Dynamika oceanów

Cele:
Uczeń:

- wymienia rodzaje ruchów wód morskich;
- potrafi określić przyczyny występowania ruchów wód morskich;
- wymienia i wskazuje na mapie po kilka ciepłych i chłodnych prądów morskich;
- rozumie konsekwencje wzajemnego przyciągania Ziemi, Księżyca i Słońca dla wód morskich.

Treści przedstawiane na lekcji:
Wody w morzach i oceanach są w stałym ruchu.
Najbardziej znane ruchy wód morskich to fale morskie. Są one wywoływane na ogół przez wiatr, ale też mogą być powodem trzęsień Ziemi, albo ruchów związanych z pływami morskimi. Najbardziej groźną odmianą fal są fale tsunami. Ich wysokość przy brzegach może osiągnąć nawet 40 m, gdyż woda bardzo gwałtownie się spiętrza i rozchodzi nawet z prędkością 700 km/h.
Stan powierzchni morza jest określany za pomocą skali Beauforta.

Kolejny przykład ruchów wody, to pływy związane z przyciąganiem ciał niebieskich. Największe przypływy występują wtedy, kiedy Ziemia wraz z Księżycem i Słońcem znajdują się na jednej linii prostej. Ten rodzaj przypływu jest nazywany syzygijnym. Inny rodzaj przypływu, zwany kwadraturowym, występuje wtedy, gdy kierunek do Księżyca i do Słońca z Ziemi są względem siebie prostopadłe. W Kanadzie w Zatoce Fundy, różnice poziomu wody osiągają nawet 16 m. W pozostałych miejscach te różnice na ogół nie przekraczają 3 metrów.

Potężnym i stałym zjawiskiem występującym na oceanach są prądy morskie. W znacznej mierze zawdzięczają one swe powstanie stałym wiatrom o określonym kierunku, zwłaszcza pasatom i wiatrom zachodnim. Ich siłą napędową są jeszcze różnice poziomu morza. Oceaniczne wody mają różną gęstość i ciśnienie w różnych miejscach świata, co także wywołuje ruch wody dążącej do wyrównania wartości.
W rezultacie tworzą się charakterystyczne kręgi cyrkulacji wody oceanicznej.
Przykładowo: pasaty północno-wschodnie i południowo-wschodnie poruszają powierzchniową warstwę oceanu przekazując energię wiatru cząsteczkom wody. Ruch ten z czasem udziela się głębszym warstwom. Wskutek tego olbrzymie masy wody jako Prąd Południoworównikowy i Prąd Północnorównikowy podążają na zachód. Między nimi, jako następstwo różnicy poziomu wód między zachodnią i wschodnią częścią oceanu wytwarza się Równikowy Prąd Wsteczny. Po zachodniej stronie oceanu prądy równikowe napotykają na przeszkodę w postaci lądów. Ocierając się o nie, skręcają na półkuli północnej - w kierunku północnym, a na południowej - w kierunku południowym. Ponieważ ich wody są cieplejsze od otaczających je wód oceanicznych, nazywamy je prądami ciepłymi. Do prądów tych należą Prąd Zatokowy (Golfsztrom) i Prąd Brazylijski.
Prądy ciepłe, dopłynąwszy do 40⁰ szerokości geograficznej północnej i południowej, dostają się w zasięg przeważających wiatrów zachodnich. Na półkuli południowej łączą się one z wodami zimnego prądu, zwanego Dryfem Wiatrów Zachodnich, opływającego wszechocean z zachodu na wschód. Na półkuli północnej wiatry zachodnie przesuwają nagrzane wody ku wschodowi. Część wód Prądu Zatokowego pod nazwą Prądu Północnoatlantyckiego i Prądu Norweskiego dociera do Europy ogrzewając jej północno-zachodnie wybrzeże.
Prądy równikowe odciągają masy wód od zachodnich wybrzeży kontynentów. Na to miejsce napływają zimne w stosunku do otoczenia wody z szerokości umiarkowanych. We wschodniej części oceanu, w strefie podzwrotnikowej i zwrotnikowej ukształtowały się więc zimne prądy morski: Benguelski i Kanaryjski.
Występujące w okolicach podbiegunowych wiatry północno-wschodnie na półkuli północnej i południowo-wschodnie na półkuli południowej spowodowały powstanie zimnych prądów:
Labradorskiego, Oja - siwo i Dryfu Wiatrów Zachodnich.
Wpływ prądów morskich na klimat jest ogromny. Spowodowane jest to tym iż prądy morskie w krótkim odstępie czasowym potrafią nanieść o kilkaset mln m 3 wody. Stąd też w wielkim stopniu oddziałują one na klimat obmywanych przez nie wybrzeży. W strefie zwrotnikowej zachodnie wybrzeża kontynentów są stosunkowo chłodne i bardzo suche, wybrzeża wschodnie - są ciepłe i wilgotne. W strefie umiarkowanej - odwrotnie wybrzeża zachodnie są stosunkowo ciepłe i wilgotne, a wschodnie chłodniejsze i bardziej suche.

Oprócz prądów powierzchniowych w oceanach występują prądy głębinowe.
- upwelling, który jest przykładem pionowego przemieszczania się wody w miejsce odpływającej przy powierzchni np. w postaci prądów oceanicznych. Oziębiona w strefie podbiegunowej woda opada w kierunku dna i powoli przesuwa się w stronę równika. To zjawisko występuje głównie wzdłuż zachodnich wybrzeży kontynentów obu półkul i jest spowodowane głównie wiatrami wiejącymi w kierunku równika.
Z upwellingiem jest związane występowanie prądu El Niῆo. Ten prąd zaburza zwyczajną cyrkulację wód oceanicznych między zachodnimi wybrzeżami Ameryki Południowej, a wschodnimi wybrzeżami Australii.
Najczęściej u wybrzeży Australii tworzy się ośrodek niskiego ciśnienia, a u wybrzeży Ameryki Południowej - wyż baryczny. Powietrze przemieszcza się w kierunku Australii powodując odpływ powierzchniowych wód z Ameryki Południowej. Na ich miejsce wynoszone są zimne wody głębinowe w postaci upwellingu. Taka sytuacja jest korzystna dla środowiska wodnego. Raz na kilka lat dochodzi jednak do odwrócenia układów barycznych, a wtedy przy wybrzeżach Ameryki Południowej zanika upwelling. W Ameryce Południowej pojawiają się opady i katastrofalne powodzie, a w Australii - susze.
- downwelling, to rodzaj pionowego, zstępującego ruchu wody morskiej. Jest to wywołane niestabilnością mas wodnych pod względem temperatury i zasolenia.
U wschodnich wybrzeży oceanów woda wznosi się ku górze, na miejsce ciepłych wód odpływających ku szerokościom umiarkowanym.

W wielkich zbiornikach wodnych dochodzi jeszcze do zróżnicowania poziomu wody na skutek występujących po obu stronach zbiornika wyżów i niżów barycznych. Tam, gdzie jest wysokie ciśnienie, poziom wody jest niższy, a tam, gdzie jest niskie ciśnienie, poziom wody jest wyższy. Taki ruch wód morskich jest określany sejszą.

Zadania i polecenia:
Minimum:
1. Nazwij ruchy wody, jakie dokonują się w oceanach.
2. Wymień po trzy chłodne i ciepłe prądy morskie.
3. Wskaż na konkretnych przykładach mechanizm działania prądów morskich.
4. Wymień rodzaje falowania wody morskiej i scharakteryzuj je.
5. Które ze związków występują najbardziej pospolicie w wodzie morskiej?
6. Podaj kilka przykładów prądów morskich zimnych i ciepłych na Ziemi.
Na lepszą ocenę:
1. Wskaż na mapie miejsca występowania chłodnych i ciepłych prądów morskich.
2. Wyjaśnij mechanizm działania pływów morskich.
3. W jaki sposób prądy morskie wpływają na kształtowanie się warunków pogodowych na terenach lądowych przyległych do oceanu?
4. Wyjaśnij, co jest konsekwencją występowania El Niῆo.

Zapis lekcji:
1. Falowanie.
2. Prądy morskie i miejsca ich występowania.
3. Pływy syzygijne i kwadraturowe.
4. Pionowe ruchy wód morskich.