L ời giới thi ệu
7.7. Sơ đồ hoàn lưu ngang tổng quát của nước Đại dương Thế giớ i
Hệ thống các dòng chảy trên mặt Đại dương Thế giới được hình thành dưới sự tác động của khí quyển, bức xạ Mặt Trời, các lực tạo triều và lực Coriolis. Trên các bản đồ địa lý thường chỉ cung cấp những sơđồ tổng quát của các dòng chảy građien và các dòng chảy gió tổng cộng. Bức tranh các dòng chảy nhìn chung phản ánh trường gió tổng quát ở lớp không khí sát mặt nước. Ởđây biểu lộ tác động của áp thấp xích đạo, các xoáy nghịch cận nhiệt đới, những dòng tín phong; phần bắc Ấn Độ Dương chịu sựảnh hưởng của các gió mùa.
Về tổng thể, hoàn lưu nước mặt Đại dương Thế giới có thể thể
hiện bằng những hệ thống xoáy thuận và xoáy nghịch khổng lồ. Ở
phần tây đới cận nhiệt đới bắc và nam bán cầu có những hệ thống xoáy nghịch tương ứng với những xoáy nghịch cận nhiệt đới của khí quyển. Ở các vĩđộ trung bình (bắc bán cầu) và những vĩđộ cao hoàn lưu xoáy nghịch của nước được thay thế bởi hoàn lưu xoáy thuận và sau đó, ở Bắc Băng Dương, lại thay thế bởi hoàn lưu xoáy nghịch. Những kích thước ngang của các hệ thống hoàn lưu được đo bằng
hàng nghìn kilômet.
Ở đới xích đạo tương quan giữa hoàn lưu đại dương và khí quyển bị phá vỡ, nơi đây hình thành những vòng tuần hoàn nước xoáy nghịch cỡ trung bình, ở phần đông của các vĩđộ nhiệt đới được thay thế bởi những hệ thống hoàn lưu vĩ mô xoáy thuận. Chuyển
động quay vòng của nước ởđây đối ngược với sự di chuyển của các khối không khí và người ta đã giải thích bằng sự bất đồng đều của vận tốc các dòng tín phong.
Những hệ thống xoáy nghịch cận nhiệt đới là những khâu phát triển mạnh nhất của hoàn lưu nước đại dương. Chúng hình thành như
sau: những dòng tín phong cố định tạo nên ở bắc và nam bán cầu những dòng chảy mậu dịch cố định rất bền vững, chảy qua các đại dương từđông sang tây và tạo nên phần ngoại vi phía nam của vòng quay xoáy nghịch ở bắc bán cầu và phần ngoại vi phía bắc của vòng quay xoáy nghịch ở nam bán cầu. Ở các bờĐại Tây Dương, dưới ảnh hưởng lục địa và sự bất đồng đều của các tín phong, những dòng chảy mậu dịch chia nhánh. Một bộ phận nước không lớn ngoặt về
xích đạo, ởđó bị lôi cuốn vào chuyển động xoáy nghịch và tham gia hình thành dòng chảy nghịch xích đạo, còn nhánh chính, dưới dạng hải lưu nhiệt đới mạnh mẽ, chuyển động về phía các vĩ độ cao làm nên phần ngoại vi phía tây của hoàn lưu xoáy nghịch. Động lực của chuyển động này là ở sự dâng nước do những hải lưu mậu dịch mang
đến bờđông các lục địa và hoàn lưu khí quyển trong các xoáy nghịch cận nhiệt đới.
Ở các vĩđộ trung bình, trong đới tác động của các dòng gió tây
cố định, dòng chảy quay ngoặt lại và cắt qua đại dương từ tây sang
đông dưới dạng những hải lưu cận nhiệt đới ấm mang nước nóng và mặn của các vĩđộ thấp, làm thành các phần ngoại vi phía bắc (ở bắc bán cầu) và phía nam (ở nam bán cầu) của các hệ thống xoáy nghịch trong đại dương.
Ở phần phía đông của đại dương, do ảnh hưởng của lục địa, những hải lưu bắc đại dương và nam đại dương này lại chia nhánh. Một nhánh, dưới tác động của xoáy nghịch cận nhiệt đới của khí quyển, ngoặt về xích đạo để hoàn lại lượng nước rút mất do các dòng tín phong và khép kín hệ thống hoàn lưu xoáy nghịch đại dương. Đó là những hải lưu bù trừ nhiệt đới lạnh. Khi chuyển động đến xích đạo, chúng được nung nóng dần và do được các dòng tín phong thu hút, lệch về phía tây khỏi bờ và hòa nhập vào những hải lưu mậu dịch.
Một bộ phận nước khác đi chệch về phía các vĩ độ cao, bị thu hút vào hệ thống xoáy thuận vĩ mô vĩ độ cao ở bắc bán cầu và vào chuyển động xoay tròn quanh nam cực ở nam bán cầu.
Các hệ thống xoáy thuận vĩ độ cao (các hệ thống xoáy thuận cận cực bắc hoặc cận cực nam) ở bắc bán cầu và nam bán cầu khác biệt nhau một cách đáng kể.
Hệ thống xoáy thuận cận cực bắc hình thành ở vùng áp thấp Iceland và Aleut trong quá trình chuyển động tiến lên phía bắc của dòng chảy bắc đại dương. Khi tiến đến biên Bắc Băng Dương hải lưu phân nhánh: một nhánh hướng vào Bắc Băng Dương (như một dòng chảy ấm và mặn), nhánh khác bám dọc biên đi về phía tây đến tới lục
địa, hòa nhập với nước cực lạnh được mang tới từ Bắc Băng Dương, tạo nên đoạn khởi đầu của dòng chảy cận cực bù trừ lạnh (ảnh hưởng của nước cực lạnh đặc biệt mạnh ởĐại Tây Dương).
Khi gặp hải lưu nhiệt đới nóng, nước của hải lưu bù trừ lạnh quay sang phía đông, khép kín hệ thống xoáy thuận bắc bán cầu.
Hệ thống xoáy nghịch cận nam cực về kích thước và sự phát triển kém xa hệ thống cận bắc cực. Nó hình thành giữa hải lưu vòng quanh Nam Cực (hải lưu gió tây) và hải lưu sát bờ Nam Cực của các gió đông nam do cao áp trên lục địa Nam Cực. Hệ thống xoáy thuận dưới ảnh hưởng của hình dạng đường bờ, địa hình đáy, baqát đồng
đều trường gió và một số nguyên nhân khác bị phân dã thành một số
vòng chuyển động xoáy thuận với quy mô trung bình.
Trong vòng quay xoáy nghịch diễn ra sự dồn nước về phía tâm kèm theo sự dâng nước ở phần ngoại vi và chìm nước ở vùng trung tâm. Trong xoáy thuận, quá trình dâng nước xảy ra ở trung tâm, còn sự chìm nước xảy ra ở phần ngoại vi.
Hệ thống xoáy nghịch Bắc Băng Dương là mắt xích chính của hoàn lưu nước Bắc Băng Dương. Nó chịu sựảnh hưởng của cao áp cực ở phần sát Thái Bình Dương của thủy vực Bắc Băng Dương và hệ thống hoàn lưu xoáy thuận vĩđộ cao.
Hệ thống xích đạo nằm ở phía bắc xích đạo đến khoảng 10-12
oV.B, nó đạt được sự phát triển mạnh nhất vào mùa hè của bắc bán cầu, khi mà hải lưu mậu dịch nambán cầu tăng cường, còn hải lưu mậu dịch bắc bán cầu yếu đi,
Phần ngoại vi phía bắc của các xoáy nghịch của hệ thống xích
đạo hình thành một dòng chảy nghịch xích đạo bù trừở vùng cực tiểu vận tốc gió, độổn định và cường độ của nó tăng dần về phía đông.
Các hệ thống xoáy thuận nhiệt đới có lẽ liên quan tới sự hình thành xoáy và bất đồng đều của trường gió và có thể lan rộng sang phía tây. Chúng được hình thành ở phần phía đông nhiệt đới của đại dương ở khoảng giữa bờ tây của lục địa và các phần ngoại vi đông nam và đông bắc của các hệ thống cận nhiệt đới và xích đạo (tuần tự ở bắc và nam bán cầu). Những hệ thống xoáy thuận nhiệt đới có lẽ
cấu tạo từ những xoáy thuận quy mô trung bình, phần lớn ở lớp nước mặt và chỉđôi khi lộ lên trên mặt.
Sơđồ hải lưu đã nêu trên đây có tính chất phổ biến cho cảĐại Tây Dương, Thái Bình Dương và phần nam Ấn Độ Dương. Phần bắc
Ấn Độ Dương nằm trong đới các gió mùa, các hải lưu ởđấy có tính mùa và đặc điểm gió mùa. Những mắt xích chính của hoàn lưu nước
ở đấy chỉ phát hiện vào thời kỳ mùa đông, khi hướng của gió mùa trùng với hướng của gió tín phong đông bắc.
Như vậy là sự trao đổi nước ngang của nước đại dương được thực hiện chủ yếu dọc theo các vĩ tuyến. Sự trao đổi giữa các vĩ độ
diễn ra bằng cách mang nước từ một hệ thống hoàn lưu vĩ mô này sang một hệ thống khác ở những phần ngoại vi phía đông và phía tây của chúng. Còn sự liên quan giữa bán cầu bắc và bán cầu nam được thực hiện thông qua những xoáy quy mô trung bình của hệ thống hoàn lưu xích đạo. Trong hoàn lưu liên tục này của nước đại dương, hay như người ta nói, trong trường vận tốc liên tục này, với một mức
độ quy ước nhất định, người ta tách ra những dòng chảy riêng biệt và cho chúng những tên gọi nhưđã ghi trên những bản đồ dòng chảy các
đại dương.
Câu hỏi để tự kiểm tra
1) Phân biệt nguyên nhân của dòng chảy trôi, dòng chảy mật độ
và dòng chảy građien.
2) Biến đổi của vectơ vận tốc theo độ sâu trong các loại dòng chảy trên.
3) Độ sâu ma sát trên, độ sâu ma sát dưới là gì? 4) Cân bằng địa chuyển là gì?
5) Vẽ sơđồ biến đổi của vectơ vận tốc dòng chảy theo độ sâu ở
một điểm gần bờ sâu dốc đứng trong các trường hợp, chẳng hạn, a) gió thổi song song với bờở phía bên trái bờ; b) gió thổi từ bờ ra tạo với bờ một góc 45o.
6) Những nhân tố nào quyết định hoàn lưu mặt đại dương? Nêu những hệ thống hoàn lưu vĩ mô của mặt đại dương.
Tài liệu tham khảo chính 1. ГембельА.В. Общаягеографиямировогоокеана. М., Высшаяшкола, 1979 2. ЕгоровН.И. Физическаяокеанография. Л., Гидрометеоиздат, 1974 3. ЖуковЛ.А. Общаяокеанология. Л., Гидрометеоиздат, 1976 4. ЗубовН.Н. Динамическаяокеанология. М. Л., Гидрометеоиздат, 1947 5. ЗубовН.Н. Океанологическиетаблицы. Л., Гидрометеоиздат, 1957 6. ЛеонтьевО.К. Дноокеана. М., “Мысль”, 1968 7. НекрасовА. В. Приливныеволнывокрайнныхморях. Л., Гидрометеоиздат, 1975 8. Океанографическаяэнциклопедия. Пер. сангл. Л., Гидрометеоиздат, 1974 9. ШокальскийЮ.М. Океанография. Л., Гидрометеоиздат, 1965 10. ШулейкинВ.В. Физикаморя. М.: Наука, 1968