Карпенко H.I.
Рельєф морських берегів

Вітрові течії, їх будова і властивості. Процес апвелінгу

За згінно-нагінних явищ у береговій зоні можуть виникати вітрові течії. Вітрові течії (wind currents) – це течії, які обумовлені нахилом поверхні моря чи перерозподілом густини води під дією вітру. Вирізняють також дрейфові течії (drift currents), утворені дотичною напругою вітру на водну поверхню. Формуються ці течії у поверхневому шарі водної товщі, а джерелом їхньої енергії є енергія вітру (дотична напруга).
Вітрові течії за малих глибин у береговій зоні, внаслідок турбулентного тертя, поширюються до дна. Однак вітрова течія утворюється лише тоді, коли в придонному шарі на взаємодію з дном розсіюється така ж кількість енергії, яка надходить від вітру на поверхню води. В умовах поступового зменшення глибини за вітрів, що дмуть з моря, в береговій зоні створюється нагін. Виникаючий при цьому градієнт тиску обумовлює зворотну за напрямом градієнтну течію. Відповідно, вітрова течія розміщується у поверхневому горизонті водної товщі, оскільки пов’язана з вітром, а відтік проходить у придонному шарі. Отож складова вітрової течії, спрямованої до берега, не повинна досягати дна. Вздовжберегова складова вітрових течій не пов’язана з відтоком водної маси, значить її швидкість зростатиме доти, доки втрати енергії в шарі тертя біля дна не дорівнюватимуть кількості енергії, що передається вітром воді.
Швидкість вітрових течій залежить від глибини, оскільки глибиною визначається процес передачі енергії від поверхні до дна і розсіювання енергії в придонному шарі. Швидкості вітрових течій змінюються в часі і відображають структуру поля вітру. Оскільки накопичення енергії водною масою за турбулентного тертя вітру триває досить довго, то на швидкість вітрових течій можуть впливати лише довгоперіодичні пульсації вітрів.
Вітрові течії в однорідному морському середовищі загалом складаються із трьох шарів: 1) глибинної течії, що визначається градієнтом тиску і спрямованої, відповідно, за напрямом вітру; 2) поверхневої течії, яка накладається на глибинну і відхиляється у північній півкулі під впливом сили Коріоліса вправо від дрейфової течії; 3) придонної течії, в якій позначається вплив тертя до дна і яка відхиляється вліво від власне дрейфової течії. Отже, вітер, який дме паралельно до берега, відноситиме воду від берега поверхневою течією, на її місце надходитиме вода, яку приносить придонна течія. Такий підйом придонних вод (апвелінг), збагачених киснем і поживними речовинами, супроводжується значним розквітом морської біоти, що сприяє значному накопиченню біогенних речовин на дні берегової зони, а таке велике споживання кисню органічною продукцією може супроводжуватися явищами заморів і сірководневого забруднення, що і відображається у властивостях утворених донних наносів.

Апвелінг (upwelling; від англ. up – догори і well – хлинути) – підйом глибинних шарів води на поверхню в морях і океанах. Розрізняють два типи апвелінгу – прибережний і у відкритому океані. Зумовлений постійно дуючими вітрами, які зганяють поверхневі води в бік відкритого моря, а на їхню заміну на поверхню піднімаються води нижчих лежачих шарів. Причиною прибережного апвелінгу, зазвичай, є згінні вітри або ж сила Коріоліса. Апвелінг супроводжується пониженням приповерхневої температури води.

Вітрові течії характеризуються такими властивостями:
1. Швидкості вітрових течій максимальні біля морської межі берегової зони і мінімальні біля урізів води.
2. Швидкість складової вздовжберегової вітрової течії зменшується з глибиною від максимального значення на поверхні до мінімального в придонному шарі.
3. На відміну від хвильових течій, пульсація швидкостей у вітрових течіях менша, тобто швидкості у вітрових течіях постійніші.
4. За абсолютної величини швидкості вітрових течій поступаються хвильовим у 3-5 разів за будь-якого кута накочування хвилі і подуву вітру на берег.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом