{image#1} Ruchy wody morskiej Do głównych ruchów wody morskiej należą: ruchy rytmiczne (falowanie), ruchy stałe (prądy morskie) i ruchy okresowe (pływy morskie). {image#2} Falowanie wiatrowe Falowanie wiatrowe to rytmiczny ruch wody morskiej zainicjowany głównie działaniem wiatru wprawiającego w ruch kołowy cząsteczki wody. W głębszych partiach wód cząsteczki wykonują pionowe oscylacje, nie wykazując ruchu poziomego. Przy brzegu tarcie wody o dno powoduje poruszanie się cząsteczek wody po elipsie, spiętrzenie fali, jej załamanie i rozbicie. Obserwuje się wówczas fale przyboju (fale wdzierają się na brzeg, a następnie z niego wycofują). Kierunek rozchodzenia się fal wynika z kierunku wiatru, a intensywność zjawiska zależy od jego prędkości. Falowanie odgrywa dużą rolę w napowietrzaniu (w tym natlenianiu) wód, co umożliwia rozwój organizmów żywych. Utrudnia ono też powstawanie ciągłej pokrywy lodowej na wodach. {image#3} Falowanie wiatrowe

Podstawowe parametry fali:

• wysokość fali (H) to pionowa odległość pomiędzy grzbietem a doliną fali,
• długość fali (L) to pozioma odległość pomiędzy grzbietami,
• okres (T) to czas, jaki mija przy przejściu jednej długości fali,
• prędkość rozprzestrzeniania się fali (c) jest to odległość, jaką przebywa dany punkt fali w określonej jednostce czasu; obliczana jest ze wzoru c=L/T,
• stromość fali (K), czyli stosunek wysokości fali do połowy długości K=2H/L.

{image#4} Falowanie wiatrowe Do określania siły wiatru panującej na morzu używa się skali Beauforta. To umowna skala służąca do określania (w stopniach Beauforta: °B) prędkości (siły) wiatru oraz stanu morza. Skala ta jest trzynastostopniowa. {image#5} Falowanie sejsmiczne (tsunami) Tsunami to samotna, długa, pojedyncza fala sejsmiczna, która tworzy się wskutek podmorskich trzęsień ziemi, erupcji wulkanicznych, osuwisk i obrywów skał lub fragmentów lodu. Rozchodzi się ona promieniście od epicentrum. W przeciwieństwie do falowania wiatrowego, w falowaniu sejsmicznym bierze udział woda na całej głębokości, a nie tylko jej wierzchnia warstwa. Na otwartym oceanie tsunami może być niezauważone z uwagi na bardzo dużą długość fali (100–200 km) i niewielką wysokość (1–2 m). Podczas tsunami fala piętrząca się (z reguły od kilku do kilkunastu metrów) i przemieszczająca się z dużą prędkością (nawet 800 km/h) najbardziej zagraża strefie przybrzeżnej. Zwiastunem tsunami jest zazwyczaj gwałtowne obniżenie się poziomu wody (1–4 m). Fala wody może znieść wszystko, co napotka na swej drodze. Najwięcej tsunami występuje w rejonie tzw. Pacyficznego Pierścienia Ognia. Najtragiczniejsze tsunami, które pochłonęło ponad 300 tys. ofiar, uderzyło w ląd 26 grudnia 2004 r. u wybrzeży Azji Południowo‑Wschodniej. Ostatnie silne trzęsienie ziemi o mocy 9,0 stopni w skali Richtera miało miejsce w Japonii 11 marca 2011 r. Zginęło wówczas ok. 11 tys. osób. {image#6} Falowanie baryczne (sejsza) Sejsza to fala powstająca w zamkniętych zatokach, morzach i jeziorach pod wpływem zaburzenia równowagi wody (w jednej części zbiornika poziom wody podnosi się, a w drugiej opada). Zjawisko wywołane jest gwałtownymi zmianami ciśnienia atmosferycznego, a czasem również kierunku i prędkości wiatru. Kiedy po obecności układu podwyższonego ciśnienia przesunie się on w inne miejsce, następuje wyrównanie ciśnienia i rozpoczyna się ruch wody przypominający kołysanie. Wysokość sejszy zwykle nie przekracza kilku metrów, a czas trwania dochodzi do kilkunastu minut na jeziorze i kilkudziesięciu godzin na morzu. Sejszę określa się także jako falę stojącą, ponieważ cząsteczki wody nie wykonują ruchu postępującego – jedynie w górę i w dół. {image#7} Porównanie ciepłych i zimnych prądów morskich oraz ich skutki. Na ilustracji pokazano przykład wpływu progu podwodnego na przemieszczanie się wód morskich. Próg znajdujący się pod cieśniną Gibraltarską utrudnia ciepłym masom wody o dużym zasoleniu z Morza Śródziemnego przemieszczanie się do oceanu. Ponad ciepłymi wodami przepływają chłodne wody o niższym zasoleniu ku wnętrzu Morza Śródziemnego i tu cyrkulują.

Prądy morskie powierzchniowe (poziome)

Prądy morskie (oceaniczne) powierzchniowe to poziome ruchy potężnych strumieni wody oceanicznej wywołane ogólną cyrkulacją powietrza na kuli ziemskiej (stałymi i sezonowymi wiatrami), różnicą gęstości i zasolenia wód morskich, a także ich poziomu. Przypominają ogromne rzeki bez dna i brzegów. Ich kierunki są modyfikowane przez: wiatry stałe i siłę Coriolisa (wpływającą na ich przebieg), wybrzeża lądów, przebieg linii brzegowej, a także rzeźbę dna oceanicznego.

Ze względu na stopień stałości wyróżnia się prądy stałe (wywołane wiatrami stałymi) i prądy sezonowe (wywołane wiatrami sezonowo zmiennymi – monsunami). Natomiast ze względu na temperaturę w stosunku do wód otaczających wyróżnia się:

• prądy ciepłe niosą wody cieplejsze niż otaczające je wody,
• prądy zimne niosą wody chłodniejsze niż otaczające je wody.

Proces ten rozpoczyna się w strefie okołorównikowej – stamtąd masy wód przemieszczają się ku wyższym szerokościom geograficznym, rozgałęziając się, gdy na swojej drodze napotkają wybrzeża kontynentów; na skutek działania siły Coriolisa skręcają one w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej. Jedynym prądem przemieszczającym się wokół całej kuli ziemskiej jest Dryf Wiatrów Zachodnich (Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy) na półkuli południowej. W ten sposób po obu stronach równika tworzą zamknięte komórki cyrkulacyjne.

Mechanizm prądów morskich:

• pasaty (wiejące od zwrotników w kierunku równika i odchylające się zgodnie z siłą Coriolisa) wytwarzają dwa potężne ciepłe prądy: Prąd Północnorównikowy i Prąd Południoworównikowy, płynące ze wschodu na zachód,
• powstały ubytek mas wody uzupełnia ciepły Prąd Równikowy (tzw. Prądy Równikowy Wsteczny lub Wyrównawczy) płynący w kierunku przeciwnym do Prądu Północno- i Południoworównikowego, czyli z zachodu na wschód,
• kiedy Prądy Północno- i Południoworównikowy docierają do wybrzeży kontynentów, następuje zmiana ich kierunku – przemieszczają się ku wyższym szerokościom geograficznym; tam dodatkowym czynnikiem wpływającym na ich przebieg są wiatry zachodnie, powodując, że zaczynają one płynąć z zachodu na wschód,
• na półkuli północnej, docierając do zachodnich wybrzeży, zmieniają kierunek i płyną jako zimne prądy ku niższym szerokościom geograficznym, natomiast na półkuli południowej komórki te zamykają się dzięki zimnemu prądowi (Dryf Wiatrów Zachodnich) i jego odgałęzieniom u zachodnich wybrzeży kontynentów.

Prądy morskie biorą udział w obiegu ciepła na kuli ziemskiej. Podczas przemieszczania się prądów morskich ku wyższym szerokościom geograficznym ciepłe masy wody zmniejszają różnice temperatur powietrza pomiędzy gorącą strefą międzyzwrotnikową a zimnymi strefami okołobiegunowymi. Wpływa to na klimat świata i zmienia zasolenie wód oceanicznych. {image#8} Na ilustracji przedstawiono występowanie fitoplanktonu w strefie upwellingu równikowego na Pacyfiku. Prądy morskie pionowe Upwelling (prąd wstępujący) to pionowy ruch wód morskich spowodowany spychaniem powierzchniowych wód oceanicznych przez wiatr i ich zastępowaniem przez wstępujące wody z głębszych warstw oceanicznych (tzw. strefa dywergencji). Zjawisko może zachodzić przy brzegu (upwelling przybrzeżny) oraz w strefie rozbieżności prądów morskich w strefie okołorównikowej (upwelling równikowy). Upwelling przybrzeżny występuje w strefie przybrzeżnej zachodnich wybrzeży kontynentów obu półkul w wyniku działalności pasatów. Upwelling równikowy jest spowodowany Prądami Północno- i Południoworównikowym, które – płynąc na zachód – powodują wynurzanie się wody głębinowej (Prąd Równikowy Wsteczny). Obszary upwellingu są bogatymi łowiskami, ponieważ do powierzchni dochodzi gęstsza i bogata w składniki odżywcze woda. Dzięki temu region równikowy na Pacyfiku można wykryć z kosmosu jako szeroką wstęgę wysokiego stężenia fitoplanktonu. Przyciąga to wiele gatunków zwierząt morskich.

Downwelling (prąd zstępujący) to opadanie wód oceanicznych w strefie zbieżności prądów morskich. Obserwowane jest w średnich szerokościach geograficznych (między 50° a 60° szerokości geograficznej). Ciepłe wody powierzchniowe, płynąc ku wyższym szerokościom geograficznym, ulegają ochłodzeniu, zwiększa się ich gęstość i opadają one na dużą głębokość (tzw. strefa konwergencji). Downwelling występuje:

• na Północnym Atlantyku,
• wzdłuż najbardziej zewnętrznej granicy Oceanu Południowego, gdzie zimna woda Antarktydy tonie poniżej cieplejszych wód Południowego Pacyfiku i Południowego Atlantyku,
• na wybrzeżach, gdzie wiatr wieje w takim kierunku, że przesuwa wodę w kierunku wybrzeża, co następnie powoduje gromadzenie się i spychanie jej wód.

{image#9} Prądy zawiesinowe (turbidyty) Są to prądy przydenne występujące na szelfie i stoku kontynentalnym. Spowodowane są one większą gęstością wody obciążonej zawiesiną, która spływa najczęściej rzekami do akwenów wodnych. Prądy te przemieszczają się z dużą szybkością i na dalekie odległości. Powoduje to znaczną erozję podłoża i żłobienie głębokich kanionów podmorskich rozcinających płytko położone dno morskie. To właśnie tego rodzaju prądy doprowadziły do powstania fliszu, m.in. w Karpatach. {image#10} Pływy morskie Zostały one omówione m.in. w temacie powtórzeniowym jako następstwo ruchów Ziemi, Słońca i Księżyca. {image#12} Cyrkulacja termohalinowa Jest to globalna cyrkulacja wód oceanicznych wywołana ciągłymi zmianami temperatury i zasolenia wody morskiej, a co za tym idzie – zmianami jej gęstości. Jest nazywana wielkim pasem transmisyjnym, dzięki któremu ciepło z niższych szerokości geograficznych jest transportowane w szerokości wyższe. Nagrzane masy wody płyną jako ciepłe prądy w kierunku biegunów, po czym – po ochłodzeniu – zapadają w głębiny (downwelling). {image#13}

Oscylacja południowa (cyrkulacja Walkera)

Opisuje ona zależności ciśnienia atmosferycznego między stacjami Darwin (Australia) Tahiti.

W normalnych warunkach (brak anomalii El Niño i La Niña) na wschodnim wybrzeżu Australii i w Indonezji występuje niż, a na zachodnim wybrzeżu Ameryki Południowej – wyż. Pasaty wieją zatem przez okołorównikowy Pacyfik ze wschodu na zachód. Powodują one przemieszczanie ciepłych (lecz mniej zasobnych) wód powierzchniowych w kierunku zachodnim. Na skutek tego procesu poziom morza w Indonezji jest około 0,5 m wyższy niż w Ekwadorze.

{image#14} Wpływy El Niño sięgają jednak daleko poza basen Pacyfiku. Na ilustracji na mapie świata ukazano zależność między El Niño a opadami na kuli ziemskiej. Oznaczono następujące obszary. Środkowa część Afryki. W miesiącach lipiec‑wrzesień jest sucho. Południowa część Afryki. W miesiącach listopad‑marzec jest sucho. Środkowo‑wschodnia część Afryki. W miesiącach październik‑styczeń jest mokro. Indonezja, Nowa Zelandia. W miesiącach czerwiec - styczeń jest sucho. Australia Północna. W miesiącach sierpień‑marzec jest sucho. Australia Południowa. W miesiącach sierpień‑wrzesień jest sucho. Pas na Oceanie Spokojnym między Australią a Ameryką Południową. W miesiącach od kwietnia do maja jest mokro. Południowa część Ameryki Północnej. W miesiącach od stycznia do kwietnia jest mokro. Część północna Ameryki Południowej. W miesiącach od kwietnia do grudnia jest sucho. Część południowo‑wschodnia Ameryki Południowej. W miesiącach od września do stycznia jest mokro. Część południowo‑zachodnia Ameryki Południowej. W miesiącach od czerwca do września jest mokro. Południowo‑zachodnia część Eurazji. W miesiącach styczeń‑kwiecień jest mokro. https://ep2019.contentplus.io/x/D11EXGFQv?lang=pl&wcag=

ENSO

ENSO (ang. El Niño‑Southern Oscillation, oscylacja południowa El Niño) – zjawisko współzależnego oddziaływania El Niño oscylacji południowej, odgrywając istotną rolę w systemie wielkoskalowych procesów klimatycznych na Oceanie Spokojnym, być może w skali globalnej. Zjawisko to obejmuje dwie przeciwstawne fazy: ciepłą (El Niño) i zimną (La Niña).

El Niño to okresowa anomalia cyrkulacji powietrza w pasie równikowym (cyrkulacja odwrócona). Występuje na obszarze całego basenu Oceanu Spokojnego. Polega na tym, że co pewien czas (co 3–8 lat) z bliżej nieznanych przyczyn w rejonie Australii i Indonezji nagrzanie wód Pacyfiku jest zdecydowanie silniejsze niż zwykle. Na skutek odwrotnego rozkładu ciśnienia pasaty wiejące zazwyczaj ze wschodu na zachód zmieniają kierunek i zaczynają wiać z zachodu na wschód. Zjawisku temu towarzyszy ciepły prąd morski (zwany również El Niño), który płynie od wybrzeży Australii w kierunku Ameryki Południowej. Ponieważ ta anomalia termiczna rozpoczyna się najczęściej w okresie Bożego Narodzenia, peruwiańscy rybacy nazwali to zjawisko El Niño (Dzieciątko). Trwa ono około miesiąca.

{image#15}

La Niña (hiszp. dziewczynka) to wzmożone warunki sytuacji normalnej (podczas braku anomalii El Niño). Zjawisko to występuje między okresami El Niño. Nad wschodnim wybrzeżem Australii i Indonezją tworzy się głębszy niż, a nad zachodnim wybrzeżem Ameryki Południowej pojawia się ośrodek wyższego ciśnienia niż w sytuacji normalnej. Pasaty wiejące jak zwykle ze wschodu na zachód (ale z dużo większą siłą), spiętrzają ocean w zachodniej części Pacyfiku o kilkadziesiąt centymetr i jednocześnie niosą duże ilości wilgoci. Powoduje to (podobnie jak w przypadku El Niño) powstawanie licznych anomalii pogodowych.

Na mapie świata zaznaczono kolorami obszary zjawisk pogodowych w okresie grudzień – luty. W rejonie państw Zatoki Gwinejskiej, rejonie Korei i Japonii, rejonie Alaski i Kanad oraz wschodniej Brazylii – chłód. Na południowym wschodzie Afryki wilgoć i chłód. W środkowej Afryce susza. W południowych USA susza i ciepło. Na Pacyfiku i na południe od Panamy – susza i chłód. W północnej Brazylii, w południowo‑wschodniej Azji, w Oceanii i na środkowym Pacyfiku – opady. Na mapie świata zaznaczono kolorami obszary zjawisk pogodowych w okresie czerwiec – sierpień. W zachodnio‑północno Afryce, południowej Azji i wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej chłód. Indie i Karaiby – wilgoć i chłód. Indonezja – ciepło i wilgoć. Południe Australii – opady. Północny‑wschód Australii, Nowa Zelandia – ciepło.