Физика течений
в океанах, морях и в озерах
Виктор Алексеевич Шевьёв
Предисловие
Первые сведения о течениях Мирового океана появились вместе с увеличением запаса географических знаний человечества. Значительно расширился круг знаний во время Великих географических открытий. Научные океанографические исследования начались с плавания Челленжера (1872 – 1876).
Новые возможности появились в 50 - 60 е годы 20 го столетия с использования автономных приборов для измерения параметров течений на автономых буйковых станциях (АБС). Основными причинами образования течений считались ветровое воздействие и разность плотностей водных масс.
Были и другие мнения. Е. Г. Никифоров на I съезде советских океанологов (1977) сказал: «Проблема объяснения современной циркуляции вод не может считаться удовлетворительно решенной даже на уровне качественных гипотез. Гипотезы о ветровом происхождении циркуляции вод не объясняют глубинную циркуляцию, а гипотеза о термохалинной природе циркуляции вод опирается главным образом на существующее поле плотности… Поэтому никаких выводов о природе циркуляции вод на основе расчетов, выполненных по фактическому полю плотности …сделать так же невозможно”.
Прошло 35 лет, а ученые никак не могут прийти к единому мнению, ветер или термохалинный фактор имеет большее значение для образования течений в морях и океанах.
Но совершенно удивительным и необъяснимым выглядит тот факт, что И. Кант в 1744г. высказал гипотезу, согласно которой экваториальные течения образованы действием приливообразующих сил Луны и Солнца, и в настоящий момент лишь около 20 исследователей придерживаются этой точки зрения. Дальнейшие исследовании показали, что это наиболее физически обоснованная причина образования крупномасштабных циркуляций в океанах, морях и в крупных озерах.
На основании анализа результатов двадцатилетних инструментальных наблюдений в Атлантике (МОДЕ, ПОЛИМОДЕ) в 1979 г. С. С. Лаппо сделал вывод: «Эти инструментальные наблюдения в корне изменили представления о течениях, особенно на глубинах более 1000 м…..Начался волновой период в исследованиях течений».
Прошло более 30 лет, но можно сказать, что представления о течениях изменились лишь у Бондаренко А. Л. Огромное большинство сотрудников различных институтов по-прежнему считают основным причинами образования течений ветер и разницу плотностей, течения геострофическими, и с увлечением рассчитывают их на математических моделях, которые никакого отношения к процессам, происходящим в действительности не имеют.
В книге описываются исследования природы течений Северного и Среднего Каспия, организованные Альбертом Леонидовичем Бондаренко (Институт Водных проблем РАН). Автор принимал непосредственное участие в этих исследованиях, сначала обеспечивая работоспособность приборов для измерения параметров течений (АЦИТТ – автономный измеритель течений, температуры, электропроводности). Впоследствии перешел к исследованиям происходящих в действительности процессов.
При исследованиях течений Каспийского моря разработаны методы исследования основных закономерностей: роли ветра и термохалинных факторов в динамике моря; выявления квазипостоянных течений и водообмена между различными районами моря; выявления волновой природы течений (волн Россби) и их роли в динамике моря.
Впоследствии мы перешли от исследования природы течений Каспийского моря к исследованию природы отдельных видов течений (квазипостоянных, течений волновой природы, инерционных, ветровых, термохалинных) в океанах, морях и озерах по опубликованным данным. Это значительно расширило экспериментальную базу, и дало возможность понять влияние различных условий (размеров водоемов, морфометрии) на закономерности возникающих течений.
В предлагаемой работе показано, что по любому рассматриваемому вопросу существует по крайней мере 2 разных мнения, а по некоторым – спектр мнений. Которое из них ближе к действительности? Это можно выявить только в процессе научной дискуссии.
В любом случае успех или неудача этой монографии будет измеряться степенью, в которой она будет служить основой для дальнейших исследований. Автор будет признателен за критические мнения. Мой e-mail shtshevev@rambler.ru .
Здесь представлен сокращенный вариант книги. Книгу можно также заказать в Интернете.