гольфстрим течение что это такое
Гольфстрим
Гольфстри́м (от англ. gulf stream — течение из залива) — тёплое морское течение в Атлантическом океане. В узком смысле Гольфстримом называют течение вдоль восточного побережья Северной Америки от Флоридского пролива до Ньюфаундлендской банки. (Так оно, в частности, отмечается на географических картах.) В широком смысле Гольфстримом часто называют систему тёплых течений в северной части Атлантического океана от Флориды до Скандинавского полуострова, Шпицбергена, Баренцева моря и Северного Ледовитого океана. [1]
Расход воды Гольфстримом составляет около 50 миллионов кубических метров воды ежесекундно, что в 20 раз больше, чем расход всех рек мира, вместе взятых. Тепловая мощность составляет примерно 1,4·10 15 ватт. Динамика течения заметно изменяется в течение года.
Благодаря Гольфстриму страны Европы, прилегающие к Атлантическому океану, отличаются более мягким климатом, нежели другие регионы на той же географической широте: массы тёплой воды обогревают находящийся над ними воздух, который западными ветрами переносится на Европу. Отклонения температуры воздуха от средних широтных величин в январе достигают в Норвегии 15—20 °C, в Мурманске — более 11 °C.
Содержание
Возникновение и курс
В планетарном масштабе Гольфстрим, как и любое мировое течение, обусловлено в первую очередь вращением Земли, которое разгоняет тропические пассаты, пассатные течения, в том числе Северное пассатное течение, нагоняет избыточное количество воды в Карибское море, определяет силу Кориолиса, прижимающую течение к восточному побережью американского континента. Локально в каждой отдельной области направление и характер течения определяются также очертанием материков, температурным режимом, распределением солёности и другими факторами.
Предшественник Гольфстрима, Юкатанское течение, втекает из Карибского моря в Мексиканский залив через узкий пролив между Кубой и Юкатаном. Там вода либо уходит по круговому течению залива, либо образует Флоридское течение, которое следует через ещё более узкий пролив между Кубой и Флоридой и выходит мощным потоком в Атлантический океан. Средний расход воды во Флоридском проливе — 25 млн м³/с.
Успев набрать в Мексиканском заливе значительное количество тепла, Флоридское течение соединяется возле Багамских островов с Антильским течением и превращается в Гольфстрим, который течёт узкой полосой вдоль побережья Северной Америки. На уровне Северной Каролины Гольфстрим покидает прибрежную зону и поворачивает в открытый океан. Максимальный расход течения при этом достигает 85 млн м³/с. Примерно в 1500 км далее, Гольфстрим сталкивается с холодным Лабрадорским течением, отклоняющим его ещё больше на восток в сторону Европы. Двигателем смещения на восток выступает также сила Кориолиса.
В этой области Гольфстрим часто образует ринги — вихри в океане. [2] :87—89 Отделяющиеся от Гольфстрима в результате меандрирования, они имеют диаметр около 200 км и движутся в океане со скоростью 3—5 см/с. [3]
По пути в Европу Гольфстрим теряет большую часть энергии из-за испарения, охлаждения и многочисленных боковых ответвлений, сокращающих основной поток, однако, доставляет всё ещё достаточно тепла в Европу, чтобы создать в ней необычный для её широт мягкий климат.
Продолжение Гольфстрима к северо-востоку от Большой Ньюфаундлендской банки известно, как Северо-Атлантическое течение. Северо-Атлантическое течение пересекает Атлантический океан в северо-восточном направлении, теряя значительную часть энергии в ответвлениях на юг, где Канарское течение замыкает основной цикл течений северной Атлантики. Ответвления на север в Лабладорскую котловину образуют течение Ирмингера, Западно-Гренландское течение и замыкаются Лабрадорским течением. При этом основной поток Гольфстрима прослеживается еще далее на север вдоль побережья Европы как Норвежское течение, Нордкапское течение и другие. Следы Гольфстрима в виде промежуточного течения наблюдаются также в Северном Ледовитом океане.
Нарушение течения Гольфстрим
Гипотеза о связи изменений климата с нарушениями течения Гольфстрим
Учитывая влияние Гольфстрима на климат предполагается, что в краткосрочной исторической перспективе возможна климатическая катастрофа, связанная с нарушением течения.
Исторические данные
В пользу принципиальной возможности подобной катастрофы приводятся данные о катастрофических изменениях климата, происходивших на нашей планете ранее. В том числе имеющиеся свидетельства о Малом Ледниковом периоде или данные анализа льдов Гренландии.
Всемирное потепление
Так же предполагается, что нарушение течения может стать результатом глобального потепления. Поскольку на динамику течения оказывает значительное влияние солёность океанской воды, уменьшающаяся из-за таяния льдов. Возможно также влияние уменьшающейся разности температур между полюсом и экватором при усилении парникового эффекта. Таким образом, «глобальное потепление» грозит Европе катастрофическим похолоданием.
Возможность влияния аварии на платформе Deepwater Horizon на Гольфстрим
В связи с аварийным выходом нефти на платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе в апреле 2010 года, появились сообщения о нарушениях в непрерывном течении Гольфстрима «…в результате истечения нефти из повреждённой скважины» [4]
Обоснованность гипотезы
Течение Гольфстрим: где начало, история открытия, влияние на климат
Наиболее известным океаническим течением на нашей планете является Гольфстрим – мощный тёплый поток в Атлантическом океане, обеспечивающий странам Западной и Центральной Европы мягкие, благодатные климатические условия. Гольфстрим является глобальным фактором влияния на климат.
Многие учёные считают, что его активность в течение ближайших десятилетий может существенно снизиться, что повлечёт за собой изменение климата во многих странах.
Гольфстрим: история открытия
Как и многие географические объекты, Гольфстрим был открыт совершенно случайно. После путешествий Христофора Колумба к берегам сказочного Эльдорадо, как тогда называли Южную Америку, в Европе ходило множество самых фантастических слухов о новых землях. Так, чрезвычайно популярна была легенда об острове Бимини, на котором якобы течёт родник вечной молодости. Каждый, кому посчастливилось погрузиться в его воду, чудесным образом становился молодым и совершенно здоровым. Это слух был настолько распространён, что в 1513 году испанский король разрешил сподвижнику Колумба, некоему дворянину Понсе де Леону, отправиться на поиски Бимини, чтобы присоединить его к Испании. Король даже был согласен отдать источник молодости в собственность семейства де Леон.
Команда де Леона состояла, по большей части, из пожилых людей, надеявшихся вернуть себе молодость и здоровье. В поисках чудесного острова флотилия исследовала множество мелких островков в Карибском море, но источник, дарующий молодость, никак не обнаруживался. Наконец перед кораблями появился берег неизвестной земли. Поскольку это произошло в день праздника Цветущей Пасхи (по-испански Паскуа Флорида), предполагаемый остров был назван Флоридой. Молодильной воды не было и здесь, поэтому де Леон решил обогнуть остров, чтобы нанести его очертания на карту.
Когда корабли достигли южной оконечности Флориды, то неожиданно были подхвачены мощным течением, которое стало уносить их в океан. Моряки были поражены невиданной силой потока, а также цветом воды «морской реки», разительно отличавшейся от бирюзово-зеленоватой воды Атлантики. Струя течения была тёмно-синей и ярко выделялась на фоне светлых вод океана. Один из наиболее опытных моряков предположил, что течение принесёт корабли к берегам Европы. Так и произошло.
Впоследствии течение было названо Гольфстримом (от английского gulf stream, что означает «течение из залива»), поскольку долгое время считалось, что Гольфстрим вытекает из Мексиканского залива.
Откуда течёт Гольфстрим?
В настоящее время Гольфстрим изучен достаточно хорошо, измерена сила его потока и установлено, что он представляет собой целую сеть крупных и относительно небольших течений, причиной появления которых стало вращение Земли и пассаты – ветры, дующие в экваториальном поясе планеты.
Гольфстрим берёт начало в экваториальной зоне океана неподалёку от Багамских островов. Предшествующее Гольфстриму Юкатанское течение проходит мимо побережья Кубы в Мексиканский залив и возле Багамских островов соединяется с Антильским течением. Именно в этот момент на свет появляется Гольфстрим.
Течение проходит с юга на север вдоль восточного побережья Северной Америки, затем сворачивает в западном направлении к центру Атлантики, проходит через него и приближается к северо-западной оконечности Европы. Огибая Британские острова и Скандинавский полуостров, тёплый Гольфстрим отдаёт своё тепло воздушной массе, формируя обогревающие Европейский континент тёплые ветры. Миновав Большую Ньюфаундлендскую банку, Гольфстрим превращается в Северо-Атлантическое течение, которое вначале направляется на северо-восток, где окончательно остывает, а затем устремляется на юг.
Как Гольфстрим влияет на климат?
Сложно переоценить воздействие Гольфстрима на климат нашей планеты. Зарождаясь в тёплых водах экваториальной зоны, он переносит часть аккумулированного тепла в северную часть планеты, служа своеобразным обогревателем для северо-западной части Европейского материка. Благодаря Гольфстриму, зима во многих европейских странах гораздо мягче, чем в других частях Евразии, расположенных на той же широте. Северная Америка, напротив, почти не испытывает влияния на климат со стороны Гольфстрима, поскольку ветры, образующиеся над тёплым течением, уносят нагретый воздух в океан, а не к суше.
В настоящее время существует гипотеза о периодическом уменьшении активности Гольфстрима и связанных с этим явлением климатических изменениях. Известно, что в период Средневековья климат Европы был более суровым, чем сейчас, и потепление связывают именно с влиянием Гольфстрима. Некоторые учёные предполагают, что вскоре течение вновь потеряет силу, и страны Европы через несколько десятилетий ожидает очередное похолодание. Так это или нет – мы вскоре увидим своими глазами.
Кратко об истории
Люди знают о течении уже более 500 лет. Испанцы считают, что первым, кто сообщил миру об океаническом течении, был испанский исследователь Понсе де Леон, который обнаружил в 1513 году, что Гольфстрим ускорил его плавание из Мексики в Испанию.
Более известной миру стала официальная презентация открытия природного уникального явления в конце XVIII века, когда Бенджамин Франклин и Джеймс Пупардомтал в 1786 году впервые нанесли расположение Гольфстрима на географическую карту. Название появилось само собой, на русском языке оно означает «течение из залива».
В 1844 году было начато систематическое изучение океанического явления с помощью береговой и геодезической службы США. Более серьезные исследования стали проводить только в начале 1930- х годов учеными Океанографического института Вудс-Хоул в штате Массачусетс.
Сложность научного изучения Гольфстрима проявляется в связи с чрезвычайным хаотическим процессом перемещения водных слоев. Это не просто один поток движущейся воды, а сложная сеть течений, которые по ходу меняют курс, исчезают, а затем снова появляются, образуя вихри по своим границам.
Сегодня процесс изучения Гольфстрима стал более эффективным, поскольку на помощь человеку пришли орбитальные космические спутники, которые с высокой точностью помогли сделать описание траектории движения Гольфстрима. В этом исследователям помогли датчики, способные обнаруживать самые незначительные колебания температуры и фиксировать смену цветовой окраски, что позволило отслеживать многие изменения в толще течения.
Полученная информация помогла ученым увидеть полную картину того, что будет проходить в океане и вокруг него. Изменение температуры движения даже на один градус влияет на поведение рыб, вызывает обесцвечивание кораллов и изменение погоды вдоль побережья.
Причины возникновения океанического течения
Океан постоянно находится в движении, перемещая воду с помощью внутренних течений. Гольфстрим является самой большой системой его круговых течений, образующих мощные воздушные потоки, называемые океаническим круговоротом. На Земле есть пять таких источников.
Гольфстрим является частью североатлантического субтропического круговорота. Он переносит теплую воду из Мексиканского залива практически до Норвежского моря. Когда поступает теплая вода, холодная, более плотная, опускается и начинает двигаться на юг по дну океана практически до Антарктиды. Экваториальные источники Гольфстрима:
Теплые течения вместе с водами Мексиканского залива образуют Гольфстрим, имеющий огромное влияние на климат планеты. Этот процесс легко объяснить. Количество тепловой энергии, переносимой движущейся водой, пропорционально ее плотности. Учитывая, что вода в 1 тыс. раз плотнее воздуха, она несет во столько же раз больше тепла, чем тот же объем воздуха.
Перепады температур между морем и нижним слоем атмосферы являются одной из основных причин высоких или низких давлений, которые определяют климат.
Глобальный перенос тепла через океан
Земля получает больше тепла от Солнца на экваторе, чем на полюсах. Этот дисбаланс компенсируется теплом, непрерывно переносимым в более высокие широты посредством глобального круговорота тепла между океаном и атмосферой.
В Северной Атлантике Гольфстрим и горизонтальная циркуляция тепловых потоков и ветров играют ключевую роль в создании мягкого климата. В этом помогают постоянные западные ветры, переносящие тепло из океана в значительную часть континентальной Европы. Характеристики североатлантического субтропического круговорота:
На мысе Хаттерас (Северная Каролина) холодный NEC встречает теплый SEC, что помогает образоваться самым большим и сильным штормам в мире. Подобное влияние Гольфстрим оказывает на климат полуострова Флорида. Его участок у побережья называют Флоридским течением, которое зимой поддерживает среднюю температуру воды не менее 24 °C.
География движения и рециркуляция вод
Гольфстрим берет свое начало в Мексиканском заливе, где собирает тепло, двигаясь через северную часть Атлантического океана в Норвежское море. Так он отдает большую часть тепла атмосфере. Теплый поток уравновешивается более холодным обратным течением в южном направлении в глубоких слоях Атлантического океана, а также рециркулирующим течением в южном направлении в восточной части бассейна. Краткую схему движения течения Гольфстрим на карте мира можно представить следующим образом:
У побережья Соединенных Штатов система Гольфстрим разделяет относительно теплые и соленые воды Саргассового моря в Средней Атлантике от холодных вод на западе и севере. За мысом Хаттерас Гольфстрим расширяется и уходит в более глубокие воды. Там он пересекает холодный подводный поток на западе, протекающий на юг и опускающийся на значительные глубины в окрестностях Гренландии.
На расстоянии 2400 км к северо-востоку от мыса Хаттерас в районе Гранд-Бэнкс теплые воды Гольфстрима приближаются к Лабрадорскому течению. Контакт холодного влажного воздуха, движущегося здесь, с теплыми поверхностными водами Гольфстрима вызывает широко известное явление — конденсацию водяных паров. Это климатическое явление приводит к тому, что в регионе наблюдается один из самых высоких уровней тумана в мире.
Смещаясь в Северную Атлантику, течение сужается и начинает распадаться на извилистую структуру разобщенных потоков, текущих в одном направлении. К этому времени большая часть его первоначальной силы рассеивается. Часть воды направляется на юг в район Саргассового моря, где разделяет Североатлантическое течение.
Одна ветвь движется на юго-восток и юг как относительно прохладное Канарское течение. Оно протекает через Пиренейский полуостров и Северо-Западную Африку. Другая ветвь Североатлантического течения движется в направлении Северо-Западной Европы.
Погода и климат
Гольфстрим является главным компонентом в сдерживании разницы температур между экваториальными районами, вокруг северного и южного полюсов. Он передает свое тепло атмосфере в более холодных северных широтах. В процессе, называемом термохалинной циркуляцией, это нисходящее движение способствует попаданию более теплых тропических вод в холодные, тем самым изменяя европейский климат.
Для примера можно сравнить погоду двух островов, расположенных на одной широте 54°. В Северной Ирландии, которая находится под влиянием Гольфстрима, существует уникальный теплый климат, где могут расти даже пальмы. На другом небольшом вулканическом острове, расположенном в южной части Атлантического океана в 1600 км от Антарктического континента и в 2000 км к югу и юго-западу от мыса Доброй Надежды, всегда холодно, он заморожен и необитаем.
Проблемы глобального потепления
Постоянное повышение средней температуры Земли, которое называют глобальным потеплением, может повлиять на Гольфстрим. Ученые, изучающие эту проблему, предполагают, что оно может уменьшить циркуляцию Североатлантического дрейфа, если тенденция сохранится на протяжении следующих нескольких десятилетий.
Результаты нового исследования ученых уже подтвердили огромное воздействие глобального потепления на Гольфстримское течение. Потоки, которые приносят теплую атлантическую воду на север к полюсу, где они охлаждаются, опускаются и возвращаются на юг, являются наиболее существенным фактором контроля климата Северного полушария.
Система, формально называемая Атлантическим меридиональным обращением (Amoc), сегодня ослабла на 15% по отношению к уровню 1950 года. Это происходит из-за таяния гренландского льда и потепления океана, что делает морскую воду менее плотной, при этом скорость ее движения существенно падает.
Для сравнения: подобное замедление равносильно снижению скорости движения всех мировых рек в три раза или Амазонки, самой большой реки, в 15 раз. Такого снижения параметров движения Гольфстрима человечество не наблюдало за последние 1600 лет, но это еще не предел. Новейшее подробное исследование ученых демонстрирует, что ослабление Гольфстрима ускоряется.
Последствия остановки Гольфстрима
Сообщения о возможной остановке часто появляются на страницах мировых СМИ. Первым об этом поведал в своей статье летом 2010 г. физик-теоретик из института Фраскати в Италии Джанлуиджи Зангарь.
Если это произойдет, Северный Атлантический океан может стать холоднее, что вызовет холодный климат вдоль прибрежных районов Европы. Западная ее часть погрузится в глубокие зимы вместе с Северной Америкой. Средняя температура в Европе снизится до 10 °C, а ледяные бури станут свирепствовать в Испании, Франции, Португалии и Великобритании. Лондон будет покрыт снегом в течение всего зимнего периода.
У восточного побережья США возникнет еще одна проблема — повышение уровня вод. Обычно уровень моря на побережье США ниже, чем у берегов Европы, поскольку Гольфстрим теплее и поднимает уровень воды, приближаясь к европейским странам. Если он остановится, вода океана уйдет к берегам США, что повлияет на изменение классов и видов морских обитателей.
В долгосрочной перспективе это уничтожит сельское хозяйство, затопив территорию, которая зависит от выращивания и распределения сельскохозяйственных культур. И хотя на восточном побережье Америки и в Западной Европе будет становиться холодно, температура на остальных территориях планеты станет расти.
Изменение климата вызовет одновременно пожары, цунами и ураганы. Картинка для человека не радужная. Это будет другой мир — то, чего люди раньше не знали. Скорее всего, цивилизация будет разрушена, если океанское течение Гольфстрим остановится.
Но об этом еще говорить рано, положение пока не настолько угрожающее. Современное климатическое моделирование показывает, что ослабление Гольфстрима может начинаться в текущем столетии максимум на 10—30% и только в том случае, если глобальное потепление будет продолжаться нынешними темпами.
Это уменьшит перенос тепла из тропиков в высокие северные широты через Атлантический океан. Но поскольку атмосферные температуры также растут из-за увеличения парниковых газов, местное охлаждение из-за уменьшения переноса тепла океаном в какой-то степени будет компенсировано, по крайней мере, так считают некоторые ученые.
Течение Гольфстрим
В 2010 году мировое сообщество потрясла ужасная новость: течение Гольфстрим, терморегулятор нашей планеты, может остановиться! Чтобы понять масштаб грядущей катастрофы, достаточно знать, что временная остановка течения 14 тысяч лет назад привела к малому ледниковому периоду. Но что же представляет собой Гольфстрим, и почему его циркуляция настолько важна для климата Земли?
Название происходит от английского выражения golf stream, что дословно переводится как «течение из залива». Так условно называют тёплое течение вдоль восточного побережья Северной Америки, но на самом деле понятие несколько шире: под Гольфстримом подразумевают целую систему, разветвлённую в северной части Атлантического океана. Его движение обусловлено суточным вращением Земли. Мощные струи шириной 70-90 км достигают скорости до нескольких метров в секунду. Примечательно, что выработать такое же количество тепла, как Гольфстрим, не могут даже сотни атомных станций.
Почему на севере растут пальмы
Своё начало Гольфстрим берёт в нагретом Мексиканском заливе, оттуда катит тёплые воды во Флоридском течении, в районе Багамских островов соединяется с Антильским течением и потоком изливается в океан. На уровне острова Ньюфаундленд смешивается с холодным Лабрадорским течением, что способствует активному испарению – именно поэтому ближайшие регионы такие влажные и туманные. А климат Старого Света благодаря этой особенности Гольфстрима становится мягким – в иных странах на тех же широтах, но лишённых такого течения поблизости, не зеленеют луга и не растут теплолюбивые растения. Например, в Нормандии те же пальмы чувствуют себя вполне вольготно, а побережье материка не превращается в тундру. Да и само Северное полушарие теплее Южного.
Течение Гольфстрим со своей средней температурой воды в 26 градусов идеально для многих видов рыб и китов. Микроорганизмы, служащие им пищей, благодаря потокам попадают прямо в жадно раскрытые рты.
Новый ледниковый период
К сожалению, прогнозы учёных насчёт Гольфстрима не утешают. Течение постепенно замедляет свой ход и становится неустойчивым. Это влечёт за собой резкое изменение климата: Финляндия изнывает от жары, зато на Лазурном Берегу выпадает снег. Природные катаклизмы вроде цунами, торнадо и наводнения происходят всё чаще. Именно поэтому экологи били тревогу после разлива нефти в Мексиканском заливе: вредные химические вещества изменили вязкость и солёность воды, что сказалось на её течении. Видимо, фантазии голливудских режиссёров вполне могут претвориться в жизнь – без Гольфстрима Землю ждёт неясное будущее в условиях нового ледникового периода.
Но не только переработка «чёрного золота» вредит экосистеме Гольфстрима. Так называемый парниковый эффект, возникающий из-за активного и безрассудного технологического прогресса, приводит к таянию льдов Северного ледовитого океана и, соответственно, появлению пришлых вод в Гольфстриме. Сколько он будет с ними справляться и чем обернётся их соседство – вопрос времени.
Первым о возможной остановке Гольфстрима заявил в 2010 году доктор Джанлуиджи Зангари, физик-теоретик из института Фраскати в Италии. Позже исследователи подтвердили, что течение изменило своё направление: теперь оно уходит от острова Шпицберген и поворачивает в сторону Гренландии. Таким образом, если концентрация углерода в атмосфере будет продолжать расти, то циркуляция воды действительно прекратится. Будем надеяться, что учёные не допустят этой экологической трагедии. Человечество (и конкретно каждый из нас) должно осознавать масштаб проблемы и решать вопросы экологии – важнейшие и самые что ни на есть насущные.
Образовательная программа для школьников «Экология. Среда обитания»
ЭТНОМИР, Калужская область, Боровский район, деревня Петрово
Всё, что есть в ЭТНОМИРе, наглядно, красочно и доступно знакомит детей с культурой или историей, достопримечательностью или климатом, этносами или флорой и фауной региона, что способствует фиксации информации через впечатление, а значит, знания, полученные в ЭТНОМИРе, хорошо усвоятся детьми и сохранятся в их памяти на всю жизнь.
Посещение павильонов Улицы Мира, этнических жилищ, музеев парка и контактных зоопарков в доступной и наглядной форме дополняет школьную программу, а аттракционы и море развлечений на свежем воздухе делают отдых в парке не только познавательным, но и очень весёлым!
ЭТНОМИР предлагает множество вариантов программ для школьников. Одна из самых популярных – образовательная программа «Экология. Среда обитания», включающая в себя экскурсию и посещение зоодома на территории парка.