Физика течений
в океанах, морях и в озерах
Виктор Алексеевич Шевьёв
Глава 1
Течения во внутренних и окраинных
морях и в крупных озерах
2.4. Течения Средиземного моря
Средиземное море вытянуто с запада на восток от 5,5° з. д. до 36° в. д. и расположено между параллелями 30 и 45° с.ш. Его южное побережье принадлежит африканскому материку, а западное, северное и восточное – евроазиатскому. Это наиболее обособленный бассейн Мирового океана (рис. 2.15). Оно принадлежит Атлантическому океану, но связано с ним только узким Гибралтарским проливом с глубинами от 280 до 320 м. На северо-востоке через Дарданелы, Мраморное море и Босфор, где глубины достигают всего 50-60 и 30-40 м. соответственно, оно сообщается с Черным морем. Считается, что ограниченный водообмен с другими бассейнами Мирового океана является одной из главных причин формирования в нем особого гидрологического режима. Такое понимание основано на определяющей роли термохалинных циркуляций в динамике моря.
Средиземное море состоит из многих обособленных частей. Тирренское море, Алжиро-Прованский бассейн, море Альборан, Болеарское (Иберийское) море, Лионский залив, Лигурийское море, Центральный бассейн (между Сицилийским проливом и Крито-Африканским проливом), Адриатическое море, Море Леванта, Эгейское море (имеет множество островов, и сложный рельеф дна). Эгейское море подразделяют на 3 бассейна. Афонский на севере, Хиосский в средней части и наиболее глубокий Критский бассейн.
Рис. 2.15. Схема средней многолетней циркуляции поверхностных вод Средиземного моря. (Овчинников И. М. и др. 1976).
Схема средней многолетней циркуляции поверхностных вод представлена на (рис. 2.15). Видно, что в основном, в каждой части Средиземного моря показана циклоническая циркуляция.
Представляет интерес увидеть результат воздействия приливообразующих сил на водные массы каждой из частей. Согласно теории Эри в каждой из частей должно происходить вращательное движение наклонной поверхности моря вокруг некоторой неподвижной точки. Такое движение показано восточнее Тунисского пролива и в Адриатическом море (рис. 2.16).
Но нужно признать, что эти результаты получены расчетным методом. Было бы интересно показать эти предполагаемые движения по измерениям изменчивости уровня. В соответствии с теорией Эри, в каждом обособленном бассейне должно наблюдаться вращательное движение наклонной поверхности моря вокруг некоторой неподвижной точки, которое, наиболее вероятно создает наблюдаемую циклоническую циркуляцию.
Рис. 2.16. Характер приливов, распространение приливной волны и амплитуда сизигийного прилива (Овчинников и др. 1976).
Рис. 2.17. Батиметрия района и расположение автономных буйковых станций A, B, C, D, E, F. (Tsimplis M. N., и др. 2007).
Измерение изменчивости скоростей течений была проведена в 6 проливах Греческой дуги (рис. 2.17) на трех горизонтах в точках A. B. C. D. E. F. (Tsimplis M. N., и др. 2007).
На рис. 2.18 представлена изменчивость компоненты скорости поперек пролива на 6 станциях (1 – 6) на трех горизонтах. Для нас важно отметить, что изменчивость течений имеет периодический характер со средним периодом около 4 суток. Можно предположить, что в Греческом бассейне (Greatan Basin) наблюдается своя циклоническая циркуляция в виде длиннопериодных волновых течений со свойственной этим волнам периодом. В Левантийском бассейне (Levantine Basin) периоды волновых течений будут отличаться. Поэтому в проливах течение меняет свое направление, колеблется в основном около положения равновесия.
Рис. 2.18. Изменчивость скорости (компонента поперек пролива). Положительное значение скорости означает поступление воды в Греческий бассейн. (Tsimplis M. N., и др. 2007).
Измерения изменчивости скоростей течений и ветра были проведены вдоль континентального шельфа юго-восточного угла Средиземного моря (море Леванта) (рис. 2.19) в продолжении 10 лет (Rosentraub Zvi, Stephen Brenner 2007). Приборы устанавливались в 10 пунктах вдоль берега Израиля (рис. 2.19). При анализе данных использовались данные 3х метеостанций на берегу.
Результаты измерений показывают, что среднемесячные течения в протяжении года были направлены в основном на север. Течения были сильными во время зимних штормов, уменьшались весной, и доходили до нуля или имели направление на юг в первые два месяца осени. Авторы связывают наблюдаемые изменения скорости течений с изменением скорости и направлением ветра. Ветровым воздействием объясняют образование апвеллинга.
Анализ векторных диаграмм скорости течений (рис. 2.20) показывает, что в районе расположении южных станций направление течения меняется со средним периодом 2-3 суток, и визуальный анализ показывает, что течение колеблется около положения равновесия, постоянная составляющая мала. Можно предположить, что проистекание происходит по круговым орбитам (как в юго-восточной части Черного моря (рис. 2.5, 2.7).
Рис. 2.19. Расположение приборов, измерителей течений и метеостанций вдоль берега.
В районе расположения северных станций (Т3) в середине шельфа, течение в основном направление на север (рис. 2.19). Период изменчивости скорости течения около 3-4 суток. Течение на всех горизонтах изменяется синхронно. Подтверждается циклонический характер циркуляции.
Рис. 2.20. Векторные диаграммы ветра и скорости течений на двух южных станциях. (Rosentraub Zvi, Stephen Brenner 2007).
Рассмотрим результаты исследований (Tsimplis M. N., и др. 2007; Rosentraub Zvi, Stephen Brenner 2007) с позиции нашего понимания закономерностей образования и существования течений. Данных измерений мало, по сравнению с количеством отдельных бассейнов. На рис. 2.15 показаны в основном циклонические циркуляции в каждом из бассейнов (Овчинников и др. 1976). Данные измерений (Tsimplis M. N., и др. 2007; Rosentraub Zvi, Stephen Brenner 2007) показывают, что эти циркуляции есть движение длиннопериодных волновых течений.