4*. Пользуясь дополнительными источниками информации, подготовьте презентацию о том, как человек использует и может использовать волны и течения. 5*. Каковы различия между океаническими течениями и движением воды при волнении? 6. Назовите основную причину образования поверхностных океанических течений. Как в Мировом океане возникают глубинные течения? 7. Составьте по тексту параграфа рассказ о течении Западных Ветров и течении Гольфстрим. 8. Докажите, что океанические течения имеют большое значение для природы Земли и человека.