Prądy oceaniczne. Prądy, oceanologia - 1



Podobne dokumenty
Cyrkulacja oceanów. Ocean światowy. Skład wody morskiej. Rozkład zasolenia

Falowanie czyli pionowy ruch cząsteczek wody, wywołany rytmicznymi uderzeniami wiatru o powierzchnię wody. Fale wiatrowe dochodzą średnio do 2-6 m

ZAŁĄCZNIK 17 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach

ZAŁĄCZNIK 7 - Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

OCEANY STELLA CHOCHOWSKA KL.1TH

Ściąga eksperta. Wiatr. - filmy edukacyjne on-line

ZAŁĄCZNIK 2 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach

Wiatry OKRESOWE ZMIENNE NISZCZĄCE STAŁE. (zmieniające swój kierunek w cyklu rocznym lub dobowym)

Typy strefy równikowej:

3a. Dynamika oceanów prądy morskie, upwelling

ZAŁĄCZNIK 18 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Teoria tektoniki płyt litosfery

JEDZIEMY NAD... Morze Bałtyckie

ekonomicznym. Urbanizacja oznacza także przestrzenny rozwój miast oraz zmianę stylu życia w mieście.

Wstęp do Geofizyki. Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

ZAŁĄCZNIK 8 - Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Cechy klimatu Polski. Cechy klimatu Polski. Wstęp

Fizyka Pogody i Klimatu, zima 2017 Dynamika: wykład 1

Wiadomości z zakresu meteorologii

Ruch obiegowy Ziemi. Ruch obiegowy Ziemi. Cechy ruchu obiegowego. Cechy ruchu obiegowego

Pod Hasłem "MORZA I OCEANY" Etap III Finał

Zasady dynamiki Isaak Newton (1686 r.)

Transport ciepła do Oceanu Arktycznego z wodami Prądu Zachodniospitsbergeńskiego

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

Morze Bałtyckie utworzyło się po zakończeniu ostatniego zlodowacenia. Wyróżnić tu można cztery główne etapy jego powstawania: utworzenie niecki morza

Andrzej Jaśkowiak Lotnicza pogoda

Geografia fizyczna świata / Jerzy Makowski. wyd. 1, 6 dodr. Warszawa, Spis treści

Śródroczny kurs żeglarza jachtowego 2016/2017

NIEGOWY DLA TATR POLSKICH za okres

Spis treści. Symbole i oznaczenia 13. Przedmowa 19. Część I. Podstawy dynamiki płynów 23

Cechy klimatu Europy. Czynniki kształtujące klimat Europy

Budowa atmosfery ziemskiej. Atmosfera składa się z kilku warstw TROPOSFERA STRATOSFERA MEZOSFERA TERMOSFERA EGZOSFERA

Rzeźba na mapach. m n.p.m

SPIS TREŚCI. Rekordy klimatyczne Rekordy wysokościowe Rekordy wodne Rekordy szaty roślinnej

Raport Specjalny z Rejsu Wielki Wlew do Bałtyku

Sprawozdanie z badań jakości powietrza wykonanych ambulansem pomiarowym w Tarnowskich Górach w dzielnicy Osada Jana w dniach

Jak zmierzyć Bałtyk? Uniwersytet Gdański Instytut Oceanografii. Zakład Oceanografii Fizycznej Pracownia teledetekcji i Analizy Przestrzennej

ZBIÓR ZADAŃ CKE 2015 ZAKRES ROZSZERZONY

Nawiew powietrza do hal basenowych przez nawiewne szyny szczelinowe

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

Woda Atlantycka w Morzach Nordyckich - właściwości, zmienność, znaczenie klimatyczne. Waldemar Walczowski

ODKSZTAŁCENIA I ZMIANY POŁOŻENIA PIONOWEGO RUROCIĄGU PODCZAS WYDOBYWANIA POLIMETALICZNYCH KONKRECJI Z DNA OCEANU

Dynamika: układy nieinercjalne

Morze Bałtyckie jest płytkim morzem śródlądowym na szelfie kontynentalnym, połączone z Oceanem Północnym przez Cieśliny duńskie. Najważniejsze fakty:

Szczyt, 1500 m npm. Miejscowość A m npm, - 4 o C. Miejscowość B, 1000 m npm

nawigację zliczeniową, która polega na określaniu pozycji na podstawie pomiaru przebytej drogi i jej kierunku.

DOBOWE AMPLITUDY TEMPERATURY POWIETRZA W POLSCE I ICH ZALEŻNOŚĆ OD TYPÓW CYRKULACJI ATMOSFERYCZNEJ ( )

Lodowce na kuli ziemskiej

24 godziny 23 godziny 56 minut 4 sekundy

4. Ruch obrotowy Ziemi

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 2/14 za okres

I. Obraz Ziemi. 1. sfery Ziemi 2. generalizacja kartograficzna. 3. siatka geograficzna a siatka kartograficzna. 4. podział odwzorowań kartograficznych

INDYWIDUALNA PROGNOZA POGODY DLA REJONU GŁOGOWA WAŻNA OD , GODZ. 7:00 DO , GODZ. 19:00

Miejsce Polski na mapie świata

Raport badania poddasza w domu jednorodzinnym

Obliczenie objętości przepływu na podstawie wyników punktowych pomiarów prędkości

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

ZAŁĄCZNIK 4 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Wymagania edukacyjne z geografii dla uczniów klasy I I semestr podręcznik Planeta Nowa 1

SERDECZNIE WITAMY W FINALE IV EDYCJI SZKOLNEGO KONKURSU GEOGRAFICZNEGO

ZAĆMIENIA. Zaćmienia Słońca

Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń potrafi:

3c. Rodzaje wiatrów lokalnych

Locja Śródlądowa i Morska

6a. Czynniki kształtujące klimat

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

Wiatr Turbulencje ćw. 10. dr inż. Anna Kwasiborska

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 12/14 za okres

Rozkład tematów z geografii w Gimnazjum nr 53

Klasa maksymalnie 27 punktów. Botnicka, Śródziemne, Czad, Tygrys, Fundy, Tamiza, Bałtyckie, Tanganika. Rzeka Zatoka Jezioro Morze

Spis treści JAK PRZEDSTAWIĆ OBRAZ POWIERZCHNI ZIEMI?... 5 CO MOŻNA ODNALEŹĆ NA MAPIE ŚWIATA? JAK WYZNACZYĆ POŁOŻENIE MIEJSCA NA ŚWIECIE?...

Istnieje wiele sposobów przedstawiania obrazów Ziemi lub jej fragmentów, należą do nich plany, mapy oraz globusy.

MIEJSKIE KONKURSY PRZEDMIOTOWE PRZYRODA ROK SZKOLNY 2008/2009 EDYCJA IV. Woda w przyrodzie

19 października 2018

ZAĆMIENIA 22. Zaćmienia Słońca

Systemy odniesienia pozycji w odbiornikach nawigacyjnych. dr inż. Paweł Zalewski

Wymagania edukacyjne z geografii dla uczniów klasy I I semestr podręcznik Planeta Nowa 1

Prognoza na najbliższy tydzień

ZAĆMIENIA 22. Zaćmienia Słońca

Treść. Środki transportu wodnego 85 / 153. Zbigniew Sekulski

- proponuje odpowiedni wykres, diagram, kartogram i kartodiagram do przedstawienia

KARTOTEKA TESTU I SCHEMAT OCENIANIA - gimnazjum - etap wojewódzki. Rodzaj/forma zadania. Max liczba pkt. zamknięte 1 1 p. poprawna odpowiedź

Warstwa górna a warstwa głębinowa dwa reżimy cyrkulacji wód w Morzu Bałtyckim. Robert Osiński, Jaromir Jakacki

Rozwój prac projektowych przemysłowego systemu wydobywania konkrecji z dna Oceanu Spokojnego poprzez realizację projektów badawczo-rozwojowych

3. Uzupełnij luki w zdaniach. Średnia gęstość zaludnienia Europy wynosi (1)... Najmniejsza...

Wszechocean (ocean światowy) zwarty obszar wód na powierzchni naszej planety, obejmujący wszystkie oceany i połączone z nimi morza.

Niepubliczne Liceum Ogólnokształcące nr 81 SGH TEST EGZAMINACYJNY Zadania egzaminacyjne GEOGRAFIA wersja B

Przedmiotowy system oceniania

ZAĆMIENIA. Zaćmienia Słońca

Kartkówka powtórzeniowa nr 1

Rozmieszczenie mórz na Ziemi

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich

,,WPŁYW GLOBALNYCH ZJAWISK KLIMATYCZNYCH NA KLIMAT ZIEMI CHRZANOWSKIEJ

A) 14 km i 14 km. B) 2 km i 14 km. C) 14 km i 2 km. D) 1 km i 3 km.

Menu. Badania temperatury i wilgotności atmosfery

Prawa ruchu: dynamika

OPERAT WODNOPRAWNY NA BUDOWĘ URZĄDZENIA WODNEGO POMOST REKREACYJNO WĘDKARSKI NA JEZIORZE.

w klasie pierwszej gimnazjum Nr lekcji Sugerowany temat lekcji Jednostki tematyczne w podręczniku Planeta Nowa 1 Dział: Podstawy geografii

Niepubliczne Liceum Ogólnokształcące nr 81 SGH TEST EGZAMINACYJNY 2012 r. Zadania egzaminacyjne GEOGRAFIA wersja B

Oddziaływanie wirnika

Transkrypt:

Prądy oceaniczne Wiejące nad oceanami wiatry wprawiają w ruch powierzchniową warstwę wody i powodują powstawanie silnych powierzchniowych prądów, które płyną według niemal stałych tras. Gęstość wody jest ok. 1000 razy większa od gęstości powietrza, a masa raz wprawionej w ruch wody jest tak wielka, że jej własna bezwładność wystarcza do utrzymania się przepływu. Na zjawisko prądów morskich większy wpływ ma cyrkulacja atmosferyczna niż lokalne warunki pogodowe. Sezonowe zmiany kierunków wiatrów modyfikują nieznacznie przebieg głównych prądów. Na kierunek prądów wpływa ponadto ich wzajemne oddziaływanie (przepływ przez strefy zbieżnego i rozbieżnego ruchu) oraz rozkład kontynentów. Wielkie prądy morskie są prawie jak rzeki - zachowują stały kierunek ruchu. Tarcie pomiędzy wodą oceaniczną, a dnem jest małe, dlatego płynąca woda jest odchylana w wyniku działania siły Coriolisa, tak jak masy powietrza atmosferycznego. Strumień wody porusza się jednak wolniej od strumienia powietrza, potrzeba więcej czasu, żeby przemierzył on tę samą odległość. Prędkość ruchu obrotowego Ziemi w stosunku do strumienia prądu oceanicznego jest większa niż w stosunku do mas powietrza. Wolniej płynąca woda jest dlatego silniej odchylana niż strumień powietrza wskutek działania siły Coriolisa, a przepływ powierzchniowej warstwy wody jest odchylany w prawo od kierunku wiatru wprawiającego ją w ruch na półkuli północnej, natomiast w lewo na półkuli południowej. Na otwartym morzu kąt zawarty pomiędzy kierunkiem ruchu powierzchniowej warstwy wody a kierunkiem przeważających wiatrów wynosi 45. Ten efekt odchylenia prądu pod wpływem siły Coriolisa oraz rozmieszczenie mas kontynentalnych są głównymi wyznacznikami rozkładu prądów w poszczególnych oceanach. Prądy, oceanologia - 1

Przemieszczanie się wód pod wpływem wiatru i prądy powierzchniowe w oceanie ograniczonym lądami od wschodu i zachodu. Prądy te tworzą system cyrkulacji powierzchniowej, w którym na półkuli północnej woda krąży zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a na półkuli południowej odwrotnie do ruchu wskazówek zegara Prądy, oceanologia - 2

Spirala Ekmana - woda powierzchniowa wprawiona w ruch przez wiatr uruchamia warstwę wody znajdującą się bezpośrednio pod nią, niższa warstwa wody porusza się wolniej niż warstwa powierzchniowa. Jednak, ze względu na niewielkie tarcie wewnątrz warstw warstwa niższa jest względem wyższej odchylana na prawo (półkula północna) lub na lewo (półkula południowa) skutek siły Coriolisa. To samo dotyczy kolejnej warstwy poniżej, a więc odchylają się one coraz bardziej. Na pewnej głębokości woda porusza się w kierunku przeciwnym do kierunku wiatru, który wprawił ją w ruch. Rzuty na płaszczyznę poziomą końców wektorów prędkości prądu wody, zmieniającej się wraz z głębokością, wyznaczają krzywą, nazywaną spiralą Ekmana - wykorzystując równania ruchu, ilościowo ujął zjawisko płynięcia wody pod kątem do wektora wiatru. Spirala sięga do głębokości ok. 100-150 m, gdzie prąd o znacznie mniejszej prędkości porusza się przeciwnie do prądu powierzchniowego. Wypadkowy ruch wody na całej głębokości warstwy, w której zachodzi, jest nazywany całkowitym przepływem Ekmana i odbywa się pod kątem 90 do kierunku wiatru (na lewo lub na prawo, w zależności od półkuli, na której odbywa się ruch). Prądy, oceanologia - 3

Przepływ geostroficzny Przepływ geostroficzny reguluje zależność między gradientem ciśnienia, siłą Coriolisa i kierunkiem prądu. Jeżeli odnieść całkowity przepływ Ekmana do oceanów ograniczonych przez kontynenty na wschodzie i na zachodzie, to okaże się, że część wód powierzchniowych wprawianych w ruch jest spychana ku środkowi każdego z wielkich, opisanych powyżej, systemów cyrkulacji. Soczewka" wody powierzchniowej zepchniętej ku środkowi sytemu cyrkulacji wznosi się ponad 1 m nad powierzchnię oceanu i powoduje wciśnięcie głębiej leżącej pod nią wody o większej gęstości. W miarę przesuwania się ku środkowi systemu wzrasta nachylenie zwierciadła wody, aż do momentu, gdy siła ciężkości nie zrównoważy siły Coriolisa odpowiedzialnej za powstanie soczewki". W układzie zrównoważonych sił tworzy się wówczas przepływ geostroficzny, w którym ruch wody zachodzi równolegle do linii gradientu ciśnienia. Na podstawie pomiarów głębokości zalegania warstwy wody o większej gęstości można określić wysokość wypiętrzenia soczewki", jej rozmiar, a także obliczyć prędkość, natężenie przepływu i głębokość prądów geostroficznych. Klasycznym przykładem przepływu geostroficznego jest Morze Sargassowe w północnej części Atlantyku. Prądy, oceanologia - 4

Morze Sargassowe (ang. Sargasso Sea) akwen morski leżący w zachodniej części północnego Atlantyku, mniej więcej pomiędzy 20 i 35 N oraz 30 i 70 W, rozciągając się od wysp Bahama, poprzez Bermudy, aż niemal po Azory. Zasięg morza jest szczególnie trudny do określenia od strony wschodniej i częściowo południowej, ale jego granice wyznaczają w praktyce otaczające go ze wszystkich stron silne prądy powierzchniowe: Zatokowy (Golfsztrom), Kanaryjski i Północno-Równikowy. Morze Sargassowe jest nietypowe m.in. dlatego, że jest jedynym obszarem wód w pełni oceanicznych (fragment oceanu), który w nazwie posiada określenie "morze", jako że morze (w znaczeniu terminu geograficznego) zazwyczaj styka się w jakikolwiek sposób z lądem. Stąd też trudne określenie dokładnych granic i powierzchni tego akwenu. Morze Sargassowe to ogromna powierzchnia nieruchomej wody (ok. 6-7 mln. km²) o temperaturze wody powierzchniowej dochodzącej latem do 28 C, nad którą dominują cisza lub słabe wiatry. Ciepła, bezchmurna pogoda stwarza dobre warunki rozwoju roślinności morskiej, a w szczególności brunatnic glonów z rodzaju Sargassum, które dzięki pęcherzykom gazu utrzymują się na powierzchni, przypominając winogrona. Nieograniczony rozwój tych kilkumetrowej długości wodorostów sprawia, że nawet gdy wieje wiatr, powierzchnia morza jest gładka. Morze to jest miejscem życia bardzo wielu organizmów, nawet takich dla których nie jest ono naturalnym miejscem rozwoju żyją tutaj, trafiając w "sidła" owych prądów morskich, nawet jeśli mogą się rozmnażać tylko wegetatywnie. Tam, gdzie nie ma glonów, woda jest bardzo przejrzysta, do 65 m jest to jedna z najbardziej przejrzystych toni świata. Zasolenie Morza Sargassowego jest nietypowe jak na wody oceaniczne i bardziej przypomina zasolenie mórz wewnątrzkontynentalnych dochodzi do 37 promili. Prądy, oceanologia - 5

Prędkość przepływu Napędzane wiatrami prądy powierzchniowe otwartych oceanów poruszają się z prędkością wynoszącą ok. 1/100 prędkości wiatru, mierzonej 10 m ponad powierzchnią morza. Jest to prędkość 0,25-1,0 węzła, czyli 0,1-0,5 m/s. Prądy płyną szybciej, gdy duża ilość wody musi przepłynąć przez wąski przesmyk (zasada zachowania masy w przepływie). Zarówno Prąd Północnorównikowy, jak i Prąd Południoworównikowy wpływają do Morza Karaibskiego, a następnie do Zatoki Meksykańskiej, aby wreszcie jako Prąd Florydzki wypłynąć na północny Atlantyk przez cienki przesmyk pomiędzy Florydą a Kubą. Prędkość Prądu Florydzkiego może przekraczać 3 węzły, czyli 1,5 m/s. Główne prądy oceaniczne przenoszą olbrzymie ilości wody. Prąd Zatokowy np. transportuje na północny-wschód ok. 55 x 106 m3/s wód - czyli ok. 500 razy więcej niż wynosi przepływ Amazonki. Prędkość prądu nie zawsze jest bezpośrednio związana z prędkością wiatrów powierzchniowych, może zależeć także od głębokości i powierzchni przekroju poprzecznego, przez który przepływa prąd, a te z kolei są określane przez istnienie barier lądowych, przebieg innych prądów oraz ruch obrotowy Ziemi. Prądy, oceanologia - 6

Satelitarny obraz temperatury wody w rejonie Prądu Zatokowego Prądy, oceanologia - 7

Cyrkulacja głębinowa Na obszarach antarktycznych i arktycznych ochłodzone masy wody zapadają się w głąb oceanu, a następnie podążają ku sobie z północy i z południa. Tak samo dzieje się w obszarach słonych wód ciepłych. Na Oceanie Atlantyckim przepływ opadających zimnych wód arktycznych i antarktycznych łącznie stanowi 40 mln m3/m, na Pacyfiku 20 mln m3/s. Prądy te są bardzo powolne i tak na Pacyfiku ich średnia prędkość wynosi 0,05 m/s, co daje całkowity czas przemieszczenia się z południa na północ 600 lat. Na Atlantyku prądy te są nieco szybsze 0,08-0,3 cm/s, co daje średni czas przemieszczenia 300 lat. W rejonach przybrzeżnych prądy te stają się wznoszące, co ma istotne znaczenie, gdyż wynoszą one na powierzchnię wody denne zawierające znaczne ilości substancji odżywczych z dna (upwelling). Obszary takie występują u wybrzeży Afryki, Kalifornii, a także Peru i Chile. Są to obszary "urodzajne" (wysoka produkcja pierwotna), znane z obfitych połowów. Intensywne prądy głębinowe występują w cieśninach łączących morza poboczne z oceanami, szczególnie tam, gdzie występuje silne nagrzewanie się mórz. Prądy występujące w cieśninach duńskich są warunkiem życia Bałtyku, gdyż powodują wymianę wód z Atlantykiem, podnosząc gęstość wody bałtyckiej i wzbogacając ją o tlen. W czasie długotrwałych sztormów zachodnich osiągają one prędkość 4-5 węzłów. Silne prądy o prędkościach 2-3 węzłów występują także u ujścia wielu rzek. Prądy, oceanologia - 8

Cyrkulacja termohalinowa globalna cyrkulacja oceanu spowodowana zmianami gęstości wody w zależności od stężenia soli i temperatury wody. Ogólnie mówiąc cyrkulacja powierzchniowa wywoływana przez wiatr ma składową północną po zachodniej stronie oceanów. Na przykład Prąd Zatokowy płynie od okolic równika do północnego Atlantyku, gdzie w okolicach Labradoru i Grenlandii oziębia się i opada tworząc północnoatlantyckie wody głębinowe (NADW). Potem ten prąd płynie blisko dna oceanu na południe i pojawia się po kilkuset latach w północno wschodnim Pacyfiku. Ta globalna cyrkulacja oceanu jest związana z wymianą energii pomiędzy tropikami i obszarami biegunowymi. Małe zmiany we własnościach cyrkulacji termohalinowej mogą powodować duże zmiany klimatyczne ze względu na dużą pojemność cieplną oceanu. Skale czasowe tych zmian są rzędu tysiąca lat. Cyrkulacja termohalinowa jest nazywana globalnym pasem transmisyjnym lub południkową cyrkulacją wymienną (ang. meridional overturning circulation, w skrócie MOC). Wody cyrkulacji termohalinowej charakteryzuje się na podstawie ich zasolenia, temperatury, ilości tlenu i innych czynników. Prądy, oceanologia - 9

Konwergencja i Dywergencja Woda powierzchniowa w prądzie zstępującym pogrąża się na głębokość na której jej gęstość zrówna się z gęstością otaczającego ośrodka. Na powierzchni morza przepływ jest skierowany do miejsca występowania prądu zstępującego, czyli poruszają się one ruchem zbieżnym. Zjawisko to nazywa się konwergencją powierzchniową. Wody prądu zstępującego wypierają na powierzchnię wody znajdujące się tam, powodując w innych miejscach powstawanie prądów wstępujących. Woda, osiągnąwszy powierzchnię morza, przemieszcza się na zewnątrz od obszaru występowania prądu wstępującego, co jest określane mianem dywergencji powierzchniowej (ruchu rozbieżnego). Jest to element cyrkulacji termohalinowej. Strefy konwergencji powierzchniowej powstają także w miejscach, gdzie stykają się napędzane wiatrami prądy powierzchniowe lub gdy są spychane w kierunku lądów. Dywergencja powierzchniowa zachodzi natomiast także wtedy, gdy prądy powierzchniowe oddalają się lub gdy płyną od lądów w kierunku otwartego morza. Zapadanie się lub wynurzanie się mas wodnych jest niemal stałym zjawiskiem, a położenie tych stref ulega jedynie nieznacznym zmianom sezonowym związanym z przemieszczaniem się stref stałych wiatrów. Prądy, oceanologia - 10

strefy konwergencji i dywergencji Inne: http://oceancurrents.rsmas.miami.edu/ http://www.pmel.noaa.gov/tao/jsdisplay/ Prądy, oceanologia - 11