Физические условия возникновения и развития дрейфовых течений, исследовались многими учеными, но основы теории этих течений были заложены Экманом в 1903—1905 гг. Предполагая море бесконечно глубоким, однородным по плотности (гомогенным), ветер установившимся по направлению и скорости, он использовал уравнения движения вязкой жидкости и математически решил задачу о возникновении поверхностного течения под влиянием трения при наличии отклоняющей силы вращения Земли (силы Ко-риолиса).[ ...]
Основные положения теории Экмана можно сформулировать следующим образом.[ ...]
Если море имеет глубину меньше глубины трения, то угол а изменяется от 0—5 до 45°. Причем наблюдениями установлено , что при малых глубинах и при определенном направлении ветра относительно очертаний берега моря он может иметь и левое, и правое отклонения.[ ...]
Путем статистической обработки непосредственных наблюдений для отдельных пунктов определяется и угол отклонения течения •от направления ветра а.[ ...]
Кроме того, в этой теории была дана оценка движения при конечной глубине моря и рассмотрены течения в береговой зоне в зависимости от угла между направлением берега и направлением ветра. В подобных случаях возникают сгонно-нагонная циркуляция и глубинные градиентные течения.[ ...]
В прибрежной зоне у приглубого прямолинейного берега толща воды разбивается как бы на три слоя (рис. 36). Поверхностный -слой ограничен глубиной трения И со скоростью и, изменяющейся так, как показано на рис. 35. В нем векторно складываются поверхностное и дрейфовое течения. Нижний слой от дна до глубины £) носит название придонного. Здесь трение о дно играет в какой-то мере ту же роль, что и тангенциальное трение на поверхности. От дна до глубины Б направление и скорость изменяются. Между слоями А и А располагается глубинное градиентное течение, которое движется с постоянной скоростью Ут вдоль •берега перпендикулярно градиенту давления.[ ...]
В области дальнейшего развития теории морских течений за последние десятилетия сделан значительный шаг вперед. Большое значение имели работы советского ученого В. Б. Штокмана, который впервые в 1946 г. предложил модель осредненного по глубине стационарного переноса вод в неоднородном по плотности океане, обусловленного действием ветра и турбулентного бокового обмена. Эта и другие теории позволили подойти к объяснению крупномасштабной горизонтальной циркуляции и некоторых особенностей в режиме течений Мирового океана. Теоретические модели океанической циркуляции, предложенные современными исследователями, учитывают распределение касательного напряжения ветра» изменения параметра Кориолиса с широтой, глубины моря и пространственное распределение плотности.[ ...]
Достигнуты определенные успехи в расчете поля течения по полю ветра, поверхностных и глубинных течений с учетом изменений поля плотности. Однако недостаточное знание реальных параметров (например, коэффициента вязкости) не позволяет проблему ветровых течений считать решенной. Поэтому наряду с теоретическими расчетами поля течений для решения прикладных задач до последнего времени широко используются полуэмпирические методы.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Изменение скорости и направления дрейфового течения с глубиной. |
 |
| Циркуляция воды под действием ветра у приглубого отвесного берега. а — расположение слоев воды, б — годографы скорости течения. |
 |