какое течение гольфстрим холодное или теплое течение
Гольфстрим: всё дело в вязкости воды
Не так давно моему ребенку в школе задали задание по дисциплине «окружающий мир». Это такой способ расширения кругозора у школьников начальных классов в нынешнее время. Оставим в стороне недовольство нынешними стандартами образования, где школьник почему-то должен изучить все дисциплины без участия преподавателя.
Задание состояло в том, чтобы выбрать одну из мировых катастроф последнего времени и разобраться, чем она чревата для жителей планеты и России в частности.
На злобу дня ему попался Гольфстрим. Все вы знаете, что было такое теплое течение, проходящее через атлантический океан. Его слезы со словами «Мы все замерзнем» и побудили меня подробнее разобраться с произошедшим.
Изображение Гольфстрима на тепловом снимке со спутника
Так что же произошло?
20 апреля 2010 года в Мексиканском заливе в 80 километрах от побережья на месторождении Макондо компании British Petroleum в результате взрыва нефтяной платформы Deepwater Horizon через повреждения труб скважины на глубине 1500 метров начала выливаться нефть. Изливалась она так 152 дня.
Нефтяное пятно 24 мая 2010 года, вид из космоса
За это время вылилось 5 миллионов баррелей (682 тысячи тонн). Пожар на платформе длился 36 часов, после чего платформа затонула. Нефтяное пятно достигло площади 75 тысяч квадратных километров. Часть нефти была вынесена течением в океан.
В США размер федерального штрафа зависит от размеров катастрофы. Администрация нынешнего президента США позволила использовать British Petroleum для уменьшения размеров штрафа диспергент корексит 9527, который в связи с токсичностью был позднее заменен на корексит 9500. Впервые он был использован в 1989 году для ликвидации последствий крушения танкера Exxon Valdez, ныне запрещен к применению в Англии и ряде стран Европы.
Танкер Exxon Valdez
Состав этого химиката держится в тайне, а мнения о его работе и токсичности расходятся от растворения до простого связывания и от нейтрального до жутко токсичного соответственно. В итоге смешивание осадило огромные количества нефти на глубину, создавая шельфы. Это частично решило проблему побережья США.
Собрать такое количество нефти работа трудоемкая, если не невыполнимая. В настоящее время нет эффективного метода очистки воды после разлива нефти.
Первым об остановке Гольфстрима сообщил доктор д-р Джанлуиджи Зангари, физик-теоретик из института Фраскати в Италии, в своей журнальной статье 12 июня 2010 г. (оригинал). Статья основывается на спутниковых данных колорадского центра аэродинамических исследований, согласованных с национальным управлением океанических и атмосферных исследований ВМС США. Автор указал на остановку вращения потоков воды в Мексиканском заливе и разбиение Гольфстрима на части. В последствии снимки были изменены на сервере колорадского центра аэродинамических исследований и теперь уже сложно сказать, кем и когда.
График изменения направления и скорости потока в Мексиканском заливе
Как шло течение
Холодное и более плотное Лабрадорское течение «подныривало» под теплое и более легкое течение Гольфстрим, не мешая ему обогревать Европу, достигая Мурманска. Затем Лабрадорское течение «выныривало» у берегов Испании под названием холодного Канарского течения, пересекало Атлантику, достигало Карибского моря, нагревалось и, проходя через петлю в Мексиканском заливе, уже под названием Гольфстрим беспрепятственно устремлялось обратно к Северу.
Гольфстрим был частью термохалинной системы циркуляции, ключевым элементом теплового регулирования планеты. Он отделял Англию и Ирландию от того, чтобы стать ледником. Сглаживал климат в скандинавских странах.
После сообщения д-ра Зангари канадский парламент создал комиссию для выяснения реального состояния дел с Гольфстримом вблизи берегов государства. Ее возглавил известный в США ученый-океанолог Рональд Раббит, технолог по переработке биомассы Мирового океана и улучшения окружающей среды. Специальный краситель, не причиняющий вреда флоре и фауне океана, заливали в контейнеры взрывающиеся на определенной глубине и, таким образом, отследили потоки перемещения масс воды. Гольфстрим как существующее течение обнаружен не был.
Но, как оказалось, саморегулирующаяся система под названием Земля «сработала» и в этот раз. Течение по исследованиям «переползло» на 800 миль (1481 километр) восточнее зоны бывшего Гольфстрима. По снимкам со спутника температура этого течения увеличилась относительно Гольфстрима. Это значит, что увеличилась мощность испарения в теплой зоне над океаном.
Небольшое отступление: основная часть людей полагает, что влажный воздух тяжелее сухого, но это не так. Молекулы кислорода О2, углекислого газа СО2 и азота N2 тяжелее, чем молекулы воды Н2О.
Теперь приложим вышеуказанное к изменившейся ситуации
Из-за потепления нового течения, зона сильного испарения, серьезно влияющая на Россию, как и зона пониженного давления будет располагаться над океаном, западнее Европы, но гораздо ближе к Европе, чем ранее. Это приведет к движению в эту зону более сухого континентального воздуха из России. Ситуация будет усугубляться заменой не совсем сухого воздуха, холодным и сухим воздухом с северо-востока и востока страны. Это сформирует зону повышенного давления над европейской частью — антициклон.
Летом антициклон приносит жару, за ней влажность и, таким образом, становится неустойчивым. Зимой же ситуация будет обратной — ясные ночи, охлаждение воздуха, его осушение и увеличение плотности воздуха. Как следствие, увеличение давления.
Что несет нам такое изменение
Предположительно очень холодную до — 45 градусов и малоснежную зиму на территории европейской части России, западную Европу засыплет снегом, а на границе фронтов будут бушевать ураганные ветры. В середине февраля 2011 года в Канаде вместо морозов наступила весна с температурой +10. Америка, судя по всему, тоже не останется без «пряника». Подтверждением тому недавние холода в Монтане, Южной Дакоте, Техасе, Арканзасе и Теннесси.
Транзитный автобус в Чикаго
Кратко об истории
Люди знают о течении уже более 500 лет. Испанцы считают, что первым, кто сообщил миру об океаническом течении, был испанский исследователь Понсе де Леон, который обнаружил в 1513 году, что Гольфстрим ускорил его плавание из Мексики в Испанию.
Более известной миру стала официальная презентация открытия природного уникального явления в конце XVIII века, когда Бенджамин Франклин и Джеймс Пупардомтал в 1786 году впервые нанесли расположение Гольфстрима на географическую карту. Название появилось само собой, на русском языке оно означает «течение из залива».
В 1844 году было начато систематическое изучение океанического явления с помощью береговой и геодезической службы США. Более серьезные исследования стали проводить только в начале 1930- х годов учеными Океанографического института Вудс-Хоул в штате Массачусетс.
Сложность научного изучения Гольфстрима проявляется в связи с чрезвычайным хаотическим процессом перемещения водных слоев. Это не просто один поток движущейся воды, а сложная сеть течений, которые по ходу меняют курс, исчезают, а затем снова появляются, образуя вихри по своим границам.
Сегодня процесс изучения Гольфстрима стал более эффективным, поскольку на помощь человеку пришли орбитальные космические спутники, которые с высокой точностью помогли сделать описание траектории движения Гольфстрима. В этом исследователям помогли датчики, способные обнаруживать самые незначительные колебания температуры и фиксировать смену цветовой окраски, что позволило отслеживать многие изменения в толще течения.
Полученная информация помогла ученым увидеть полную картину того, что будет проходить в океане и вокруг него. Изменение температуры движения даже на один градус влияет на поведение рыб, вызывает обесцвечивание кораллов и изменение погоды вдоль побережья.
Причины возникновения океанического течения
Океан постоянно находится в движении, перемещая воду с помощью внутренних течений. Гольфстрим является самой большой системой его круговых течений, образующих мощные воздушные потоки, называемые океаническим круговоротом. На Земле есть пять таких источников.
Гольфстрим является частью североатлантического субтропического круговорота. Он переносит теплую воду из Мексиканского залива практически до Норвежского моря. Когда поступает теплая вода, холодная, более плотная, опускается и начинает двигаться на юг по дну океана практически до Антарктиды. Экваториальные источники Гольфстрима:
Теплые течения вместе с водами Мексиканского залива образуют Гольфстрим, имеющий огромное влияние на климат планеты. Этот процесс легко объяснить. Количество тепловой энергии, переносимой движущейся водой, пропорционально ее плотности. Учитывая, что вода в 1 тыс. раз плотнее воздуха, она несет во столько же раз больше тепла, чем тот же объем воздуха.
Перепады температур между морем и нижним слоем атмосферы являются одной из основных причин высоких или низких давлений, которые определяют климат.
Глобальный перенос тепла через океан
Земля получает больше тепла от Солнца на экваторе, чем на полюсах. Этот дисбаланс компенсируется теплом, непрерывно переносимым в более высокие широты посредством глобального круговорота тепла между океаном и атмосферой.
В Северной Атлантике Гольфстрим и горизонтальная циркуляция тепловых потоков и ветров играют ключевую роль в создании мягкого климата. В этом помогают постоянные западные ветры, переносящие тепло из океана в значительную часть континентальной Европы. Характеристики североатлантического субтропического круговорота:
На мысе Хаттерас (Северная Каролина) холодный NEC встречает теплый SEC, что помогает образоваться самым большим и сильным штормам в мире. Подобное влияние Гольфстрим оказывает на климат полуострова Флорида. Его участок у побережья называют Флоридским течением, которое зимой поддерживает среднюю температуру воды не менее 24 °C.
География движения и рециркуляция вод
Гольфстрим берет свое начало в Мексиканском заливе, где собирает тепло, двигаясь через северную часть Атлантического океана в Норвежское море. Так он отдает большую часть тепла атмосфере. Теплый поток уравновешивается более холодным обратным течением в южном направлении в глубоких слоях Атлантического океана, а также рециркулирующим течением в южном направлении в восточной части бассейна. Краткую схему движения течения Гольфстрим на карте мира можно представить следующим образом:
У побережья Соединенных Штатов система Гольфстрим разделяет относительно теплые и соленые воды Саргассового моря в Средней Атлантике от холодных вод на западе и севере. За мысом Хаттерас Гольфстрим расширяется и уходит в более глубокие воды. Там он пересекает холодный подводный поток на западе, протекающий на юг и опускающийся на значительные глубины в окрестностях Гренландии.
На расстоянии 2400 км к северо-востоку от мыса Хаттерас в районе Гранд-Бэнкс теплые воды Гольфстрима приближаются к Лабрадорскому течению. Контакт холодного влажного воздуха, движущегося здесь, с теплыми поверхностными водами Гольфстрима вызывает широко известное явление — конденсацию водяных паров. Это климатическое явление приводит к тому, что в регионе наблюдается один из самых высоких уровней тумана в мире.
Смещаясь в Северную Атлантику, течение сужается и начинает распадаться на извилистую структуру разобщенных потоков, текущих в одном направлении. К этому времени большая часть его первоначальной силы рассеивается. Часть воды направляется на юг в район Саргассового моря, где разделяет Североатлантическое течение.
Одна ветвь движется на юго-восток и юг как относительно прохладное Канарское течение. Оно протекает через Пиренейский полуостров и Северо-Западную Африку. Другая ветвь Североатлантического течения движется в направлении Северо-Западной Европы.
Погода и климат
Гольфстрим является главным компонентом в сдерживании разницы температур между экваториальными районами, вокруг северного и южного полюсов. Он передает свое тепло атмосфере в более холодных северных широтах. В процессе, называемом термохалинной циркуляцией, это нисходящее движение способствует попаданию более теплых тропических вод в холодные, тем самым изменяя европейский климат.
Для примера можно сравнить погоду двух островов, расположенных на одной широте 54°. В Северной Ирландии, которая находится под влиянием Гольфстрима, существует уникальный теплый климат, где могут расти даже пальмы. На другом небольшом вулканическом острове, расположенном в южной части Атлантического океана в 1600 км от Антарктического континента и в 2000 км к югу и юго-западу от мыса Доброй Надежды, всегда холодно, он заморожен и необитаем.
Проблемы глобального потепления
Постоянное повышение средней температуры Земли, которое называют глобальным потеплением, может повлиять на Гольфстрим. Ученые, изучающие эту проблему, предполагают, что оно может уменьшить циркуляцию Североатлантического дрейфа, если тенденция сохранится на протяжении следующих нескольких десятилетий.
Результаты нового исследования ученых уже подтвердили огромное воздействие глобального потепления на Гольфстримское течение. Потоки, которые приносят теплую атлантическую воду на север к полюсу, где они охлаждаются, опускаются и возвращаются на юг, являются наиболее существенным фактором контроля климата Северного полушария.
Система, формально называемая Атлантическим меридиональным обращением (Amoc), сегодня ослабла на 15% по отношению к уровню 1950 года. Это происходит из-за таяния гренландского льда и потепления океана, что делает морскую воду менее плотной, при этом скорость ее движения существенно падает.
Для сравнения: подобное замедление равносильно снижению скорости движения всех мировых рек в три раза или Амазонки, самой большой реки, в 15 раз. Такого снижения параметров движения Гольфстрима человечество не наблюдало за последние 1600 лет, но это еще не предел. Новейшее подробное исследование ученых демонстрирует, что ослабление Гольфстрима ускоряется.
Последствия остановки Гольфстрима
Сообщения о возможной остановке часто появляются на страницах мировых СМИ. Первым об этом поведал в своей статье летом 2010 г. физик-теоретик из института Фраскати в Италии Джанлуиджи Зангарь.
Если это произойдет, Северный Атлантический океан может стать холоднее, что вызовет холодный климат вдоль прибрежных районов Европы. Западная ее часть погрузится в глубокие зимы вместе с Северной Америкой. Средняя температура в Европе снизится до 10 °C, а ледяные бури станут свирепствовать в Испании, Франции, Португалии и Великобритании. Лондон будет покрыт снегом в течение всего зимнего периода.
У восточного побережья США возникнет еще одна проблема — повышение уровня вод. Обычно уровень моря на побережье США ниже, чем у берегов Европы, поскольку Гольфстрим теплее и поднимает уровень воды, приближаясь к европейским странам. Если он остановится, вода океана уйдет к берегам США, что повлияет на изменение классов и видов морских обитателей.
В долгосрочной перспективе это уничтожит сельское хозяйство, затопив территорию, которая зависит от выращивания и распределения сельскохозяйственных культур. И хотя на восточном побережье Америки и в Западной Европе будет становиться холодно, температура на остальных территориях планеты станет расти.
Изменение климата вызовет одновременно пожары, цунами и ураганы. Картинка для человека не радужная. Это будет другой мир — то, чего люди раньше не знали. Скорее всего, цивилизация будет разрушена, если океанское течение Гольфстрим остановится.
Но об этом еще говорить рано, положение пока не настолько угрожающее. Современное климатическое моделирование показывает, что ослабление Гольфстрима может начинаться в текущем столетии максимум на 10—30% и только в том случае, если глобальное потепление будет продолжаться нынешними темпами.
Это уменьшит перенос тепла из тропиков в высокие северные широты через Атлантический океан. Но поскольку атмосферные температуры также растут из-за увеличения парниковых газов, местное охлаждение из-за уменьшения переноса тепла океаном в какой-то степени будет компенсировано, по крайней мере, так считают некоторые ученые.
Гольфстрим изменился. Мы потихоньку будем замерзать. «Спасибо» Обаме и «Глубоководному горизонту»
Гольфстрима не будет – не будет такого климата и той жизни, к которой мы привыкли. Вкратце напомню, что это «батарея» Северо-западного полушария, создающая комфортные температуры для Европы и не дающая превратиться в ледниковый мир Скандинавии, ну, и частично России. Двигающаяся «теплая река» в недрах Атлантики «добивает» аж до Мурманска.
Но эти поверхностные кошмары – ничто по сравнению с Гольфстримом. Как же он работает. Вернее – работал.
Предшественник Гольфстрима, Юкатанское течение, втекает из Карибского моря в Мексиканский залив через узкий пролив между Кубой и Юкатаном. Там вода либо уходит по круговому течению Мексиканского залива, либо образует Флоридское течение, которое выходит мощным потоком в Атлантический океан.
Успев набрать в Мексиканском заливе значительное количество тепла, Флоридское течение соединяется возле Багамских островов с Антильским течением и превращается в Гольфстрим, который течёт узкой полосой вдоль побережья Северной Америки.
На уровне Северной Каролины Гольфстрим покидает прибрежную зону и поворачивает в открытый океан. Примерно в 1500 км далее, Гольфстрим сталкивается с холодным Лабрадорским течением, отклоняющим его ещё больше на восток как раз в сторону Европы.
То есть, там, где зарождался Гольфстрим, там и случилась катастрофа. Штаты по сути подрубили сук Европы. За последующие четыре года после аварии Гольфстрим отклонился от прежнего направления на 800 километров и теперь вместо того, чтобы двигаться на северо-восток и отапливать Европу, теплое течение поворачивает на северо-запад в сторону Канады.
По подсчетам ученых, через 10 лет после того как Гольфстрим поменяет свое направление, течение может остановиться насовсем. Чтобы подтвердить или опровергнуть это предположение о том, что Гольфстрим действительно останавливается, канадские исследователи пошли на эксперимент. Канадцев понять можно – ведь они пострадают первыми, если что. Их смоет поток гренландской воды.
Там настолько серьезно относятся к этой проблеме, что через канадский парламент в чрезвычайном режиме создали комиссию для выяснения реальной ситуации вблизи территории Канады. Комиссию возглавил известный в Северной Америке учёный-океанолог Рональд Раббит, который провел такой эксперимент.
Разработанный специальный краситель разлили в контейнеры и погрузили в Мексиканском заливе на глубину 900 метров. Там, на заданной глубине, контейнеры с красителем взорвали, распылив содержимое на сотни метров. Окрашенная масса океанской воды вылилась в течение Гольфстрима.
Геологи утверждают, что аномальное потепление в Канаде – это еще не самое страшное. Когда весь Северный Ледовитый океан и вся Европа станут одним большим ледником, увеличится давление на Земную кору. Она прогнется и достигнет критического значения. Зато с другого конца литосферная плита, следуя простым законам физики, напротив, поднимется. В итоге, самый глубокий в мире Тихоокеанский желоб треснет по линии Аляска – Курилы – Японские острова. За этим последует мощнейшее по силе цунами и извержение подводных вулканов. Цунами будут такой силы, что смоет оставшуюся часть суши: Китай, Индию и Австралию.
Впрочем, может, обойдемся и без «Газпрома». На него все равно надежды нет.
Если уж мы здесь заговорили о хороших новостях, то стоит признать, что не все ученые придерживаются пессимистических взглядов на будущее. Так океанолог Бондаренко считает, что «режим работы Гольфстрима не изменится», приводя серию непереводимых научных терминов, связанных с физикой.
Другие океанологи утверждают, что нынешнее таяние ледников действительно связано исключительно с аварией «Глубоководного горизонта», но тепло никуда не денется. По их мнению – из-за нефти – Гольфстрим теперь несет более мощную тепловую энергию, которую хватит на всех. Да и направление он вообщем-то не сильно поменял. Нырнув в районе Ньюфаундленда и сберегая энергию, Гольфстрим теперь выныривает у Скандинавии и доходит до Карского моря и Новой Земли, нагревая Северный Ледовитый и Сибирь.
Зангари постоянно ведет наблюдения за изменениями в Мексиканском заливе, и все его доказательства были основаны на фотографиях со спутника CCAR Колорадо.
После публикации его статьи о необратимых изменениях в теплых течениях воды в океане, все фотографии и карты, полученные с CCAR, были отредактированы на обслуживающем спутник сервере.
Зангари уверен, что масштаб загрязнения со временем будет только увеличиваться, так как нефть имеет способность расширяться, а это в свою очередь повлечет еще более тяжелые последствия грядущей экологической катастрофы.
Что касается Гольфстрима, то он говорил, что его «конвейер» в Мексиканском заливе, по сути, прекратил свое существование, последние спутниковые данные ясно показывают, что Гольфстрима в настоящее время нет. По его словам, он начинает разбиваться на части и умирать примерно в 250 километрах к востоку от берега Северной Каролины.
Картину ближайшего будущего ясно нарисовал и российский ученый профессор Сергей Лопатников.
Многие даже утверждают, что упорное сопротивление Германии в переговорах с администрацией Трампа по «Северном потоку»-2 – не что иное, как следствие тревоги прозревших немцев по поводу спасения от надвигающегося на них нового ледникового периода. Поэтому Германия сделает все, чтобы «Северный поток»-2 был!
Термохалинная водная система, в которой теплые воды текут через более прохладные, оказывает большое влияние не только на океан, но и на верхние слои атмосферы до высоты в семь миль. Отсутствие Гольфстрима в восточной части Северной Атлантики приведет к глобальному похолоданию, а впоследствии – к ледниковому периоду, который сначала охватит территорию Северной Америки, а затем плавно переберется в Европу и Азию.
Во время глобального обледенения, если весь процесс будет протекать быстро, умрет 2/3 человечества, а если темпы захвата территорий холодом будет не такими активными, то те же 2/3 умрут только в течение нескольких лет. А предвестниками этого могут быть два события:
-На поверхности Мексиканского залива появится нефтяная пленка
-Нефть, искусственно осаженная на дно, начнет подниматься и станет в виде прослойки между пластами воды.
Первое обстоятельство повлечет за собой изменения теплообмена водной поверхности и атмосферы (испарения будет меньше, а испаренная жидкость теплее нормы). Также изменится динамика нагрева и охлаждения водных масс, увлекаемых в Атлантику течениями.
Второе обстоятельство приведет, во-первых, к гибели рыб, птиц и животных, поскольку вода потеряет прозрачность и создаст эффект гигантской линзы, а, во-вторых, изменит состав, цвет, вязкость, температуру и соленость воды в Мексиканском заливе, что приведет к остановке кольцевого течения в этом регионе, необходимое для Гольфстрима.
Об охлаждении Гольфстрима в частности уже через несколько лет после аварии стали говорить данные с датчиков. Они стали показывать похолодание на 10 градусов! И это крайне существенно. Ведь воды Гольфстрима несут 50 миллионов кубических метров в секунду, а мощность этого течения эквивалента одному миллиону АЭС. И вот теперь у этого одного миллиона АЭС температура снизилась на 10 градусов…
Многие эксперты предполагают, что такое жесткое замедление Гольфстрима спровоцировала не только сама разлитая нефть. Течение, оказывается, умирает еще и из-за корексита – это химическое вещество, которое администрация Барака Обамы позволила использовать BP, чтобы максимально скрыть масштабы бедствия.
Около 2 миллионов галлонов корексита, а также несколько миллионов галлонов других диспергаторов, добавили к миллионам галлонов сырой нефти, опустив ее на дно – в надежде, что это поможет концерну ВР серьезно уменьшить размеры федерального штрафа, который зависит от размера нефтяной катастрофы.
На Западе уже давно посчитали, что если бы Гольфстрим исчез навсегда, то среднегодовая температура, скажем, в Европе, в течение нескольких лет постепенно упала бы на 9 градусов. Что практически превратило бы Францию или Испанию в подобие Якутии. Но если даже Гольфстрим не совсем растворился в океане, а, как утверждают канадцы, просто изменил направление и перестал «добивать» до Северной Европы, то Франция тогда все равно перестала бы быть Францией. А стала бы, например, Красноярским краем.
А Обама принял, возможно, губительное для всей планеты решение, и если все будет так, как описывают ученые, – человечество действительно навсегда запомнит имя 44-го президента Америки.
Но своих американцев, приезжающих ныне купаться в Мексиканской залив, он уже наградил страшной болезнью – но об этом в нашей третьей части, посвященной аварии «Глубоководного горизонта».