Виды движения вод мирового океана. Влияние и опасности движения вод

Дата___-

Предмет

География

Класс 6

Тема урока:

Движения воды в Океане

Общая цель:

сформировать представление о видах волн, океанических течениях приливах и отливах, географии их действия.

Задачи:

развивать у школьников умение критически анализировать информацию, способность ее систематизировать, оценивать и использовать.

Совершенствовать работу учащихся с различными источниками получения информации (книгой, атласом, дополнительной литературой).

Научить применять полученные знания на уроке в нестандартной жизненной ситуации.

Конкретный результат обучения

ученики знают :

ученики умеют

a) Подход в преподавании / обучении

Объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый; информационно-иллюстративный; демонстрационный; самостоятельная работа с текстом учебника, беседа, работа с картой.

Источники:

карта океанов, карты атласа, контурные карты, презентация по теме урока, учебник для 6 кл.

Ход урока.

Организация работы на уроке/раздача карточек/

I. Оргмомент.

Учитель: Какую тему мы изучали на прошлом уроке? - Мировой океан

Тестирование по домашнему заданию

Проверка тестирования и запись результатов в карточку

Критерии оценки: «5» - 16-18 б.

«4» - 13-15 б.

«3» - 9-12 б

Изучение нового материала

Содержание материала для уровня применения.

II.Стадия вызова

- Какие свойства воды обеспечивают возможность её движения?

(температура и солёность)

- О чём мы сегодня узнаем на уроке? ( читают стр.115 «Вы узнаете»)

- И так тема нашего урока:

«Движение воды в океане» - (зачитывают дети)

Учитель: Мировой океан находится в постоянном движении, наша задача познакомиться с основными видами движения воды, причинами их возникновения, географией их действия

Задание 1 По ходу изучения нового материала вы должны составить Опорный

конспект по представленному образцу

Составьте классификацию движений воды в океане, исходя из причины их возникновения. Заполните схему.

Зачитывается стихотворение Н.А. Некрасова «Непонятная песня» на фоне слайд-шоу

Здоровьесберегающий стиль общения (ЗБТ)

... Клокочет, бушует, волнуется море

Сердито и грозно, седые валы

Как вихри летают на буйном просторе

И силятся сдвинуть крутые скалы.

Смотрите, смотрите - как грудью, могучей

Они, разъяренные бьют в берега!

Но вот на средину отхлынули тучей,

Как будто заслышав призванье врага.

Как будто меж ними затеялась ссора -

Ревут ураганом, громами гремят,

Понять невозможно их чудного хора,

Но, кажется, что-то они говорят…

Содержания материала для уровня понимания.

III. Стадия осмысления

Учитель : Так что же такое «Волна»?

Понятие - «Волна»- чтение с доски «Презентация»

Строение волны – рисунок 5.6., Геофокус

Разновидности волн

-ветровые волны (штиль, шторм) Ф+Ф( слайд- шоу)

Причины их образования (переменные ветры)

Высота волн - ( работа с текстом стр.74)

Описание цунами - чтение наизусть отрывка…

Эмоциональная разрядка (ЗБТ)

Вдруг стихает шум прибоя, и далеко в море уходит вода, обнажая дно. В этой внезапно наступившей тишине для островитянина - верный признак надвигающей беды. Теперь не мешкать, скорее в сопки, в горы, подальше от домашнего очага. Стена воды, увенчанная снежной пеной, летит на портовые сооружения, на город. Проходит немного времени, и в водовороте воды кружатся дома, причалы, скот…

Учитель: О какой волне идет речь в только что прослушанном отрывке?

Дети: - цунами

Понятие «цунами» чтение на стр

Строение волны – рисунок 75

2. Чем цунами отличается от штормовых ветровых волн?
Цунами - это волны, которые возникают в результате моретрясений, а ветровые волны – результат деятельности ветра. Цунами – это поступательное движение воды, а ветровые волны – колебательные.

3. Какое значение имеют океанические течения?
Океанические течения влияют на климат территории, Холодные течения приносят похолодание и сухость, а теплые – потепление и осадки. Также течения переносят органические вещества, способствуя их распределение их по океанах.

Задание 2 (работа в парах)

Представьте, что случилась авария на нефтеналивном танкере в районе экватора у восточных берегов Южной Америки. В результате аварии произошёл разлив нефти. В каких районах океана могут обнаружиться следы этой аварии? Для ответа используйте карту океанов в атласе.
Следы этой аварии могут обнаружиться в любой части океана, потому что течения разнесут нефть. Например, Северное пассатное течение перенесет нефть в течение Гольфстрим, то в свою очередь в Северо-Атлантическое, потом - в Канарское или в Норвежское. Южное пассатное течение перенесет нефть в Бразильское течение, потом в течение Западных Ветров и потом по южной части Тихого, Атлантического и Индийского океанов.

Содержания материала для уровня анализа и синтеза.

Задание3. Подпишите основные части волны на своих рисунках.

Скажите, а можно ли без приборов, находясь на берегу определить силу ветра? (Знакомство с определительной таблицей.)

При какой скорости ветра наблюдаются самые высокие и самые низкие волны?

Пользуясь таблицей, учащиеся определяют силу ветра, при которой наблюдаются самые высокие волны.

Штиль. Поверхность моря зеркально гладка. Скорость ветра менее 0,5 метра в секунду.

Задание. Используя определительную таблицу, определите силу ветра в стихотворении А.Фета.

Слайд № 8 (демонстрация стихотворения).

Свежеет ветер, меркнет ночь,

А море злей и злей бурлит,

И пена плещет на гранит -

То прянет, то отхлынет прочь.

Все раздражительней бурун;

Его шипучая волна

Так тяжела и так плотна,

Как будто в берег бьет чугун.

Учащиеся приходят к выводу, что сила ветра равна 5 баллам.

Результаты исследований (оценивает учитель)

Задание4 . Изучите Физическую карту полушарий ваших атласов, и попробуйте объяснить, почему образуются теплые и холодные течения?

Работая с атласом, учащиеся приходят к выводу. На планете существуют два потока течений: один теплый (легкие воды) - от экватора к полюсам – в поверхностных слоях океана, другой холодный (тяжелые воды) - от полюсов к экватору – в глубине. Вблизи экватора холодные воды начнут подниматься вверх, так как теплые воды уходят из экваториальной области на север.

Задание 5 . Приливы и отливы.

Внимательно выслушайте рассказ, рассмотрите рисунок и назовите характерные черты описываемого движения.

Могучая грудь океана словно дышит, поднимаясь и опускаясь примерно через каждые шесть часов. Может стоять полное безветрие, а в положенную пору волны всё равно будут наступать на сушу, затопляя отмели и прибрежные камни, разбиваясь пеной у высоких скал. Пройдет ещё шесть часов, и океан начнет отступать от берега, оставляя на морском песке или гальке рачков, мелких рыбок, червей, водоросли.

Это явление называется приливы и отливы.

V. Подведение итогов урока.

Содержания материала для уровня оценки.

Поднимите руки те, ребята, которые получили сегодня за урок оценку «5», «4»

VI. Домашнее задание.

1. Найти дополнительную информацию по данной теме в Интернете или в библиотеке.

Составить словарь терминов по теме «Движение воды в океане»(АВ)

Результаты обучения для учеников (A)

ученики знают : основные понятия урока; основные виды движения воды; причины возникновения; воздействия на природу и использованием человеком в хозяйственной деятельности.

ученики умеют Определять по картам крупнейшие теплые и холодные течения Мирового океана.

Сравнивать карты и выявлять зависимость направления поверхностных течений от направления господствующих ветров.

Выполнять практические задания по картам на определение крупнейших теплых и холодных течений Мирового океана.

Обозначать и подписывать на контурной карте холодные и теплые течения.

Результаты обучения для учеников (B)

ученики умеют Определять по картам крупнейшие теплые и холодные течения Мирового океана.

Обозначать и подписывать на контурной карте холодные и теплые течения.

Результаты обучения для учеников (C)

ученики умеют Определять по картам крупнейшие теплые и холодные течения Мирового океана.

Обозначать и подписывать на контурной карте холодные и теплые течения.

1 балл. По морю идет рябь, напоминающая чешую. Скорость ветра до 3,3 метра в секунду.

2 балла. Появляются небольшие, но уже хорошо заметные волны, гребни их начинают опрокидываться. Ветер дует со скоростью до 5,2 метра в секунду.

3 балла. Волны удлиняются, местами на их гребнях белеют пенящиеся барашки. Скорость ветра до 7,4 метра в секунду.

4 балла. Волны вытягиваются в длину грядами; белые барашки сплошь покрывают гребни волн. Шум прибоя похож на непрерывный рокот. Скорость ветра до 9, 8 метра в секунду.

5 баллов. Вся поверхность моря покрыта белыми барашками. Отдельные волны становятся крупными, гребни их высоки. Прибой сопровождается глухими раскатами. Скорость ветра до 12,4 метра в секунду.

6 баллов. Крупные волны начинают громоздиться. Пена длинными полосами стелется между грядами волн. Ветер достигает 15,2 метра в секунду.

7 баллов. Образуются гороподобные волны. Густые полосы пены. Если смотреть на мелкие суда, временами кажется, что они исчезают под водой. Скорость ветра до 18,2 метра в секунду.

8 баллов. Множество гороподобных волн; их длинные гребни с грохотом обрушиваются. Над волнами летят тучи брызг, поверхность моря становится белой от пены. Ветер переходит в шторм, его скорость 18,3 - 25,1 метра секунду.

9 баллов. Волны достигают такой высоты, что даже большие суда временами скрываются за ними и наблюдателю кажется, что судно пошло ко дну. Длинные полосы белой пены тянутся по ветру. Все насыщено брызгами водяной пены, сорванной с гребней волн. Жестокий шторм, скорость ветра более 25,2 метра в секунду.

1 балл. По морю идет рябь, напоминающая чешую. Скорость ветра до 3,3 метра в секунду.

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.

Поверхностные течения образуют два больших круговорота, разделенных противотечением в районе экватора. Водоворот северного полушария вращается по часовой стрелке, а южного - против. 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.

Циркуляция глубинных вод

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.
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.
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.
Распространение глубинных вод существенно зависит от рельефа дна. Установлено, например, что североатлантические глубинные воды, следуя рельефу дна, пересекают Атлантический океан и частично вовлекаются в мощное течение Западных ветров.

Циркуляция полярных вод

Циркуляция вод Мирового океана в полярных районах северного и южного полушарий совершенно различна. Арктический океан скрыт под покровом дрейфующих льдов. Существующие сведения о течениях в Северном Ледовитом океане указывают на наличие медленного переноса воды в направлении против часовой стрелки. Свободному перемешиванию глубинных холодных вод Арктики с глубинными водами Атлантического и Тихого океанов препятствуют два довольно мелководных порога между континентами. Глубина мелководного порога в Беринговом проливе, разделяющем Чукотку и Аляску, не достигает и 100 м, но сильно препятствует водообмену между Атлантическим и Тихим океанами через Северный Ледовитый.

В южном полушарии все выглядит иначе. Широкий (300 миль) и глубокий (3000 м) пролив Дрейка - между Южной Америкой и Антарктидой - обеспечивает беспрепятственный водообмен между Атлантическим и Тихим океанами. Благодаря этому направленное на восток Антарктическое циркумполярное течение простирается до дна и при расчетной величине расхода воды оказывается величайшим течением Мирового океана.

Течение приводится в действие господствующими здесь западными ветрами, а его средняя скорость и расход воды определяются балансом между касательной силы ветра на поверхности и силой трения о дно. Установлено, что над понижениями дна течение отклоняется к югу, а над поднятиями - к северу, что указывает на несомненное влияние рельефа дна на направление этого течения.

Наиболее хорошо выраженные адвективные потоки воды в глубоководной области океанов отмечаются вдоль западных границ бассейнов .

Течения

Горизонтальное поступательное перемещение вод в океанах и морях обобщенно называют морскими течениями. Они создаются под воздействием различных природных факторов. Морские течения на поверхности океанов и морей вызываются главным образом ветром (ветровые течения). Его касательное напряжение создает трение, а движущийся воздух оказывает давление на водную поверхность. В результате этого верхний слой воды толщиной около 1,5 км начинает перемещаться в пространстве. Если ветер, вызвавший течение, устойчиво действует длительное время примерно в одном направлении, то образуется постоянное течение. Оно может распространяться на 1000 км. Если ветер, образующий течение, действует кратковременно, то создается эпизодическое случайное течение, существующее лишь сравнительно небольшое время. Главную роль в Мировом океане играют постоянные течения. Именно они осуществляют обмен водами между различными частями океана, именно они переносят тепло и соли, т.е. обеспечивают единство Мирового океана.

Перемещение вод в пространстве создает температурные различия течений. Соответственно они подразделяются на: теплые течения – их вода теплее окружающих вод; холодные – их вода холоднее окружающих вод; нейтральные – их вода близка по температуре к окружающим водам.

Основные характеристики морского течения: скорость (V м/с) и направление. Последнее определяется обратным способом по сравнению со способом определения направления ветра, т.е. в случае с течением указывается, куда течет вода (северо-восточное течение идет на северо-восток, южное – на юг и т.п.), тогда как в случае с ветром указывается, откуда он дует (северный ветер дует с севера, западный с запада и т.д.).

По направлению движения вод течения бывают прямолинейные, когда воды перемещаются по относительно прямым линиям, и круговые, образующие замкнутые окружности. Если движение в них направлено против часовой стрелки, то это – циклонические течения, а если по часовой стрелке – то антициклонические, иногда их называют антициклональными.
Морские течения охватывают всю толщу вод от поверхности до дна Мирового океана. По глубине своего протекания они подразделяются соответственно на поверхностные, глубинные и придонные. Скорость движения наиболее высока в самом верхнем (0 – 50 м) слое. Глубже она снижается. Глубинные воды движутся значительно медленнее, а скорость перемещения придонных вод 3 – 5 см/с. Скорости течений неодинаковы в разных районах океана.
Горизонтальное движение вод океана приближенно характеризуется симметрией относительно экватора, хотя в каждом полушарии имеются свои особенности.
Северное и Южное пассатные течения, Межпассатное (экваториальное) противотечение и Антарктическое циркумполярное течение – основные течения Мирового океана в целом.
В Мировом океане хорошо выражены вихревые движения вод, различные по происхождению, размерам и т.п. Так, основная струя Гольфстрима движется не прямолинейно, а образует горизонтальные волнообразные изгибы – меандры. Длина волны между гребнями 35 – 370 км. Вследствие неустойчивости потока меандры иногда отделяются от Гольфстрима севернее мыса Гаттерас и образуются самостоятельно существующие вихри. Их диаметр 100 – 300 км, толщина от тысячи до нескольких тысяч метров, продолжительность существования от нескольких месяцев до нескольких лет, скорость движения воды может достигать 300 см/с. Слева от струи Гольфстрима образуются теплые антициклонические вихри, а справа от нее – холодные циклонические. И те и другие дрейфуют со средней скоростью около 7 км/сут в сторону, противоположную направлению самого течения.

Основные течения Мирового океана

Название	Температурная градация	Устойчивость	Средняя скорость, см/с
Тихий океан
Северное пассатное Минданао Куросио Северо-Тихоокеанское Алеутское Курило-Камчатское (Ойясио) Калифорнийское Межпассатное (экваториальное) противотечение Южное пассатное Восточно-Австралийское Южно-Тихоокеанское Перуанское Антарктическое циркумполярное	Нейтральное Нейтральное Нейтральное Нейтральное Холодное Холодное Нейтральное Нейтральное Холодное Холодное Нейтральное	Устойчивое Устойчивое Весьма устойчивое Устойчивое Устойчивое Неустойчивое Устойчивое Неустойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Слабо устойчивое Слабо устойчивое Устойчивое	50 – 130
Индийский океан
Южное пассатное Агульясское (Игольного мыса) Западно-Австралийское Антарктическое циркумполярное	Нейтральное Теплое Холодное Нейтральное	Устойчивое Весьма устойчивое Неустойчивое Устойчивое	– 70
Северный Ледовитый океан
Норвежское Западно-Шпицбергенское Восточно-Гренландское Западно-Гренландское	Теплое Холодное	Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое
Атлантический океан
Северное пассатное Гольфстрим Северо-Атлантическое Канарское Ирмингера Лабрадорское Межпассатное противотечение Южное пассатное Бразильское Южно-Атлантическое Бенгальское Фолклендское Антарктическое циркумполярное	Нейтральное Холодное Холодное Нейтральное Нейтральное Нейтральное Холодное Холодное Нейтральное	Устойчивое Весьма устойчивое Весьма устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое Устойчивое

Апвеллинг

Подъем глубинных холодных вод к поверхности называется апвеллингом. Зоны апвеллинга связаны с районами дивергенции, образования циклонических вихрей, постоянным сгоном теплых прибрежных вод устойчивыми ветрами - муссонами, пассатами и др.

Циклоническое вихревое движение вод всегда сопровождается их подъемом из глубинных слоев к поверхности в центральной части круговорота и опусканием поверхностных вод на глубины на его периферии.

Зона апвеллинга ограничена по протяженности и ширине, но поднявшиеся на поверхность воды и их влияние на океанологические условия могут распространяться на обширные районы океана. Глубинные воды в зоне апвеллинга обычно поднимаются довольно медленно: несколько десятков метров в месяц.
Опускание вод и подъем их с глубины на поверхность имеют огромное значение прежде всего для развития жизни в океане. При погружении поверхностные воды, насыщенные кислородом вследствие взаимодействия с атмосферой и жизнедеятельности растительных организмов, обогащают им придонные и глубинные слои.

Волнение в океане

Волнение – одно из разновидностей волновых движений, существующих в океане. Это волны, вызванные воздействием ветра на поверхность моря. Кроме волнения в океанах и морях существуют другие виды волн: приливные, сейшевые, внутренние и т.п. Все волновые движения представляют собой деформацию массы воды под воздействием внешних сил. Сила может быть разовой (единичной), постоянно действующей или периодически, но в любом случае эта сила, выведя массу воды из равновесия, возбуждает в ней колебательное периодическое движение, выражающееся двояко: колеблется форма поверхности воды около поверхности покоя и колеблются отдельные частицы вокруг своих точек равновесия. Так как это колебание развивается во времени, то можно определить и скорость этих движений. Для деформации поверхности это будет скорость распространения волны, или фазовая скорость, а для частицы – скорость обращения ее вокруг точки равновесия – центра орбиты, т.е. орбитальная скорость. Это характеристика волн поступательных или прогрессивных, которые перемещаются на большие расстояния. Есть еще волны стоячие, в которых деформация происходит на месте, без распространения.
Во время волнения вода около берега имеет, поступательное движение, но вдали от берегов частицы воды движутся только колебательно. Если бросить в открытом море поплавок, то он будет только качаться - то опускаясь, то поднимаясь. Частицы воды совершают орбитальное движение, т. е. каждая частица движется. при этом, как вращающееся колесо, кверху и вместе с тем по направлению движущей силы вперед, затем вниз и назад.
Профиль волны лучше всего может быть сравниваем с трохоидой, и поэтому формулы трохоиды могут быть применяемы к волнам (трохоидой называется кривая, описываемая любой точкой на спице - колеса, когда колесо катится по горизонтальной поверхности, тогда как точка на окружности колеса описывает кривую, называемую циклоидой). Правильную трохоидальную форму имеют установившиеся волны зыби, тогда как под влиянием продолжающегося воздействия ветра на поверхности главной волны возникают волны вторичного порядка; кроме того, гребень волны смещается по направлению ветра, наветренный склон становится длиннее и положе, а подветренный короче и круче.
На основании уравнений трохоиды можно вычислить главные-элементы волны.
В ветровых волнах можно констатировать такое же изменение положения водяных частиц.

Если ветер быстро меняется, то получаются волны, направленные в различные стороны, - одни еще не угасли, как уже появились другие. В результате происходит интерференция волн.
Когда волна растет, то водяные гребни увеличиваются и становятся круче (максимум наклона до 12°); ветер ударяет в верхнюю часть гребня в срывает его, образуя мелкие брызги и пену; получаются белые барашки. Вот причина, почему высота волны увеличивается вместе с ветром, но только до известного предела, а при дальнейшем усилении ветра рост волны прекращается. Эти волны - самые опасные для судов, так как они обладают большой силой.
По мере приближения к берегу волна укорачивается. Волна набегает на берег, и если берег пологий, то нижние частицы вследствие трения задерживаются, а гребни теряют симметричную форму, наклоняются вперед и опрокидываются, - получается прибой, если разбивание волны происходит у самой береговой черты, или бурун, и если оно бывает на некотором расстоянии от берега над полосой отмелей или подводных рифов. Прибой у высоких берегов имеет несколько иной характер. Волна, встречая крутую стену, отбрасывается от нее и, не имея возможности податься назад и в сторону, подымается вверх, часто на значительную высоту (до 30 м). При взбросе волна получает огромную силу, которая производит нередко значительные разрушения.
Волнение распространяется в глубину на величину не более полутора длин той же волны.

Есть волны, происходящие от землетрясении и вулканических извержений. У таких волн все размеры грандиозны по сравнению с волнами, вызываемыми ветрами, и только их высота незначительна. Период растягивается на полчаса и дольше. С такой неимоверной скоростью волны пересекают весь океан.
Стоячие волны (сейши) - сущность их заключается в том, что в то время как у одного берега вода поднимается, у другого - она опускается, или вода поднимается посредине и опускается у обоих берегов. Обыкновенно эти волны одноузловые, но могут быть двуузловыми и многоузловыми; происходят они от внезапного удара ветра на поверхность воды под большим углом, в результате здесь поверхность воды понижается, затем по инерции повышается, и образуется стоячая волна. Другая причина образования таких волн - это внезапное увеличение барометрического давления у одного берега, которое тоже понижает поверхность воды.

Приливы и отливы

Приливом и отливом называется такое периодическое колебание уровня океана или моря, которое происходит от притяжения Луны и Солнца. Явление заключается в следующем: уровень воды постепенно поднимается, что называется приливом, достигает наивысшего положения, называемого полной водой. После того уровень начинает понижаться, что называется отливом, и через 6 час. 12,5 мин. (приблизительно) достигает наиболее низкого положения, называемого малой водой. Затем уровень снова начинает повышаться, и еще через 6 час. 12,5 мин. (приблизительно) наступает опять полная вода.

Вертикальные колебания уровня воды во время приливов и отливов сопряжены с горизонтальными перемещениями водных масс по отношению к берегу. Эти процессы осложняются ветровым нагоном, речным стоком и другими факторами. Горизонтальные перемещения водных масс в береговой зоне называют приливными (или приливо-отливными) течениями, тогда как вертикальные колебания уровня воды – приливами и отливами.

Вода в океане постоянно перемешивается. Легкие волны или жестокие штормовые валы служат причиной перемешивания воды. Во время шторма высота волны может достигать 30 метров.

Волны постепенно разрушают каменистые берега и обкатывают оторвавшиеся камешки друг о друга, до тех пор, пока они не превратятся в гальку или песок. Сила волн так велика, что всего за несколько лет берег может отступить на несколько метров.
Жители океанских берегов могут видеть, как два раза в сутки вода отступает от берега и снова поднимается. Это приливы и отливы. Вода отходит от берега и возвращается к нему из-за того, что ее перемещает сила притяжения Луны. Люди считали, что это дыхание моря, которое казалось им большим живым существом. Если прибрежная отмель пологая, понижение уровня океана в результате отлива может обнажить морское дно на насколько километров. Самые высокие в мире приливы у берегов Северной Америки, они достигают высоты 18 метров.
Многие растения и животные приспособились к временному существованию на воздухе. Моллюски схлопывают раковины, водоросли просто настолько жесткие, что не успевают погибнуть, мелкие рачки и медузы скатываются в небольшие лужи до следующего прилива. Зона вдоль берега, которая осушается и затапливается приливами и отливами, называется литоралью, а временные водоемы, образующиеся во время отлива, - литоральными ваннами.
Вода в океане движется также благодаря сильным течениям. Одно из самых известных морских течений - Гольфстрим в Атлантическом океане. Эта могучая океанская река

Течения и круговороты в океане:
1 - северотихоокеанский круговорот; 2 - североатлантический круговорот; 3, 6 - южноиндоокеанский круговорот; 4 - южноатлантический круговорот; 5 - южнотихоокеанский круговорот

увлекает массы теплой воды от берегов Америки, перемещая их до берегов Европы у Северного Ледовитого океана. Гольфстрим делает климат берегов, вдоль которых протекает, гораздо более мягким. В этой океанской реке воды в 20 раз больше, чем во всех реках мира.
Гольфстрим - теплое течение, но есть и холодные. Течения возникают из-за ветров и разницы в температуре морской воды в различных частях океана. Иногда течение вызывается причудливой формой морских берегов. Кроме того, на образование океанических течений влияет плотность воды, которая меняется в зависимости от температуры и насыщенности солями.

Некоторые течения приносят к поверхности воду с больших глубин и доставляют большое количество органических веществ. В та ких частях океана жизнь кипит, и вслед за мелкими организмами появляется большое количество рыбы.

Еще по теме КАК ДВИЖЕТСЯ ВОДА?:

Вода в наземных местообитаниях: относительная влажность
5. Велий есть собственником двух домов, построенных один около одного. Из них он одновременно продает один дом Петрицию, а второй – Урбану. Участок последнего доходит к самой стене дома Петриция но Урбан не желает, чтобы окна (которые за местными обычаями открываются наружу) и в дальнейшем выступали в воздушное пространство, которое нему принадлежит, а также он не согласный, чтобы из крыши дома Петриция вода стекала на его участок. Но Петриций ссылается на то, что в договоре купли – продажи есть

Мировой океан находится в постоянном движении. Кроме волн, спокойствие вод нарушают течения, приливы и отливы. Всё это разные виды движения воды в .

Ветровые волны

Трудно себе представить абсолютно спокойную гладь океана. Штиль — полное безветрие и отсутствие волн на его поверхности - большая редкость. Даже при тихой и ясной погоде на поверхности воды можно увидеть рябь.

И эта рябь, и бушующие пенные валы рождены силой ветра. Чем сильнее дует ветер, тем выше волны и больше скорость их движения. Волны могут перемещаться на тысячи километров от того места, где они возникли. Волны способствуют перемешиванию морских вод, обогащению их кислородом.

Наиболее высокие волны наблюдаются между 40° и 50° ю. ш., где дуют самые сильные ветры. Эти широты моряки называют штормовыми или ревущими широтами. Районы возникновения высоких волн расположены также у американских берегов вблизи Сан-Франциско и Огненной Земли. Штормовые волны разрушают береговые постройки.

Самые высокие и разрушительные волны . Причина их возникновения - подводные землетрясения. В открытом океане цунами незаметны. У побережья длина волн сокращается, а высота растёт и может превышать 30 метров. Эти волны приносят бедствия жителям прибрежных территорий.

Океанические течения

В океанах образуются мощные водные потоки - течения. Постоянные ветры вызывают поверхностные ветровые течения. Некоторые течения (компенсационные) возмещают убыль воды, двигаясь из районов её относительного избытка.

Течение, температура воды которого выше температуры окружающих вод, называют тёплым, если ниже - холодным. Тёплые течения переносят более тёплые воды от экватора к полюсам, холодные - более холодные воды в противоположном направлении. Таким образом, течения перераспределяют тепло между широтами в океане и оказывают существенное влияние на климат прибрежных территорий, вдоль которых они несут свои воды.

Одно из самых мощных океанических течений - . Скорость этого течения достигает 10 километров в час, и оно перемещает 25 миллионов кубических метров л воды за каждую секунду.

Приливы и отливы

Ритмические поднятия и опускания уровня воды в океанах называют приливами и отливами. Причина их возникновения - действие силы притяжения Луны на земную поверхность. Два раза в сутки пода поднимается, покрывая часть суши, и два раза отступает, обнажая прибрежное дно. Энергию приливных волн люди научились использовать для получения электричества на приливных электростанциях.

Динамика вод Мирового океана. Волны. Общие положения

Одной из основополагающих характеристик Мирового океана, как части гидросферы, является непрерывное движение и перемешивание вод.

Движение водных масс происходит не только на поверхности Мирового океана, но и в его глубинах, вплоть до придонных слоев. Динамика воды наблюдается во всей ее толще, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Данные процессы поддерживают регулярное перемешивание водных масс, перераспределение тепла, газов и солей, что обеспечивает постоянство химического, солевого, температурного и газового составов. К формам движения (динамики) водных масс в Мировом океане относятся:

волны и зыбь;
волны стихийного характера;
течения и приливы;
конвективные токи и т. д.

Волны – это явление, образующееся под действием внешних сил различного характера (ветра, Солнца и Луны, землетрясений и т.д.) и представляющее собой периодические систематические колебания частиц воды. Основной причиной образования волн на поверхности любого водного объекта, к которым относятся и воды Мирового океана – является ветер и ветровые процессы. Незначительная скорость ветра равная порядка $0,2-0,3$ м/с в процессе трения воздуха о поверхность водных масс вызывает систему незначительных равномерных волнений, называемых рябью. Рябь проявляется при единовременных порывах ветра и моментально затухает при отсутствии воздействия ветровых процессов. Если скорость ветра составляет $1$ м/с и более, то в таких случаях формируются ветровые волны.

Формирование волнений вод Мирового океана может быть вызвано не только благодаря воздействию ветровых процессов, но и также резким изменением атмосферного давления, приливообразующими силами (приливные волны), стихийными процессами - землетрясениями, извержениями вулканов (сейсмические волны – цунами). Корабли, яхты, паромы, лодки и прочие судоходные инженерные сооружения, в процессе своей непосредственной деятельности, при рассекании поверхности водного зеркала создают особые волны называемые корабельными.

Волны, формирующиеся исключительно под влиянием внешних, вызывающих их сил, - вынужденные. Волны, которые продолжают свое существование некоторое количество времени после того, как сила, вызывающая их, прекратила свое действие называются свободными. Волны, которые сформированы на поверхности водного зеркала, а также в самом верхнем слое водных масс Мирового океана (до $200$м.) –поверхностные.

Волны, возникающие в более глубоких частях океанов и визуально незаметные на поверхности воды, называются внутренними волнами.

Сила и размер ветровых волн напрямую зависят от скорости ветра, временной составляющей его воздействия на поверхность водного зеркала, а также размера и глубины пространства водных масс, охваченных ветровыми процессами. Высота волн, от основания до ее гребня, обычно составляет не более $5$ метров, значительно реже наблюдаются волны с высотой от $7$ до $12$ метров и более. Самыми большими по размеру и силе ветровые волны образуются в южном полушарии Земли, это объясняется тем, что в этой части океан непрерывен, отсутствуют крупные участки суши в виде материков или островов, а также на высоту волн оказывают влияние сильные и постоянные западные ветры. Волны в этом регионе Мирового океана могут достигать $25$ метров в высоту, а их длина может составлять сотни метров. Гораздо меньше волны в открытых и особенно во внутренних морях, чем в открытом океане. Например, в Черном море максимальная отмеченная высота волн составляет $12$ метров, в Азовском море эти показатели на порядок ниже – $4$ метра.

В момент, когда прекращается ветровая деятельность в океане формируются длинные пологие волны – зыбь. Зыбь – это наиболее идеальная и неискаженная форма волны. Поскольку зыбь – это и есть по сути свободное волнение, то и распространяется эта волна гораздо быстрее по сравнению с другими волнами. Длина такой волны в состоянии зыби может устанавливаться до нескольких сотен метров, а принимая во внимание их малую высоту, волновые процессы зыби в Мировом океане, особенно на открытых его участках, практически незаметны.

Однако, поскольку распространение волн происходит со значительной скоростью, то они имеют свойство обрушиваться на береговую часть суши за несколько сотен и даже тысяч километров от места их первоначального образования. Движение водных масс с глубиной активно затухает. На глубине, равной длине волны, волнение практически прекращается.

Так как длины ветровых волн во многих случаях является не значительной, то даже при самом активном волнении, на глубине от $50$ метров и глубже данные волны практически не ощутимы. Таким образом, сила волн напрямую зависит от ее высоты, длины и ширины гребня. Но основная роль все-таки принадлежит ее высоте.

Из-за непостоянства водной среды и регулярной динамики и перемешивания, слои водных масс Мирового океана обладают различной степенью плотностью, вязкости, скорости движения, солевого состава. Наиболее ярким примером служат районы Мирового океана, где присутствуют такие явления как таяние ледников, айсбергов, в местах интенсивного выпадения атмосферных осадков и в устьях полноводных рек. В данном случае воды Мирового океана покрываются слоем пресной воды, формируя необходимые условия для образования так называемой внутренней волны, проходящей на поверхности водораздела пресных и соленых водных масс.

Замечание 1

На основании океанологических исследований было установлено, что внутренние волны в открытом Мировом океане встречаются с той же частотой, что и волны поверхностные. Довольно часто основными механизмами образования внутренних волн являются процессы изменения атмосферного давления, скорость ветра, землетрясения, приливообразующие и другие факторы. Внутренние волны характеризуются значительной амплитудой, но не большой скоростью распространения. Высота внутренних волн как правило достигает $20–30$ м, но может составлять и до $200$ метров. Волны с такой высотой характеризуются как редкое и непостоянное явление, но все же встречаются, например, в Южной Европе в районе Гибралтарского пролива.

Течения Мирового океана

Морские течения - одна из важнейших форм движения в Мировом океане. Течениями называются относительно правильные периодические и постоянные глубинные и поверхностные перемещения масс вод Мирового океана в горизонтальном направлении. Основные течения Мирового океана представлены на рис.1.

Данные перемещения водных масс играют одну из первоочередных ролей как в жизни Мирового океана, так и его обитателей, к которым относятся:

обмен вод Мирового океана;
создание особых климатических условий;
рельефообразующая функция (преобразование береговой линии);
перенос масс льда;
создание условий обитания для жизни биологических ресурсов океанов.

Также одной из ведущих ролей океанических течений является циркуляция атмосферы и создании определенных климатических условий различных частей планеты.

Огромное количество течений Мирового океана можно разделить на категории:

по происхождению;
по устойчивости;
по глубине расположения;
по характеру движения;
по физико-химическим свойствам.

По происхождению течения в свою очередь подразделяются на: фрикционные, градиентные и приливно-отливные. Фрикционные течения образованы под воздействием ветровых сил. Так, фрикционные течения, которые вызваны временными ветрами, называют ветровыми, а вызванные господствующими ветрами-дрейфовыми. Среди градиентных течений можно выделить: бароградиентные, стоковые, сточные, плотностные (конвекционные), компенсационные. Стоковые течения формируютсяв результате наклона уровня моря, которое вызвано впадением речных пресных вод в океанические воды, выпадением атмосферных осадков или их испарением; сточные обусловлены наклоном уровня моря, характеризующегося впадением воды из других районов моря под воздействием внешних сил.

Течения приводят к снижению объема воды в одной части Мирового океана, вызывая снижение уровня, и увеличению в другой. Разность уровней между частями Мирового океана мгновенно приводит к движению соседние части, которые стремятся ликвидировать эту разность. Таким образом, рождаются компенсационные течения, то есть течения вторичного характера, возмещающие отток воды.

Приливно-отливные течения создаются составляющими приливообразующих сил. Наибольшую скорость эти течения имеют в узких проливах (до $22$ км/ч), в открытом океане она не превышает $1$ км/ч. В море редко наблюдаются течения, обусловленные только одним из указанных факторов или процессов.

По устойчивости течения подразделяются на постоянные, периодические и временные течения. Постоянные – это течения, всегда находящиеся в одних и тех же районах Мирового океана и практически не изменяющие свои скорость и направление за конкретный сезон или календарный год. К ярким примерам таких течений можно отнести пассатные течения, такие как Гольфстрим и другие. Периодические – это течения, направление и скорость которых изменяются на основании тех изменений, которые вызвали их причин. Временные – это течения вызываемые причинами случайного характера (порывами ветра).

По глубине течения можно разделить на поверхностные, глубинные и придонные. По характеру движения - меандрирующие, прямолинейные и криволинейные. По физико-химическим свойствам - теплые, холодные и нейтральные, соленые и распресненные. Характер течений формируется из соотношения показателей температуры или соответственно солености воды, формирующих течение. Если температура течений превышает температуру окружающих водных масс, то течения называются теплыми, а если ниже – холодными. Аналогично с этим определяются соленые и распресненные течения.

Сейсмические и приливные волны

Сейсмические волны (цунами)

Основной причиной формирования сейсмических волн (цунами) являются преобразование рельефа океанического дна, происходящие в результате движения литосферных плит, следствием которых являются землетрясения, оползни, провалы, поднятия и другие явления, которые носят стихийный характер и возникают моментально на значительных участках океанического дна. Стоит отметить, что механизм зарождения сейсмических волн во многом зависит от характера процессов, преобразующих рельеф океанического дна. Например, при формировании цунами в открытом океане в процессе появления провала или трещины на дне участка Мирового океана, вода мгновенно устремляется в центр образованного углубления, заполняя сначала его, а вслед за этим переполняет, образуя огромный по объему столб воды на поверхности океана.

Замечание 2

Образованию цунами в открытом океане и их обрушению на берег как правило предшествует снижение уровня воды. Всего за несколько минут вода отступает от суши на сотни метров, а в отдельных случаях и на километры, после этого на берег обрушиваются цунами. Вслед за первой самой крупной волной обычно приходят еще в среднем от $2$ до $5$ волн меньшего размера, с интервалом от $15-20$ минут до нескольких часов.

Скорость распространения волн цунами огромна и составляет $150-900$ км/ч. Обрушиваясь на побережья и населенные пункты, расположенные в зоне воздействия таких волн, цунами способны уносить человеческие жизни, разрушать объекты инфраструктуры, производственные здания и социальные объекты. Примером наиболее разрушительных цунами за последнее время может служить цунами в Индийском океана в $2004$ г., которое унесло жизни более чем $200$ тысяч человек и причинило ущерб на миллиарды долларов.

Появление цунами, в настоящий момент, можно предсказать с высоким коэффициентом точности. Основами таких прогнозов является наличие сейсмической активности (толчков) под толщей вод Мирового океана. Как правило, предсказания осуществляются по средствам следующих способов:

сейсмический мониторинг;
мониторинг с помощью мареографов (над уровнем поверхности Мирового океана);
акустические наблюдения.

Данные способы позволяют вырабатывать и предпринимать превентивные меры, направленные на обеспечение безопасности жизнедеятельности.

Приливные волны

Замечание 3

Приливные волны – это явления, возникающие под воздействием сил притяжения Луны и Солнца и характеризующиеся периодическими колебаниями уровня Мирового океана. Действующие силы притяжения в системе Земля-Луна, а также центробежная сила, объясняют формирование приливных волн, одна из которых возникает на стороне, которая обращена к Луне, а другая – на противоположной.

Формирование приливной деятельности обусловлено не только участием Луны, но и влиянием Солнца, однако из-за гораздо большей удаленности Солнца от Земли, солнечные приливы более чем в $2$ раза меньше лунных. Ключевое влияние на приливы оказывают очертания береговой линии, наличие островов и так далее. Эта причина объясняет то, как приливные колебания уровня Мирового океана на одной и той же широте изменяются в широких пределах. Незначительные приливы наблюдаются у островов. В открытых водах Мирового океана подъем воды во время прилива может достигать не более $1$ метра. Гораздо больших значений приливы достигают в устьях рек, проливах и в заливах с извилистыми берегами.