Гольфстрим

Научно-популярная статья, посвящённая течению Гольфстрим. Этот материал был написан для русского издания журнала Motor Boat & Yachting. Вариант вышедший в журнале в красивом оформлении и с редакторской правкой можно скачать здесь. Ниже (по катом) идёт немножко расширенная версия с изменённым набором картинок.

Из Мексиканского залива, через бутылочное горлышко Флоридского пролива проходит огромная масса воды, дающая начало самому знаменитому течению на планете — Гольфстриму. Здесь, в месте своего рождения, этот мощный поток, перемещает в секунду объём воды в тридцать раз больший, чем все реки мира вместе взятые, со скоростью в три-четыре узла (на поверхности). К северу от острова Большая Багама Гольфстрим, избавившись от естественной границы Багамского Архипелага расширяется, замедляется, но объём переносимой им воды утраивается, за счёт захвата вод Саргассова моря. Примерно на 35 с.ш. у мыса Гаттерас Гольфстрим отходит от побережья США, сворачивая на восток, для того, чтобы пересекая Атлантику разделиться на Северо-Атлантическое и Азорское течения. Именно Северо-Атлантическое течение, а не сам Гольфстрим, приносит тёплые воды южных широт к берегам Европы, частично обеспечивая её мягкий климат.

Первооткрыватель Флориды и Гольфстрима, испанский конкистадор Хуан Понсе де Леон.

По всей видимости первым европейцем наткнувшимся на начало Гольфстрима был Хуан Понсе де Леон — испанский конкистадор, который в поисках источника вечной молодости открыл Флориду в 1513 году. Возвращаясь на юг вдоль восточного побережья Флориды его небольшой флот из трёх кораблей встретил сильнейшее течение, которое, несмотря на попутный ветер, тащило их назад, на север. Один из кораблей унесло из поля видимости и два дня о нём ничего не было известно.

Испанцы были людьми предприимчивыми и тут же приспособили это течение для транспортировки награбленного на родину. На начальном этапе путешествия оно давало им дополнительно несколько узлов, однако затем капитаны зачастую сворачивали на восток слишком рано и попадали в так называемые «конские широты», где ветра слабы и часто случается штиль.

Бенджамин Франклин

Следующая глава в славной истории изучения Гольфстрима открывается с появлением на исторической арене главного почтмейстера североамериканских колоний Бенджамина Франклина, того самого, со сто долларовой купюры. Будучи в Лондоне по делам почтовой службы он услышал странную жалобу от начальства. Почтовым кораблям идущим из Англии в Нью-Йорк требовалось на две недели(!) больше времени чтобы достичь своей цели, чем торговым кораблям идущим до Ньюпорта (Род-Айленд), находящегося немногим севернее будущего «Большого яблока». Капитан Тимоти Фолгер, кузен Франклина, объяснил ему, что капитанам торговых судов известно о существовании мощного течения направленного на восток, и они стараются его избегать, тогда как капитаны почтовых судов идут напролом против течения и теряют в скорости по несколько миль в час.

Первая опубликованная карта Гольфстрима

После двух лет работы с судовыми журналами, любезно предоставленными капитанами ходившими через Атлантику, Франклин опубликовал первую в истории карту Гольфстрима с рекомендациями по улучшению почтового сообщения. Однако, государственные бюрократические учреждения везде и всегда одинаковы: карта и рекомендации были проигнорированы и капитаны почтовых судов продолжали пересекать Атлантику так, как им нравилось, то есть против течения.

Князь Монако Альбер I

До конца 19 века было не ясно, что же происходит с течением после того, как оно отворачивает на восток от северо-американского континента. Одни думали, что Гольфстрим вообще не пересекает Атлантику, другие, что он разделяется на два рукава, одно из которых сворачивает на юг, а другое течёт на север. К решению этого вопроса подключился князь Монако Альберт I, Пра-пра-дедушка нынешнего принца Монако, тоже, кстати, Альберта. Вместе со своим другом профессором Жоржом Пуше они запустили в Северной Атлантике 1675 бочёнков, стеклянных сфер и бутылок, содержащих внутри записки на 10 языках с просьбой нашедших эти предметы сообщить о том в каком месте они были найдены.

Карта плаваний поплавков Князя Монако Альбера I

В результате подтвердился второй вариант, с Гольфстримом, разделяющимся на два рукава. Князь Альберт не терял интереса к океанологическим исследованиям до конца жизни, публиковал научные отчёты о своих экспедициях и основал Музей Океанологии в Монако.

Господствующие системы ветров (серые стрелки) и океанические течения (синие и красные стрелки).

Только к концу первой половины 20-го века, с развитием теоретической океанологии, учёным удалось окончательно понять общие причины, вызывающие Гольфстрим и обуславливающие его огромную, по океанским меркам, скорость. Если взглянуть на карту течений океана, легко заметить, что основные поверхностные морские течения образуют огромные замкнутые круговороты. Главной причиной их существования являются господствующие системы ветров.

Поверхностные течения северной части Атлантического океана.

Гольфстрим является западной частью субтропического круговорота Североной Атлантики, вызываемого Пассатами, дующими на запад, в южной части круговорота, и западными ветрами умеренных широт, дующими на восток в его северной части. В этот круговорот также входят уже упоминавшиеся Азорское и частично Северо-Атлантлантическое течения, пересекающие атлантику с запада на восток, далее они переходят в Карнаское течение, идущее на юг вдоль берегов Африки, которое, в свою очередь заворачивает на запад, становясь Северным экваториальным течением переходящим в конечном итоге опять в Гольфстрим.

Температура воды в районе Гольфстрима: хорошо видны ринги — огромные вихри, отделяющиеся от основного течения.

Гольфстрим иногда называют рекой в океане, но так его можно назвать лишь очень условно. Представьте, что река, в самом «полноводном» месте переносящяя в секунду 140 миллионов кубических метров воды (все реки мира переносят около 1 миллиона кубических метров воды в секунду), постоянно меняла бы положение своего русла, извиваясь самым причудливым образом, образуя изгибы, которые называются меандрами. Время от времени меандры становились бы настолько большими, что отделялись бы в виде замкнутых «озёр», диаметром до 300 километров, с круговым течением. Сложно себе представить подобную реку на суше, но в океане именно так и выглядит Гольфстрим. Его положение и скорость не постоянны, особенно изменчив он после поворота на восток от Северо-Американского континента у мыса Гаттерас, район прилегающий к этому мысу называют «Кладбищем Атлантики». Здесь Гольфстрим встречает относительно холодное течение, идущее с севера, при этом создаются условия для образования отмелей из наносного песка, тянущихся на два десятка километров в море и постоянно меняющих положение. Добавьте сюда периодически достигающие этого района ураганы и вы получите одно из самых опасных мест для навигации в Атлантике. Однако зловещая история «Кладбища Атлантики», погубившего только за период с 1866 по 1945 годы около 230 кораблей водоизмещением более 50 тонн, осталась в прошлом. С развитием современных средств навигации после 1950х годов ни одного судна в этом районе не затонуло.

Образование вихрей (их также называют рингами) Гольфстрима.

Пройдя мыс Гаттерас Гольфстрим начинает сильно меандрировать, от него время от времени отделяются огромные (диаметром 100-300 километров) океанские вихри с холодными (если меандр был справа по течению) или тёплыми (если меандр был слева по течению) водами внутри, которые постоянно вращаясь отходят от главного потока и существуют отдельно иногда до нескольких лет, чтобы позже снова влиться в породившее их течение. Гольфстрим больше похож не на реку, а на огромный живой организм, своенравный, пульсирующий, дышащий, переносящий теплую и относительно солёную воду южных широт к северу.

Термохалинная циркуляция.

Северо-Атлантическое течение, рукав Гольфстрима, отворачивающий к Европе доставляет эту воду на север Северной Атлантики, где тепло передаётся в атмосферу и делает климат «Старого света» мягче. Воды, приносимые Северо-Атлантическим течением, отдав своё тепло становятся холоднее а, следовательно, тяжелее и опускаются на глубину. Происходит это всего в двух, сравнительно небольших районах — к западу от Гренландии в Лабрадорском море, и к востоку от Гренландии, в Норвежском море. Эти холодные, тяжёлые воды формируют Северо-Атлантическую глубинную водную массу, которая медленно движется на юг доходя до Антарктики. Предположим, у нас есть возможность проследить дальнейший путь небольшого объёма воды из этой водной массы, условившись, что вода эта никогда не покинет океан за счёт испарения. Мы бы увидели, что он, при определённом везении, побывает во всех океанах, проведёт довольно много времени наматывая круги в Антарктическом Циркумполярном течении, но в итоге, возможно через многие тысячи лет, снова окажется в Атлантическом океане, снова пройдет вместе с Гольфстримом вдоль побережья США, повернёт на север с Северо-Атлантическим течением и погрузится в глубинну Атлантики в Лабрадорском или Норвежском море. Так происходит глобальная термохалинная циркуляция, связывающий все океаны в глобальный океанический конвейер. Термохалинная значит происходящяя за счёт разницы в температуре (термо) и солёности (халинная), а в итоге плотности воды, определяемой этими двумя характеристиками. Для нас важно, что погружающиеся на севере Атлантики воды как бы «тянут» за собой Северо-Атлантическое течение, Гольфстрим, и далее весь океанический конвеер, обеспечивая дополнительное усиление этих течений, но не являясь их основной движущей силой. В случае Северо-Атлантического течения, термохалинная циркуляция во многом обуславливает его относительно крутой поворот на север.

Приблизительная площадь, которую занимало озеро Агассис за свою 5000 летнюю историю. Заметьте, что единовременно всю эту площадь озеро никогда не занимало.

Итак, мы выяснили, что Гольфстрим является как частью циркуляции вызываемой ветрами в субтропической области северной Атлантики, так и частью более глобальной термохалинной циркуляции, вызванной разностью в плотности воды в разных частях океана, и в частности погружением холодных вод неподалёку от Гренландии. Исчезновение пассатов и западных ветров умеренных широт в обозримом будущем сложно себе представить, так что эта движущая сила никуда не денется. А вот вероятность остановки термохалинной циркуляции не так уж мала, и это уже не раз происходило в прошлом. Буквально недавно, около 8200 лет тому назад, огромное озеро Агассис, находившееся на севере Северной Америки за очень короткий временной промежуток «вылилось» в океан, распреснив поверхностные воды северной части Северной Атлантики. В результате, охлаждения вод стало недостаточно для их погружения в Лабрадорском и Норвежском морях, они стали слишком пресными, а значит относительно лёгкими, и оставались у поверхности, то есть перестали «тянуть» глобальный океанический конвейер, и термохалинная циркуляция остановилась. При этом Гольфстрим, конечно, никуда не делся, поскольку никуда не делась основная сила его вызывающая — ветер, пассаты и западные ветра продолжали дуть и крутить колесо субтропической циркуляции. Однако, Гольфстрим стал слабее, а Северо-Атлантическое течение уже не делало такого крутого поворота на север и перестало приносить туда тепло южных широт.

Ослабление термохалинной циркуляции может произойти и в будущем, и связано оно, скорее всего будет с глобальным потеплением. Увеличение количества атмосферных осадков, стока рек и таянье ледового щита Гренландии может сделать воду в северных морях менее солёной и затруднить её погружение. Однако полного исчезновения силы «тянущей» Гольфстрим, и ответственной за часть (но всего лишь часть!) его мощи ждать в этом веке скорее всего не стоит. Согласно современным оценкам, сделанным при помощи моделей, в 21 веке термохалинная циркуляция в Атлантике в связи с изменением климата вероятно уменьшится на 25%. Ослабление приведёт к полоходанию северной Атлантики и прилегающей к ней суши, или к уменьшению скорости глобального потепления в этих районах. Сравнительно быстрые, катастрофические изменения термохалинной циркуляции в этом веке возможны, но признаются весьма маловероятными. Нам скорее всего не выпадет шанс испытать на себе последствия её полной остановки, как это произошло во время разлива озера Агассис.

Недавно в прессе также много говорили об остановке Гольфстрима якобы вызванной разливом нефти после недавней аварии на нефтедобывающей платформе в Мексиканском заливе. Оставим в стороне надёжность источников этой информации, и отметим, что разлив никак не изменил силы, вызывающие и контролирующие Гольфстрим, поэтому никак не мог на него повлиять, а уж тем более вызвать его остановку. По той же причине любые другие техногенные катастрофы (кроме совсем уж невероятных, вроде полномасштабной ядерной войны) врятли смогут вмешаться в океанические механизмы, доставляющие тепло из южных широт к берегам Европы. Однако модели показывают, что человеческая деятельность, в частности выброс парниковых газов, в долгосрочной перспективе, пусть не напрямую, но окажут влияние на всю систему течений Мирового океана.

Человек знает гораздо больше о рельефе луны, чем о рельефе океана, занимающего около двух третей нашей планеты. Океан очень сложно и дорого изучать, так что если общая картина циркуляции вод учёным в целом понятна, то более частные детали, например связанные с океанскими вихрями еще только предстоит выяснить. Гольфстрим не раз удивлял исследователей, и еще будет удивлять в будущем, но одно можно сказать наверняка — несмотря на все возможные изменения в ближайшие тысячелетия остановка этому знаменитому течению не грозит.

© Николай Колдунов, 2012

Be the first to comment on "Гольфстрим"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*