Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане - Безруков Ю.Ф.. Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане - Б. Министерство науки и образования Украины Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского

• Название: Министерство науки и образования Украины Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского
• Анкор: Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане - Безруков Ю.Ф..doc
• Дата: 27.05.2017
• Размер: 14.3 Mb.
• Имя файла: Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане - Б.doc
• Тип: Документы; #8077
• Категория: Геология
• страница: 18 из 21

14. Фронтальные зоны и фронты в Мировом океане

Фронтальная зона - пространство в океане, в котором происходит взаимодействие вод с различными океанологическими характеристиками. Во фронтальных зонах океана образуются новые водные массы, которые в соответствии с их плотностью погружаются на различные глубины, определяя основные черты вертикальной структуры океана. Фронтальные зоны являются следствием раз­вивающейся в верхнем слое океана циркуляции вод. Поскольку циркуляция в этом слое отражает в общих чертах циркуляцию атмосферы над океаном, то и географическое положение основных фронтальных зон в океане в общем случае совпадает с положением основных атмосферных фронтов.

Океанический фронт - наклонная поверхность раздела между водами с различными физико-химическими и динамическими характеристиками, пересечение которой с поверхностью океана образуют линию фронта. В качестве отличительного

признака фронта на поверхности и в глубинах океана обычно принимаются максимальные градиенты океанологических характеристик.

По аналогии с метеорологией введено понятие главного океанического фронта (рис. 37). Оно предполагает квазистационарную зону определенного океанического фронта (например, субарктического фронта).



Рис. 37. Главные океанические и динамические фронты в Мировом океане (Грузинов, 1986)

Главные океанические фронты Мирового океана являются границами между различными структурами водных масс. Они расположены на границах планетарных круговоротов и их можно принимать в качестве границ физико-географических зон в океане.

Наряду с главными океаническими фронтами выделяют динамические фронты, к которым относят зоны конвергенции и дивергенции.

Динамические фронты - это фронты, связанные с осями планетарных (например, субтропических антициклонических) круговоротов и развивающимися в них восходящими и нисходящими движениями вод. Динамические причины (подъем или опускание вод), приводят к созданию значительных градиентов океанологических характеристик. В отличие от главных океанических фронтов, они могут рас­полагаться внутри одной структуры водных масс и поэтому вторичны по отношению к главным океаническим фронтам.

Принята следующая классификация главных океанических фронтов (с севера на юг):

- северный полярный (арктический) - СПФ;

- северный субполярный (субарктический) - ССПФ;

- северный тропический - СТФ;

- экваториальный - ЭФ;

- южный тропический - ЮТФ;

- юный субполярный (субантарктический) - ЮСПФ;

- южный полярный (антарктический) - ЮПФ.

Эти фронты расположены на границах основных круговоротов. Между ними расположены динамические фронты или зоны конвергенции и дивергенции.

К ним относятся (с севера на юг):

- арктическая конвергенция - АК

- северная субполярная (субарктическая) дивергенция - ССПД;

- северная субтропическая конвергенция - ССТК;

- северная тропическая дивергенция - СТД;

- северная тропическая конвергенция - СТК;

- экваториальная дивергенция - ЭД;

- южная тропическая конвергенция - ЮТК;

- южная тропическая дивергенция - ЮТД;

- южная субтропическая конвергенция - ЮСТК;

-субполярная (субантарктическая) дивергенция (совпадает с субантарктическим фронтом) - ЮСПД;

-антарктическая конвергенция (совпадает с южным полярным или антарктическим фронтом) - АнтК;

- антарктическая дивергенция - АнтД.

Все перечисленные выше главные океанические и динамические фронты относятся к планетарным.

Синоптические фронты не носят стабильного характера. Они пере­мещаются в пространстве, возникают, разрушаются и регенерируют за отрезки времени, сравнимые с синоптическим масштабом. Иногда их появление носит сезонный характер. Поперечный масштаб таких фронтов может колебаться от 100 м до 10 км, а протяженность не превышает 100 км.

Мелкомасштабные фронты могут быть связаны со стоком речных вод в океан, сбросом термальных вод в море от электростанций, конвергенций приливных течений в узкостях и проливах. Ширина таких фронтов составляет 10-100 м, а протяженность зависит от конфигурации берега, рельефа дна и других местных условий.

15. Физико-географическое районирование Мирового океана

Природа Мирового океана, также как и природа суши, подчинена закону географической зональности. Зональность океана - основная закономерность распределения всех свойств в водах Мирового океана, проявляющаяся в смене физико-географических поясов до глубины 1500-2000 м. Но наиболее отчетливо эта закономерность наблюдается в верхнем деятельном слое океана до глубины 200 м.

Прежде всего выделяются крупнейшие единицы районирования: Атлантический, Северный Ледовитый, Тихий, и Индийский океаны. Океаны разделяются на физико-географические пояса, которые характеризуются специфичностью протекающих природных процессов. Границы этих поясов в ряде случаев существенно отклоняются от широтного направления, что связано, в основном, с характером горизонтальной циркуляции в том или ином районе Мирового океана. В конкретных частях географиче­ских поясов выделяют районы, в которых природные процессы обусловлива­ются своеобразием географического положения этих районов по отношению к материкам и островам, их глубинами, системами ветров и т.д. Это своеобразие особенно ярко проявляется в приматериковых частях поясов.

В физико-географическом районировании океана с 50-х гг. прошлого века преобладал зональный подход, основанный на распределении солнечного тепла в поверхностном слое. Но часть ученых предпочитала применять азональный (морфоструктурный) принцип, основанный на строении земной коры и отличавшийся стремлением к объемному разделению всей водной толщи.

Попытку снять противоречия предпринял в 1985 г. советский ученый Д.В.Богданов. Он пришел к идее разделения океана на районы однородные в отношении преобладающих в них природных процессов.

В предложенной им схеме за основной критерий принята характеристика термохалинной структуры и, в определенной мере, основные течения (рис. 38).

Д.В. Богданов в Мировом океане выделил (с севера на юг) следующие природные зоны, хорошо согласующиеся с природными зонами суши:

- северную полярную (арктическую) СП, совпадающую с Арктическим бассейном Северного Ледовитого океана; она соответствует арктической зоне (ледяной пустыне);

- северную субполярную (субарктическую) ССП, охватывающую районы океана в пределах сезонных колебаний кромки льда; соответствует субарктической (тундре и лесотундре) зоне;

- северную умеренную СУ с температурой вод 5-15°С; соответствует умеренной (тайге, широколиственными лесам, степи) зоне;

- северную субтропическую ССТ, совпадающую с квазистационарными областями высокого давления (Азорским и Гавайским максимумами); соответствует сухим и влажным субтропикам и северным областям пустынь;

- северную тропическую (пассатную) СТ, находящуюся между среднегодовыми северной и южной границами пассата; соответствует тропическим пусты­ням и саваннам;

- экваториальную Э, несколько сдвинутую к северу вместе с термическим экватором и характеризующуюся очень теплыми (27-29°С) распресненными водами; соответствует влажным экваториальным лесам;

- южную тропическую (пассатную) ЮТ; соответствует саваннам и тропическим пустыням;

- южную субтропическую ЮСТ, проявляющуюся менее отчетливо, чем в северном полушарии; соответствует сухим и влажным субтропикам;

- южную умеренную ЮУ, расположенную между субтропической конвергенцией и антарктической конвергенцией; соответствует умеренной, безлесной зоне;

- южную субполярную (субантарктическую) ЮСП между антарктической конвергенцией и антарктической дивергенцией; соответствует субполярной сухопутной зоне;

- южную полярную (антарктическую) ЮП, включающую в основном шельфовые моря во­круг Антарктиды; соответствует ледяной зоне Антарктиды.

Несмотря на то, что схема Д.В. Богданова соответствовала общим географическим принципам зональности, она нуждается в уточнении пространственного положения различных зон и их границ.

По-видимому, в основу зональной классификации должны быть положены главные океанические и динамические фронты в океане, которые будут являться достаточно четкими границами между физико-географическими зонами в океанах.



Рис. 38. Районирование Мирового океана (Д.В.Богданов, 1985).

В.М.Грузинов (1986) с учетом естественных границ между широтными поясами разработал схему географических зон Мирового океана (с севера на юг):

- полярная зона, находящаяся в пределах Северного Ледовитого океана; ее южной границей является полярный фронт, совпадающий с кромкой льда;

- субполярная зона, расположенная между полярным и субполярным фронта­ми;

- умеренная зона, находящаяся между северным субполярным фронтом и северной субтропической конвергенцией;

- субтропическая зона, расположенная между северной субтропической конвергенцией и северным тропическим фронтом; северная граница зоны размыта;

- тропическая зона, ограниченная северным тропическим фронтом и северной тропической дивергенцией;

- экваториальная зона, расположенная между северной и южной тропическими дивергенциями,

- южная тропическая зона, находящаяся между южной тропической диверген­цией и южным тропическим фронтом;

- южная субтропическая зона, ограниченная южным тропическим фронтом и южной субтропической конвергенцией;

- южная умеренная зона, расположенная между южной субтропической конвергенцией и южным субполярным фронтом;

- южная субполярная зона, находящаяся между южным субполярным и южным полярным фронтами;

- южная полярная зона, расположенная к югу от южного полярного фронта.

Границы географических зон в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах имеют некоторые отличия в своем пространственном расположении.

Наконец, В.Л. Лебедевым (1986) была предложена схема физико-географиче­ского районирования Мирового океана на основе главнейших особенностей географической структуры, которая формируется в процессе взаимодействия гидрологической, гидрофизической, химической и биологической структур океана. На схеме определяющее значение имеют океанические фронты, между которыми располагаются морские пограничные зоны, отличающиеся своими структурами водных масс, интенсивностью природных процессов, химической активностью и высокой биологической продуктивностью. Особо выделяются области прибрежных морских ландшафтов или комплексов, соответствующих повышенному значению контактной прибрежной зоны.

Сравнение определенных схем физико-географического районирования показывает, что они основываются на зонально-азональном принципе районирования поверхностных вод Мирового океана, при этом акцент делается на поясно-зональное деление океанов и выделение в них акваторий, примыкающих к материкам.

Природные зоны океанов и материков отличаются неодинаковой дробностью. Более однородная водная поверхность расчленена меньше, чем поверхность суши. В.Г. Богоров (1960) отмечает, что в океане зональность выражена проще и яснее, чем на суше. Зоны океанические из-за большой однородности примерно соответствуют географическим поясам суши.

Но несмотря на однородность океанических зон, внутри них различают восточные и западные части. В результате этого каждая природная зона Мирового океана может быть разделена на провинции. Каждая провинция зональна, т.е. относится только к определенной зоне. В этом и заключается поясно-зональное деление природных комплексов на акватории Мирового океана.

Таким образом, на разных уровнях физико-географического районирования Мирового океана необходимо учитывать определенные ведущие факторы и процессы.

Так, положение географических поясов определяется солнечной радиацией, границы природных зон - структурой водных масс и характером течений. Наконец, гидрологические условия, зависящие от прилегающей суши и циркуляции атмосферы, определяют более мелкие акватории в океане - провинции и области. Однако существует важная закономерность природы - единство зон на суше и на океане. Каждый географический пояс (или зона) простирается вокруг земного шара, захватывая различные районы суши и океана. Различия подстилающих поверхностей океана и суши только более резко подчеркивают региональность природы в каждой зоне, состоящей из материковых и океанических провинций. Острова в океане являются как бы связующим звеном между провинциями океаническими и материковыми. Они представляют своеобразные индикаторы, указывающие к какой единой природной зоне относится тот или иной район Мирового океана.

В настоящее время наиболее принятой схемой физико-географического районирования Мирового океана является схема Д.В. Богданова (рис.38).

Таким образом, анализ опыта районирования Мирового океана показывает, что эта важная научная и практическая проблема является чрезвычайно сложной и многоплановой. Несмотря на достигнутый прогресс, природное районирование Мирового океана продолжает оставаться наиболее слабым звеном в общей научной систематизации пространственной структуры географической оболочки. Это касается как принципиальных основ, так и прикладной методики океанического районирования. Хотя на сегодняшний день имеются многочисленные схемы отраслевого (компонентного или частного) районирования океана, теоретический уровень и практические наработки географии океана по комплексному физико-географическому районированию заметно отстают от уровня, достигнутого соответствующим разделом географии суши.