Возникает вопрос, что за сила гонит воду в районе экватора в западном направлении, и почему возникают длиннопериодные волновые течения (течения волновой природы)? В литературе мы находим ответ и на эти вопросы.

            Абсолютное большинство исследователей считают, что океанские циркуляции возникают отчасти под воздействием импульса, передаваемого океану ветром, а отчасти в результате термохалинных процессов.

            И лишь около 20 исследователей рассматривают возможность образования океанских циркуляций из-за воздействия сил притяжения Луны и Солнца на водную массу:

            Авсюк Ю. Н., Суворова И., Светлозанова И.; Добролюбов А. И. 1996, Гарецкий Р. Г.; Монин А. С., Шишков Ю.; Kant I.;  Le Blond P. H., Mysak L. A., Broche, Sündermann J.; Groves G. V.; Morner N. A.; Morner N. A.; Munk W., Wunsch C.; Egbert G. D., Ray R. D.

            Впервые мысль о том, что действие приливов замедляет скорость вращения Земли высказал И. Кант в 1754 г. В настоящее время доказано, что именно приливное трение, возникающее в земных океанах и во внутренних частях Земли, является основным фактором, приводящим к замедлению вращения Земли (теория приливной эволюции системы Земля – Луна) (Монин А. С., Шишков Ю. А. 1979).

            Рис. 5.18, ставший уже классическим, поясняет эту гипотезу на примере Луны. В результате воздействия силы притяжения Луны на поверхности океана образуются приливные горбы. Из-за инерции воды и трения о дно максимальный прилив наступает в данной точке Земли спустя некоторое время после кульминации Луны в этой точке.

            Прилив запаздывает на угол δ. Благодаря наличию этого угла, сила притяжения Луной приливных горбов имеет нормальную составляющую к линии центров. Возникает момент силы, которая тащит воду вдоль экватора с востока на запад. 

                            

Рис. 5.18. Отставание максимума прилива от кульминационного пункта Луны.

 

            Ле Блон П., Майсек Л. (1981) рассматривают различные оценки вращающего момента, возникающего при воздействии приливообразующих сил, который стремиться замедлить вращение Земли. Исторические и палеонтологические данные по росту продолжительности суток дают значение около 3×10 Вт для мощности, рассеиваемой этим моментом.

            Broche P., Sundermann J. (1971) объяснили наблюдаемое замедление скорости вращения Земли за счет океанических вязких вращающих моментов.

Еще один возможный механизм замедления скорости вращения Земли. Энергия циркуляционных течений равна v. Поток течения, достигая западных берегов океана, упирается в берег и изменяет свое направление, передавая свою энергию Земле, замедляя скорость ее вращения.

            Только в одной работе (Ле Блон П., Майсек Л., 1981) рассматривается возможность образования наблюдаемых в действительности длиннопериодных волновых течений, как результат воздействия приливообразующих сил Луны и Солнца: «Отклик океанических волн на приливообразующие объемные силы должен иметь вид длинных баротропных волн». В той же работе говорится: «Простая теория, основанная на предположении о распространяющихся на запад планетарных волнах в отсутствии среднего течения, дает превосходное согласие с наблюдениями».

            Далее находим указания по расчету, а по существу для создания математической модели процесса образования и пополнения энергией наблюдающихся волн. Говоря о воздействии гравитационного притяжения на водную массу, авторы пишут: “Приливное ускорение очень мало по сравнению с ускорением собственного гравитационного поля Земли (9,8 см/с). Радиальная компонента приливного ускорения ведет к незначительному изменению локальной гравитации. Касательное ускорение так же мало, но оно существенно неуравновешено и создает движущую силу, которая гонит воду вдоль земной поверхности.

Вследствие относительной тонкости океана приливная сила практически постоянна по глубине и действует как массовая сила, которую следует подставить в правую часть уравнений:

                 Uт – ¦v + ghx = - 1/r* Пх + (KмvUz)z                              (1)

                 Vт + ¦u + ghy = - 1/r* Пy + (KмvVz)z                              (2)

Кмv-вертикальная вихревая вязкость.

            Вынужденное поле давления П=П(x,y,z) учитывает как изменение атмосферного давления, так и астрономические приливные силы.”

            Схема переноса океанических вод приливными волнами представлена на рис. 5.19. Здесь главным ведущим течением океана является экваториальный восточно-западный перенос вод. Вода, содержащаяся в приливном движущемся горбе, постоянно обновляется в процессе движения волны с востока на запад. Итогом одного пробега волны является изъятие объема δV вод на восточном крае водоема и перенос его на западный край. Вследствии периодичности волн появляется постоянно возобновляемый дефицит вод в восточной области океана и избытка - в западной. Градиентные течения, направленные из области избытка в область дефицита вод, образуют изображенную на рис. 5.19 структуру течений (Добролюбов А. И. 1991).

            В статье (Гарецкий Р. Г., Добролюбов А. И. 2006) предложена гипотеза: «Бегущие приливные волны, как генератор океанских течений». Со времен Ньютона хорошо известно, что гравитация Луны есть причина океанских высоких и низких приливов. Приливные волны движутся на запад. Они переносят океанскую воду в прогрессивной манере эстафетного бега из восточного района океана в западный район. Посредством этого создается излишек воды в западом океанском районе и недостаток в восточном районе. Непрерывно возобновляющийся излишек и дефицит воды на западе и на востоке соответственно, является генератором гигантских циркуляций воды симметричных относительно экватора. Образец крупномасштабных циркуляций в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах сходны (рис. 5.19) (Гарецкий Р. Г., Добролюбов А. И. 2006).

      

Рис. 5.19. Структурная схожесть крупномасштабных циркуляций в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. (Гарецкий Р. Г., Добролюбов А. И. 2006; Добролюбов А. И., Колесник А. А. Бегущие приливные волны. http: // pages. sbcglobal.net /akolesnik/).

 

            Итак, рассмотренные примеры показывают, что крупномасштабные циркуляции (течения) в океанах и морях существует в основном в виде длиннопериодных волн Россби (шельфовые, захваченные экватором, планетарные волны). Сила Кориолиса отклоняет направление движения длиннопериодных волновых течений и образуются инерционные течения.

            Наиболее вероятно, что ежедневное воздействие приливообразующих сил Луны и Солнца на водные массы в экваториальной зоне формирует длиннопериодные волны Россби с результирующим переносом с востока на запад. Волновые течения достигают берегов континентов и растекаются на север и на юг. Таким образом формируются антициклонические циркуляции отдельно в северных и в южных частях Атлантического, Индийского и Тихого океанов.  

            Существование антициклонических циркуляций (по часовой стрелке в северном полушарии и против в южном) не вызывает сомнения, а наличие в тех же частях (северных и южных) трех океанов циклонических циркуляций менее известно.