Vârtejuri de ocean

Cât de greu este de a face o descoperire. Printre cele mai importante evenimente din Oceanografie includ deschiderea imens în ultimii 20 de ani vortexuri

În 1967, o expediție a fost efectuat în Marea Arabiei de către cercetătorii sovietici numite „Poligon-67“. Ideea beneficiilor investigațiilor site-ului a fost exprimată de către celebrul om de știință sovietic V. B. Stokman în 1935 g:. Pentru a obține o înțelegere corectă a proceselor fizice în orice domeniu oceanul mondial, Acesta trebuie să fie suficient de lung pentru a observa ceea ce se întâmplă în aceeași zonă. Nu o dată a fost oceanografi personalizate. O jumătate de secol în urmă, oceanele par mult mai stabile. Stabilirea de variabilitate - rezultatul cercetării oceanografi în ultimele două decenii. Poligon necesită prezența pe termen lung a unei nave de cercetare în zona locală, și primirea de informații din zone mari ale oceanelor - lung rapid de „reduceri“ în meridian, latitudinea sau orice altă direcție. Depăși această contradicție posibil. Este necesar să se efectueze diferite zboruri. În timpul navelor de cercetare de zbor de gunoi pentru o lungă perioadă de timp de lucru într-o zonă limitată a oceanului. Și dacă aveți nevoie de informații din zone mari ale oceanului, nave fac mari tranziții pe o anumită rută. Expediția „Poligon-67“ au fost compuse carte de curenți în prima și a doua prospectări hidrologice din aceeași zonă a Mării Arabiei, la o adâncime de 150 m. Acum știm că a închis linii hărți actuale arată - în fața noastră vârtejuri subacvatice. Dar, în 1967, nimeni nu a îndrăznit să facă o astfel de concluzie definitivă. Card „a“ și „b“, au fost obținute cu un decalaj mare în timp „și“ - pe baza măsurătorilor de la douăzeci și un ianuarie - saptelea februarie 1967, „b“ - de la douăzecilea martie - sasea aprilie 1967, care nu a permis să stabilească o relație strânsă între dezvoltarea vârtejurilor pe ambele cărți.

Oamenii de știință au fost limitate la concluzia: sunt bine definite perturbatiilor baroclinic curge cu scala orizontală de aproximativ 250 km. vârtejuri ocean deschise nu au fost încă descoperite ...

Și acum este sigur să spunem că a fost un vortex mare din Oceanul Indian, cu un diametru în partea subacvatice (la o adâncime de 150 de metri), aproximativ 250 km.

vârtejuri sinoptice. În februarie-septembrie 1970 expediție „Poligon-70“ a avut loc sub conducerea lui Brekhovskikh. Sarcina sa principală a fost de a studia tendințele în domeniul tipic de ocean, t. E. Departe de coastă și regiunile frontale. Experimentul a fost realizat în partea de sud a curentului Atlanticului de Nord Ecuatorială adâncuri 5000-5500 m.

La acest tip de site-ul de testare Teleprinter utilizat de metri viteza de curgere hidrometrică BPV-2 (Leningrad design de specialitate YK Alekseeva), pur și simplu numit punți. De data aceasta a folosit o noua tehnica pe care o folosesc: în zona de studiu a oceanului a fost livrat în același timp, aproximativ două sute de platane la puncte de-a lungul razele unei cruci dreptunghiulare. Acest aranjament a permis viteza dispozitivelor de măsurare pentru a acoperi mai larg spectru de frecvență fluctuațiile posibile debitului. Fiecare rază are o lungime de 100 km. Centrul a fost situat la 16 ° de 30. w. și 33 ° 30 h. d. Fiecare rază a baliza cu placă turnantă 4 și o geamandură comună în centru, la numai 17 geamanduri. Cifra la p. 21 de metri aspect dat BPV-2. Pe cabluri, fiecare atașat la o geamandură, acesta a fost plasat pe platan 10 la o adâncime de 25 până la 1500 m. Înregistratoare simultan autonome utilizate și temperatura apei.

Aproape o jumătate de an de lucru navele de cercetare ale Institutului de Oceanologie în această piață relativ mică în ocean: pentru a monitoriza geamandurile de siguranță, verificarea poziției lor, platane reîncărcate sau înlocuite, efectuat studiu hidrologic general. Pentru a detecta vârtejuri și urmări mișcarea lor peste ocean a trebuit să fie suficient de lungi pentru a efectua măsurători continue ale zonei selectate. Vane a stat la site-ul timp de aproape șase luni. Apoi au înregistrează viteza și direcția curenților au fost procesate pe un computer. Rezultatul a fost fixat bine pronunțat perfect vortex anticiclonice (această rotație a apei în sensul acelor de ceasornic, în emisfera nordică), care trece prin zona depozitului de deșeuri la vest - sud-vest de la începutul lunii aprilie la începutul lunii iulie 1970, acest vortex a fost numit vârtej de vânt șef.

În același timp, partea din spate a unui alt vortex anti-ciclonică a fost înregistrată, care a fost în mișcare în fața vârtejului principal. Vortexuri au fost foarte apropiate după altul.

Principalul Vârtejul a avut forma eliptica cu un raport axial de aproximativ 1: 2. Shallow dimensiune axa turbionară a fost de aproximativ 100 km, este definită ca distanța de la centrul vârtejului la punctele de viteză maximă orbital la periferia turbionară (distanța „a“ în figură). Viteza medie a centrului în timpul aprilie-iulie 1970 a fost de 5,5 cm / s. O viteză maximă de mișcare orbitală a apei la periferia vortexului atins 35 cm / s, la o adâncime de 400-600 m.

Video: 5 accidente mai puțin probabile în Oceanul

Aceste vortexuri sunt numite sinoptic. meteorologie sinoptică numita schimbare, cu o perioadă de câteva zile până la câteva luni. Odată cu deschiderea vârtejurile în ocean, acest termen a devenit ferm stabilit în oceanografie.

Mecanismul de formare a vârtejuri. Cel mai interesant este faptul că oceanul vortex Rossby val a apărut. O astfel de concluzie a fost doctor în științe fizico-matematice MN Koshliakov după un studiu atent al rezultatelor pe „On-Ligon-70“.

Figura prezintă o diagramă a vârtejului principal. Litera L denotă lungimea de undă. Numărarea valoarea formula cunoscută Rossby dată de dimensiunea turbionari destul de apropiate acord cu datele experimentale.

Schema principală de mare pe „Poligon-70“. Elipsele - fluidizează în fluxurile vortex, liniile drepte - în domeniul val, L - lungime de undă, și - distanța de la centrul vârtejului la jet la viteza maximă, c - viteza de mișcare de translație a vârtejului, p. - viteza de fază val- x, y - coordonatele dreptunghiului.

vârtejuri Astăzi sinoptică ocean sunt considerate un doctor în fizică și Științe Matematice MN Koshlyakov și alți oameni de știință ca o sinteză complexă a undelor Rossby și turbulențe pe scară largă. Fiecare vortex - un fel de proces fizic extrem de complex (Rossby val) plus vârtejuri turbulente pur aleatoare la scară largă. Procentul de turbulente „impurități“ poate varia foarte mult de la vortex la vortex. Aceasta este una dintre dificultățile de a studia și prognoză vârtejuri ocean deschise.

vârtejuri la scară sinoptică au fost cunoscute anterior numai în atmosferă. Oceanografi recunoscut nu imediat formarea lor în ocean. Acum nu mai este pusă la îndoială. Vortexuri sunt formate din cauza instabilității baroclinic fluxurilor scară largă.

Oamenii de stiinta postsovietic despre mutarea în ocean vârtejuri uriașe generat un interes în rândul oamenilor de știință și oceanografii din întreaga lume. In 1973, oamenii de știință americani de la sol lor de formare în Marea Sargaselor în scară mărită de măsurare a fost repetată și a confirmat rezultatele cercetării sovietice. Experimentul american a fost numit "Vogue-1."

În 1974 un nou depozit de deșeuri în zona frontală subarctic în partea de nord-vest a Oceanului Pacific, oamenii de știință sovietici care au lucrat pe nave de cercetare „Vityaz“ și „Dmitri Mendeleev“, a deschis un alt vârtej de vânt. Ea - cea mai mare, oval, dimensiunea sa de-a lungul axei mari de aproximativ 150 mile (1 mile marine = 1.852 km), viteza de curgere la periferia acestuia a ajuns la 100 cm / s. Whirlwind penetrat la o adâncime de 3000 m.

Video: SHARK friptura pe un foc în ocean deschis! RAFT # 2

o expediție sovieto-american comun sub numele de cod „Polimoda“ a avut loc în partea de sud-vest a Mării Sargaselor din iulie 1977 până în septembrie 1978. La aceasta au participat 10 nave de cercetare. Baza experimentului au fost 19 moorings Institutul de Oceanologie, care au fost localizate în nodurile rețelei de triunghiuri echilaterale. centrul grilei a fost la 29 ° C w., de 70 °. d, distanța dintre stații. - 72,7 km. În acest interval a fost găsit o mulțime de diferite vârtejuri. turbioane în special puternic (Hydrophysics le numesc baroclinic) au fost concentrate într-un strat sau thermocline de mai sus. Debitul în ele a ajuns la 70-80 cm / s la adâncimi de 100 și 400 m, care este considerabil mai mare decât viteza de curgere medie în Marea Sargaselor chestionate.

vortexuri ciocnire. Pe site-ul „Polimoda“ a fost primit prima informație despre comportamentul vârtejuri într-o întâlnire cu unul pe altul. La începutul lunii aprilie, în partea de sud a depozitului de deșeuri a intrat într-un vârtej mare în est, iar la sfârșitul lunii aprilie, în partea de nord-vest a invadați de nord un vortex puternic. La începutul lunii mai, a existat o convergență puternică, însoțită de fuziune parțială a acestora. Ca urmare, partea din spate a existat un jet puternic de direcția sud-est a apei, densitatea de energie cinetică este crescută de 12 ori. Efectul concentrației de energie fără precedent a fost trasată în ocean superior 1000 m grosime.

Video: o dată cu rechinii din ocean!

vârtejuri sinoptice transporta cantități uriașe de energie. De exemplu, la sfârșitul lunii februarie, în colțul de nord-vest al poligonului format vortex, energia cinetică totală care este într-un strat de 0 până la adâncimea de 1400 m a fost estimată la 17·10 ¹⁴ J!

Vartejuri - învățământ mari consumatoare de energie. Ele pot influența schimbarea vremii. În acest sens, este necesar să se ia în considerare diferența de temperatură dintre apa în vortex și în ocean din jur.

Studiul vârtejurilor din spațiu. O septembrie 1977 de la satelitul folosind un radiometru în infraroșu a fost descoperit doar format vortex anticiclonice. Temperatura apei în el a fost de 11 ° C peste temperatura oceanului apa din jur. Cea mai mare dimensiune a turbionului ajuns la 185 km. Timp de 5 luni a fost de cel puțin 360 de mile la o viteză medie de 4,5 km / zi. În timpul acestei tranziții este răcit: diferența dintre apele sale de temperatură și ocean a scăzut la 3-4 ° C. Simultan ușor redusă dimensiunea maximă a vârtejului - până la 148 km. Dar adâncimea stratului mixt de apă a crescut de la 50 la 100 m. Într-o săptămână, timp în care a trecut peste două furtuni de apă turbionară Topsheet 200 m grosime răcit la 1 ° C Calculul a arătat energia de suprafață din vârtejul în atmosferă egală cu 1,357 W / m².

Pentru a aprecia valoarea enormă a ultimei cifre, amintiți-vă că constanta solară este egală 136R W / m². Se pare că vortexul pentru a da energie cu aceeași intensitate, care dă radiația solară în spațiu și care nu este niciodată la nivelul suprafeței oceanului, din cauza absorbției de radiații în atmosferă.

Notă, întâmplător, că în timpurile noastre constanta solară, una dintre constantele universale, a încetat să mai fie un permanent ... După cum sa raportat recent un grup de cercetatori americani condus de R. Wilson, intensitatea totală a radiației solare pentru 1980-1985 bienal. au scăzut 0,1%. Scăderea radiației solare a avut loc la o rată de aproximativ 0,019% pe an. În cazul în care procesul: reducerea radiației solare va continua cu aceeași viteză, atenuarea totală de 0,2% până în 1990. În acest caz, solar „constant“ devine egală cu 1357.4 W / m², t. e. va fi aproape de valoarea de vortex de întoarcere. Wilson se referă scăderea intensității emisiei cu un unsprezece ciclu solar convențional. Această presupunere evidențiat de ambele echipa sa observat o scădere a activității magnetice.

Previziunile anterioare ale activitatii solare posibilitatea unor astfel de fluctuații nu sunt luate în considerare. Cu toate acestea, potrivit autorului, pericolul real pentru climatul Pământului observat scăderea intensității radiației solare, se pare că încă nu este.

Apa de transfer de căldură din aerul curge vortex joacă un rol deosebit de căldură latentă și sensibilă (evaporarea de pe suprafața vortex). Aceasta depinde de viteza vântului, umiditatea specifică în stratul de suprafață, iar diferența de temperatură dintre aer și apă. Când diferența de ordinul a 10-11 ° C evaporare poate fi foarte mare. Prin urmare, un vortex mare de cald în anumite condiții, pot face o mulțime de probleme, facilitând formarea de tornade (tornade, uragane). Faptul că adâncirea cicloane pe ele ieși pe un ocean de suprafață caldă este bine cunoscută.

Potrivit oamenilor de știință sovietici vortex pierde căldură în atmosferă mai intens decât suprafața mării netulburat în aceleași condiții. Și un alt tratament termic al unui vârtej.

Vortexuri sunt și rece. Abordarea băncilor poate provoca o mare de răcire vortex. Mai ales în cazul în vârtejul va fi mult, în cazul în care merg după unul pe altul. De exemplu, coasta de est a vârtejuri mari reci Kamchatka întregul lanț au fost găsite, în care temperatura apei a fost de 5 ° C sub temperatura apei din jur. Întreaga chestiune a efectului vârtejurilor asupra proceselor atmosferice prost inteles. Meteorologii estimeaza o astfel de influență ca potențial semnificativă.

După procesarea imaginilor fotografice luate de la bord din SUA prin satelit artificial „Landsat-2“ de la înălțimea de 915 km, au fost detectate vârtejurile în jurul valorii de 30 km în diametru. Pe una dintre imaginile înregistrate imediat cel puțin opt panza de paianjen formațiuni de pe suprafața oceanului, inclusiv trei turbioane în formă de inel dublu bine dezvoltat.

Și în 1985, o expediție a Institutului de Oceanologie. PP Academia Shirshov de Științe a URSS înregistrate în whirlwinds Tropical Atlantic de aproximativ 50 km în dimensiune.

În consecință, în oceanele sunt mari vortex diametru - de ordinul a 100-300 km, medie - aproximativ 50 km și mici - aproximativ 30 km. Este tipic pentru toate oceanele? Sau un set de aleatoriu asociat cu un număr insuficient de măsurători? Poate că există o gamă continuă de vârtejuri spațiale cu maxime la dimensiuni individuale?

Unii oameni de știință cred că există în oceane ansamblul continuu de vârtejuri de toate dimensiunile. Și există trei tipuri principale de turbioane, ale căror dimensiuni corespund aproximativ găsite.

Studiul vârtejuri ocean este importantă nu numai în ceea ce privește interacțiunea dintre ocean și atmosferă, dar, de asemenea, pentru studiul proceselor de transfer al poluării în oceane, impactul asupra productivității biologice, pentru navigare. Ar trebui, probabil, să publice periodic sau fluxuri de difuzare hărți sinoptice. Deci, așa cum se face cu hărți meteorologice. La urma urmei, fiecare navă merge în ocean, este necesar să se cunoască direcția și viteza curentului, sau co-conducătorul auto nu va fi în măsură să calculeze cu exactitate calea navei.

Dar, din timp în timp pentru a obține hărți exacte ale curenților oceanici, folosind spectacole de geamandură cu platane nu este atât de simplu. Privind navigatorii asistență în aceste zile, a venit de navigație prin satelit. Poziția unei nave pe mare este determinat cu mare precizie folosind sateliți artificiali. În acest scop, fiecare navă este instalat echipament special. Eroarea în determinarea poziției nu depășește ± 0,1 mi, iar în caz de necesitate poate fi redusă în continuare. Crearea unei simplificate mostre de echipamente de navigație prin satelit, chiar și pentru bărci mici.

Sateliții pot ajuta la prepararea rapidă a hărților exacte ale curenților. În acest scop, zona de studiu al apei oceanului drenate geamanduri speciale, urmate de satelit. În timp ce în modul de drift liber, geamanduri urmări fluxul și controlul satelitului pentru a schimba poziția lor și au raportat coordonatele geamandurile în centrul de procesare, unde a primi rapid informații despre viteza și direcția curenților și a modificărilor în diferite zone ale oceanelor.

Video: construi o casă la cer în ocean! Tin! RAFT # 3

Există și alte modalități de a determina localizarea navelor de radio pe mare, nu sunt asociate cu sateliții. Unele dintre ele au o precizie extrem de mare de definiție. De exemplu, sistemul de radiogeodetic faza sovietică pentru diverse cercetări marine asigură „anticipate“, cu un interval de eroare de la 2-3 pentru 30 m distanta de la stațiile de până la 200 km pe timp de noapte și în timpul zilei de până la 300 km. Locul de o navă în coordonate convenționale, care sunt ușor convertite în coordonate geografice convenționale, adică. E. latitudine și longitudine. Pinpointing astfel nava este necesar pentru diferite tipuri de cercetări geofizice pe fundul mării. De exemplu, în căutarea de petrol și alte minerale, în timp ce de foraj, cu operațiuni de salvare și în alte scopuri.