Поверхность океана и причины ее колебаний

Поверхность геоида представляет собой уровенную поверхность, которая в каждой своей точке нормальна к направлению силы тяжести.

Свободная поверхность океана, о положении которой можно судить по наблюдениям над его уровнем, близка к поверхности геоида и совпадала бы с ней, если бы воды океана были однородны и находились в полном покое. Однако в действительности они неоднородны и, подвергаясь влиянию многих изменчивых сил, не находятся -в покое. Поэтому свободная поверхность океана отклонена от поверхности геоида. С последней можно считать совпадающей только поверхность среднего уровня океана.

Поскольку отклонения поверхности (уровня) океана от поверхности геоида обусловлены движениями его аод, наблюдения над этими отклонениями позволяют судить о динамическом состоянии вод океана. Так, например, по топографии поверхности океана производится расчет плотностных течений динамическим методом; по наблюдениям над колебаниями уровня у берегов рассчитываются сгонно-нагонные течения и т. д.

Все процессы и силы, вызывающие разнообразные динамические явления в океане и влияющие на положение его поверхности (уровня), в наиболее общей форме можно объединить в следующие основные группы:

а) космические приливо-образующие силы;
б) геодинамические и геотермические явления в земной коре (землетрясения и моретрясения, извержения вулканов, вековые поднятия и опускания суши и другие тектонические движения, поступление тепла через дно океана);

в) механические и физико-химические воздействия, обусловленные солнечной радиацией и деятельностью атмосферы (тепловые процессы в океане, изменения атмосферного давления, ветер, осадки, береговой сток и т. д.).

Сложная система движения вод океана, которая формируется в результате действия всех этих факторов и в той или иной степени проявляется в непрерывно меняющей свои очертания топографии его поверхности, исследована еще недостаточно.

Наиболее правильные периодические колебания поверхности океана возбуждаются приливо-образующими силами. Эти колебания исследованы лучше других, но карты топографии водной поверхности на определенные фазы прилива удается составить только для некоторых морей.

Геодинамические явления в земной коре приводят либо к кратковременным, зачастую довольно резким, даже катастрофическим колебаниям уровня, таким, как цунами, сильные сейши, либо к относительно медленным изменениям среднего уровня вследствие поднятая или опускания берегов.

Колебания уровня, обусловленные солнечной радиацией и деятельностью атмосферы, в большинстве своем имеют непериодический характер. Однако во многих случаях в них можно установить известный ритм, связанный с наличием суточного и годового хода большинства метеорологических факторов.

В общем режиме уровня океана можно выделить следующие составляющие, вызванные солнечной радиацией и деятельностью атмосферы:

а) сгонно-нагонные колебания, связанные со сгонно-на гонной циркуляцией вод, которая возникает в результате касательного воздействия ветра на водную поверхность, ограниченную береговой чертой;

б) колебания уровня вследствие изменений атмосферного давления, т. е. статическая реакция водной массы на изменение атмосферного давления. При повышении давления на 1 мм ртутного столба уровень понижается на 13,6 мм и наоборот, при понижении давления на 1 мм он повышается на 13,6 мм;

в) колебания уровня вследствие неравномерностей в процессе влагооборота (испарение, осадки, береговой сток). В данном случае колебания уровня связаны с изменением количества воды в различных частях океана, в морях и т. д.;

г) колебания уровня вследствие изменений плотности воды. При увеличении плотности уровень понижается, при уменьшении—повышается. Плотность воды, как известно, изменяется при изменении ее температуры и солености.

В природе перечисленные выше типы колебаний уровня в чистом виде не наблюдаются. Наблюдения фиксируют суммарный эффект различных причин.