Виды морских течений и способы их исследования
Течения могут быть разделяемы на группы по различным внешним признакам, например, могут быть течения постоянного и периодического характера. Первые из года в год идут в среднем: по тому же самому направлению, сохраняют в тех же местах свою среднюю скорость и массу; вторые изменяют только что указанные свойства периодически (муссонные течения). Случайные обстоятельства также могут вызывать иногда довольно заметные, но кратковременные, или случайные, течения.
Океанические течения всегда представляют перенос частиц воды из одного места океана в другое, и так как вода отличается очень большой теплоемкостью, то при таком переносе частиц последние очень медленно теряют свое тепло и, кроме того, сохраняют свою соленость. Таким образом, вода течений всегда обладает иными физическими свойствами, нежели та, среди которой идет течение; при этом, если температура воды течения выше таковой же в окружающей воде, то течение называют теплым независимо от числа градусов его температуры. Если же температура воды течения ниже окружающей, то течение будет холодное.
Течение всегда захватывает некоторый слой воды в глубину, но бывают течения совершенно незаметные на поверхности, а существующие только на глубине. Первые называются поверхностными, а вторые — подводными, или глубинными.
Наконец, могут быть течения, идущие близко у дна, тогда их называют придонными.
По своему происхождению течения бывают: дрейфовыми, сточными и компенсационными (восполняющими).
Под именем дрейфовых течений понимаются такие движения поверхностных вод, которые возникли исключительно вследствие трения (тангенциального — объяснение см. теорию Экмана) ветра о водную поверхность. Чисто дрейфовых течений, вероятно, и не существует в океанах, потому что всегда имеются налицо еще и другие причины, возбуждающие движение воды; однако в случаях, когда влияние ветра, как причины возникновения течения, является главнейшим, то такое течение-называют дрейфовым. Далее в описании течений во многих местах сделаны указания на подобные случаи.
Течение называется сточным, когда оно есть последствие накопления воды, вызывающего в свою очередь изменение гидростатического давления в различных местах на тех же самых уровенных поверхностях разных глубин. Накопление воды может произойти от разных причин: и от влияния ветров, и от избытка притока пресных речных вод, или обильного выпадения атмосферных осадков, или таяния льдов. Наконец, на изменение гидростатического давления может влиять и неравномерное распределение (плотности, и, следовательно, точно так же быть причиною возникновения сточного течения.
Под компенсационным течением понимается такое движение воды, которое восполняет убыль воды (т. е. уменьшение гидростатического давления), происшедшую по какой-либо причине в некоторой области океана вследствие оттока воды.
Вертикальные движения, постоянно (происходящие в океане, носят названия или конвекционных движений, или просто поднятий и опусканий воды.
Для исследования течений применяются очень разнообразные способы, они могут быть непосредственными и посредственными. К непосредственным относятся: сличение обсервованного и счислимого мест корабля, определение течений при помощи вертушек, поплавков, бутылок, плавающих остатков судов, потерпевших аварию, плавающих естественных предметов (плавник,, водоросли, льды).
К числу посредственных, или косвенных, способов наблюдений течений относятся: одновременные, наблюдения температуры и солености, наблюдения над распространением пелагического планктона или вообще над распространением морских животных, так как их существование находится в зависимости от физических свойств морской воды.
Большая часть из указанных предметов может быть применена и к изучению подводных течений.
Основной способ исследования поверхностных течений состоит: в сравнении мест корабля, полученных обсервацией, т. е. астрономическими наблюдениями по широте и долготе, с его положениями, последовательной прокладкой курсов корабля на карте и отложением на курсах переплытых расстояний. Навигационные данные: направление курса и скорость корабля находятся под влиянием передвижения того поверхностного слоя воды, среди которого корабль прокладывает себе путь, а потому в них входит по величине и по направлению поверхностное течение. Астрономические же определения места корабля независимы от влияния течения, потому обсервованное место корабля при существовании течения никогда не совпадает со счислимым его местом.
Если бы астрономический и навигационный способы определения места корабля не заключали в себе никаких ошибок, то, соединив на карте оба места корабля, получили бы среднее направление течения за промежуток времени от того места корабля, откуда начали производить прокладку курса, до момента производства астрономических наблюдений. Измерив линию, соединяющую счислимое и обсервованное места корабля, и разделив ее на число часов в вышеуказанном промежутке времени, получим среднюю часовую скорость течения. Обыкновенно «а судах торгового флота астрономические наблюдения производятся раз в сутки, причем (предшествовавшее обсервованное место служит исходным для счисления следующих суток; тогда полученное течение по направлению и по скорости будет средним за предшествовавшие 24 часа.
В действительности оба указанных способа определения места корабля имеют свои ошибки, которые полностью и входят в величину определяемого течения. Ошибка астрономического места корабля в настоящее время оценивается в 3' меридиана, или 3 морские мили (5,6 км); ошибка же в счислимом месте всегда больше. Таким образом, если полученное за сутки течение представляет всего около 5—6 морских миль (9—11 км), то эта величина не может быть приписана течению, потому что она находится в пределах ошибок определений мест корабля, и такие случаи при обработке наблюдений над течениями считаются за случаи, когда течения не было вовсе.
Карты океанических течений основаны на десятках тысяч наблюдений такого рода, и для большей части квадратов' имеются сотни случаев судовых наблюдений течений, а потому случайные причины неточностей определений течений, а также и случайные направления и скорости течений остаются без влияния на средние выводы.
Во всяком случае, картографическая обработка течений на основании судовых наблюдений их гораздо труднее и сложнее, нежели такая же обработка других элементов: температуры, солености и т. п.
Главнейшие причины ошибок в определениях мест корабля в открытом океане состоят в следующем.
В астрономическом способе главные источники ошибок заключаются в часто бывающей неясности естественного (видимого) горизонта, над которым берется высота светила, и неточном знании земной рефракции, которая при неясном горизонте не может быть найдена из наблюдений, и наконец в недостаточном исследовании секстанта. Затем"'хронометры, несмотря на все их усовершенствования, вследствие накопления ошибки в суточном ходе, на изменение которого влияет и качка на волнении и сотрясения от ударов волн и на паровых судах сотрясения от машины, всегда дают время от исходного меридиана не точно, что входит целиком в ошибку долготы.
В навигационном способе главнейшие ошибки происходят от следующих причин: корабль никогда не идет точно по предполагаемому курсу, потому что рулевой всегда немного виляет; корабль по разным причинам (волнение, ветер, неравномерность в ходе) сходит с линии курса, а рулевой старается приводить его на курс. В компасе корабля хотя и исключено влияние судового железа — девиации, но тем не менее некоторая величина девиации компаса всегда остается, следовательно, курс, по которому идут, в действительности иной, чем предполагаемый. Переплытое расстояние в настоящее время определяется гораздо лучше, нежели раньше, благодаря разным механическим лагам, дающим прямо переплытое расстояние, а не скорость корабля для разных моментов. Но все-таки и при таком способе в определении переплытого расстояния есть ошибки.
Так как в море широты определяются точнее долгот, то вследствие этого все вообще судовые определения течений преувеличивают величину той составляющей течений, которая направлена к востоку или к западу.
Все эти источники ошибок в определениях мест корабля в море на судах военных флотов оказывают наименьшее влияние на точность мест корабля; на судах больших пароходных компаний, содержащих почтовые рейсы, ошибки уже несколько больше, а на обыкновенных грузовых судах эти ошибки достигают наибольшего размера. Между тем по числу наблюдений последний род судов во много раз превосходит первые два.
Все сказанное выше относилось к наиболее часто бывающему случаю определения течения в открытом океане; в виду же берегов тот же самый способ сличения обсервованного и счислимого мест корабля, сохраняя свое значение, становится несравненно точнее, потому что вместо астрономического способа определения обсервованного места пользуются приемом определения его по наблюдениям береговых предметов, положение коих имеется на карте. Тогда обсервованное место корабля не зависит от ошибок хронометра и секстанта, неточности рефракции и т. п. причин. Но этот прием пригоден только для определения прибрежных течений.
|
|
Читайте в рубрике «Морские течения»: |