Почему тёплый Гольфстрим течёт к холодному северному полюсу?

[slonougam]

Почему тёплый Гольфстрим течёт к холодному северному полюсу?
Тёплая лёгкая вода вытесняется холодной водой к поверхности океана, а холодная плотная вода идёт ко дну под действием притяжения Земли.
Гравитация причина перемещения воды по вертикали, а, что причина перемещения вод океана по горизонтали поверхности Земли?

[a_babich]

Почему

https://www.popmech.ru/science/14347-zachem-voda-techet-v-vode/

[boch]

https://externat.foxford.ru/polezno-znat/wiki-geografiya-okeanicheskie-techeniya

[Protey]

Почему тёплый Гольфстрим течёт к холодному северному полюсу?

Потому, что противоположности притягиваются! 

[Diman]

Ну автор темы ЖЖОТ

За 11 ( одиннадцать, Карл, одиннадцать! ) лет на Астрофоруме 500 с небольшим сообщений!

[slonougam]

Ну автор темы ЖЖОТ

А куда спешить?

А поскольку и соленость в разных точках Мирового океана может различаться, и поверхность моря нагревается солнцем неравномерно, в толще воды возникает градиент давлений, и точно так же, как воздух в атмосфере, вода начинает движение от зоны высокого давления к зоне низкого. Такие течения в науке называют термохалинными. Существуют и течения, вызванные перепадами уровня океана, их можно назвать баротропными. Но все же творцы самых мощных перемещений воды — ветер и сила Кориолиса.

Поскольку шестой класс я уже закончил, то у меня возникают вопросы. 1) Сила Кориолиса не может быть причиной появления течения. Отклонить уже имеющееся течение оно может, а если переносного движения нет, то и отклонять нечего и нечем. Сила Кориолиса не возникнет. Может ли местная разница давлений перемещать многие тонны воды на тысячи километров?
2) Если ветер дует постоянно, например, постоянно дующие пассаты, то получаются пассатные экваториальные течения. Правда есть странности. Ветер дует с востока на запад, а антипассатное течение нагло течёт с запада на восток,  навстречу ветру.
В Атлантике ветра дуют переменно. То в одну, то в другую сторону - почему тёплый Голфстрим течёт в одну сторону.
3) Откуда берутся перепады уровня океана? Например, в начале и конце Гольфстрима. Может и числовые значения перепада есть? 4) Течения термохалинные (слово красивое) - что это значит в случае Голфстрима?

[boch]

То в одну, то в другую сторону - почему тёплый Голфстрим течёт в одну сторону.

По той же самой причине по которой БКП Юпитера существует сотни лет.
Глобальные процессы очень трудно сломать, но если уж сломал, то потом надо много тысяч лет ждать когда кончится "ледниковый период".
При этом глобальный процесс ломается вообще такой мелочью, как для Гольфстрима просто повышением температуры на несколько градусов, изменением солености воды (мелочь).
Капля камень точит.
Наводнения на Неве вообще чихом вызываются. На морях береговая линия освобождается от воды на несколько километров просто потому, что ветерок дул. Смена лета на зиму вызывается просто разностью температур в разные сезоны, а это глобальный процесс который трудно сломать, но если сломал, то "Земля превратится в Марс". То есть жизнь глобально на Земле может зависеть просто от того, куда поползет столбик термометра.
И не надо никаких злобных зеленых человечков. Сибирь выгорает от просто брошенного окурка. Капля камень точит, и Гольфстрим до кучи.

[SIB]

Ну автор темы ЖЖОТ
За 11 ( одиннадцать, Карл, одиннадцать! ) лет на Астрофоруме 500 с небольшим сообщений!

Просто ТС, в отличие от Вас, не метит каждый столб. По теме есть что сказать?

[Novosedoff]

По-моему, общая динамика перемещений должна быть такая же как у муссонов. Летом днём суша прогревается быстрее, поскольку теплоёмкость у воды выше чем у суши. Из-за этой разницы более теплый и легкий воздух над сушей поднимается и уступает своё место более тяжелому холодному с моря, создавая дующий с моря фронт ветра-муссона. А в зимний сезон - наоборот, поэтому дифференциал температур обратный и, соответственно, перепад давлений возникает противоположный, т.е. муссон дует с суши в сторону моря. Разница только в том, что движение вод Гольфстрима не имеет характер сезонности как у муссонов.

Известно, что  величина плотности воды в большей степени определяется её температурой, чем соленостью (Атлантический океан в среднем более солёный, чем Северный Ледовитый), потому что солёность вод в океанах варьируется в очень узком диапазоне по сравнению с температурой. Вода на полюсах прогревается меньше из-за более низкого угла падения солнечных лучей, поэтому возникает перепад давлений  со стороны более тёплых южных поверхностных вод в сторону более холодных и глубинных северных вод. Закон Бэра вносит лишь корректировку, определяя направленность движения вод Гольфстрима в северо-восточном направлении, нежели в северо-западном. Из-за этого циркуляция вод в северном полушарии осуществляется по часовой стрелке.

Аналогичный Гольфстриму характер движения вод южного полушария от более теплых тропических зон в сторону Антарктики показан на карте ниже, восточнее Австралии, Ю. Америки и Африки
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Corrientes-oceanicas.png

А вот все холодные течения в южном полушарии со стороны Антарктики, обратите внимание, огибают континенты с западной стороны, определяя циркуляцию против часовой стрелки.

[Игорь_ЕД]

Почему тёплый Гольфстрим течёт к холодному северному полюсу?

Было бы странным, если бы тёплый Гольфстрим тёк от холодного северного полюса к экватору. И потом, по закону сохранения Ломоносова (не помню его формулировку), сколько тёплой воды течёт на север, столько же холодной течёт на юг. Поэтому правильно ставить вопрос, а почему вообще в океанах существуют течения?
slonougam, а про влияние Луны не думали (приливные силы)? От Солнца приливные силы тоже есть. 

[slonougam]

Было бы странным, если бы тёплый Гольфстрим тёк от холодного северного полюса к экватору.

Я заострил внимание на тёплом Гольфстриме потому, что навстречу тёплому Гольфстриму на глубине и по сторонам текут холодные течения от северного полюса к экватору.

И потом, по закону сохранения Ломоносова (не помню его формулировку), сколько тёплой воды течёт на север, столько же холодной течёт на юг.

Утверждение о равенстве холодной и тёплой воды сомнительно. Хотя  определённый круговорот существует. Одна и та , же вода может совершать много больших кругов тропики - полюс (то как тёплая, то как холодная), а часть холодной воды может выпадать из оборота может  и застаиваться на глубине. Тёплая вода может охлаждаться, холодная  нагреваться. Возможно перемешивание, изменение солёности, испарение и др.

  Поэтому правильно ставить вопрос, а почему вообще в океанах существуют течения? 

  С вопросом полностью согласен, но говорить о Гольфстриме это конкретнее и нагляднее.

slonougam, а про влияние Луны не думали (приливные силы)? От Солнца приливные силы тоже есть.

Приливные явления и от Луны, и от Солнца, возможно, принимают участие в образовании течений, но я надеюсь, что не большое, а сами эти явления так многообразны и сложны, что я бы не хотел в них углубляться.
Здесь есть интересное.
http://meteoweb.ru/articles/bondarenko_gulfstream_2016_part1.pdf

[slonougam]

Глобальные процессы очень трудно сломать

Сломать трудно, да. А вопрос то о том, что вызывает перемещение воды по горизонтали?
 

[boch]

Тут есть аналогия с перемещением снега по наклонной крыше. Предположим крыша плоская с наклоном менее 10 градусов. Если крыша деревянная (доски) то снег никуда не течет и весной приходится его сбрасывать примитивно лопатой, чтобы доски не мокли.
Если крыша листовая (сталь, медь), весной снег скатывается пластом на ледяной подкорке при сколь угодно малом угле наклона отличном от нуля и первых градусов. Возьмем крышу круче (деревенская двухскатная) Если она дощатая, снег лежит до весны при угле аж до 45 градусов, по ней можно ходить без опаски скатиться вместе со снегом. Но вот что характерно - если даже крыша покрыта листом, профилированная сталь к примеру, то даже при 45 градусах наклона крыши снег и не думает сваливаться с нее, хотя представить более удобную штуковину для скатывания, как стальной лист, представить трудно. Почему снег не думает скатываться? Продолжим наблюдения. Пусть не было оттепелей, снега наваливает на крышу все больше и больше, вот его уже 30-40 сантиметров - и вдруг ни с того ни с сего снег скатывается с крыши полностью. А Почему?
Пусть та же самая стальная крыша и снега все наваливает и наваливает, но если была хотя бы одна минимальная оттепель, снег не скатится до весны и потом рухнет всей своей метровой высоты массой. Очевидно причина примерзание нижнего слоя снега к крыше.
Вот тут если подумать, много аналогий со слоистой структурой океанской поверхности на первых десятках и сотнях метров.

Перемещение теплой воды к полярным областям объясняется оттоком холодной воды полярного бассейна в южном направлении. Холодная вода в чайнике при нагревании увеличивается в объеме и начинает течь через носик чайника. Этот опыт подсказывает, что холодной воды становится все больше и больше в полярном бассейне (выхолаживание воды) и общая ее масса (в том же объеме по сравнению с теплой) увеличивается и по закону Архимеда стремится уйти в любые стороны куда только возможно, но единственный нормально широкий проток - это Атлантика. Налейте ртуть в воду в середину кастрюли вертикальным столбом. Этот столб ртути стремится от середины "расплыться" к стенкам кастрюли, причем не по поверхности, а по дну. В итоге вода придет к середине кастрюли (аналог полярного бассейна) аналогично Гольфстриму. Почему ртуть оттекла к стенкам и заняла все дно? Она тяжелее, как и вода полярного бассейна.
Россия с Норвегией замыкают океан в одном полушарии, Канада с Аляской в другом полушарии, пролив на востоке у Аляски ничтожен по сравнению с Атлантикой. Масса холодной воды начинает на глубине вытекать из полярного бассейна и теплой воде ничего не остается, как по поверхности устремиться в сторону полярного бассейна при понижающейся его поверхности.
Путешественники (через океан) от Британии опускаются на широту Азорских островов чтобы притропические течения и ветра подхватили их суда и понести к американскому континенту. Этот западный перенос масс приводит к тому, что теплые воды не могут течь на север по всей ширине Атлантики и оттесняются к американскому континенту - возникает Гольфстрим в его границах.

Ответ на вопрос к теме. Потому течения перемещаются по горизонтали в одних слоях, что навстречу им существуют противотечения на глубине мешающие им течь по вертикали. Вертикальные течения (конвективные тепловые трубки могут существовать при наличии подводных вулканов и мест около разломов земной коры (черные курильщики. Но это трудно сравниваемые вещи. Почему ветра на Земле перемещаются преимущественно по горизонтали, а не по вертикали? по той же причине. Вертикальные течения ветра (сдвиг ветра) тоже возникают при прогреве локальных участков поверхности или при соприкосновении теплых/холодных масс воздуха, как и у черных курильщиков в воде, и могут вызывать авиакатастрофы при посадке.

[slonougam]

Сложностей хватает. Плотность воды зависит и от температуры, и от солёности.

[boch]

Потому и "ответ" должен учитывать всю совокупность факторов. В итоге формируется обобщенный вектор определяющий процессы.
Тут метеорологи трахаются с перемещением воздушных масс, а водные массы не проще, чем воздушные. Состав атмосферы практически одинаков по планете, а вот состав воды зависит от океана к океану. Не зря самый впечатляющий поток в океане от которого зависит жизнь на всем континенте от Парижа до Владивостока связывает именно такие два разных океана по солености и температуре, как Атлантический и Северный Ледовитый.

При таянии ледников Гренландии и общем потеплении в бассейне Северного Ледовитого океана Гольфстрим непременно сломается и наш континент потерпит катастрофу атмосферных течений и климата. Гольфстрим нас кормит в полной мере - наша житница. Пока жив.
Он спасает нас от холода зимой, спасает от жары летом, поит водой наши поля, создает условия для рыбных богатств в приполярных морях на северных банках (норвежская треска, сельди разных видов) ибо приносит корм южных широт в виде планктона. Без всего этого наступит "пустыня" с невыносимым континентальным климатом.

[slonougam]

Перемещение теплой воды к полярным областям объясняется оттоком холодной воды полярного бассейна в южном направлении.

Я согласен с этим утверждением. Причиной тёплого течения - Гольфстрима является холодное течение идущее на глубине от полюса к экватору.
Возникает вопрос, что причина холодного течения? У меня есть своя версия. Существует такое устройство - сепаратор. Например, молочный центробежный сепаратор. Имеется некий объём жидкости. При его вращении молоко разделяется на две фазы: на плотный обрат и менее плотные лёгкие сливки. Обрат оттесняется на периферию, а сливки вытесняются обратом к оси вращения.
Мировой океан - это тоже объём жидкости вращающийся с периодом в одни земные сутки. Вода разделяется на две фазы: плотную (холодную и солёную) и менее плотную (тёплую менее солёную).
Плотная фаза холодной воды под действием вращения устремляется на периферию - к экватору. Вода среда подвижная. Слои надвигаются друг на друга. На экваторе образуется дополнительный экваториальный выступ образованный холодной водой. Он превышает уровень геоида (нулевой). Тёплая вода оказывается на вершине своеобразной горы и под действием гравитации стекает в сторону полюса.
Можно сказать, что причиной перемещения вод Гольфстрима является вращение Земли, а механизм - это работа мирового океана, как центробежного сепаратора.
Я более оптимистичен. Гольфстрим может изменять свои параметры, но пока Земля вращается и холодные течения, и Гольфстрим будут существовать.

[boch]

Трудно сказать какова доля вращения Земли в общем процессе, но Гольфстрим в опасности.

Поиграйтесь с калькулятором по двум параметрам и выводы озвучьте. У меня нет времени экспериментировать. Заодно скажете где вода плотнее.
https://www.translatorscafe.com/unit-converter/ru-RU/calculator/salt-water-density/

[Novosedoff]

Трудно сказать какова доля вращения Земли в общем процессе, но Гольфстрим в опасности.

Поиграйтесь с калькулятором по двум параметрам и выводы озвучьте. У меня нет времени экспериментировать. Заодно скажете где вода плотнее.
https://www.translatorscafe.com/unit-converter/ru-RU/calculator/salt-water-density/

Факторов много. Одним из них называется в том числе и вращение Луны вокруг Земли. Если читали книжку Роберта Хейзена про историю Земли, там упоминается интересный факт, что с 1970 годов регулярно делаются достаточно точные замеры расстояния между Землей и Луной. Ну так вот Луна от Земли каждый год удаляется примерно на 4 см! При этом исследование соотношения изотопов кислорода в образцах лунного грунта указывало на общность происхождения Земли и Луны (а точнее одинаковую удаленность от Солнца после их образования), поэтому стало возможным смоделировать удаление Луны от предела Роша во времени. Ну так вот самое интересное во всей этой истории связано с законом сохранения импульса системы тел Земля-Луна, потому что оценки показывают, что Земля должна была совершать оборот вокруг собственной оси за 5 часов (а не 24!) в тот момент когда Луна находилась на расстоянии предела Роша. А по мере удаления Луны от Земли, в силу закона сохранения импульса системы 2х тел, замедлялось и будет замедляться в том числе и вращение Земли вокруг собственной оси. Это конечно же скажется и на океанских течениях, вкл. Гольфстрим. Если вспомните формулу для ускорения КориолИса, куда входит и угловая скорость вращения Земли, то понятно, что сила, заставляющая Гольфстрим течь в северо-восточном направлении, должна год от года ослабевать. 

[Novosedoff]

Путешественники (через океан) от Британии опускаются на широту Азорских островов чтобы притропические течения и ветра подхватили их суда и понести к американскому континенту.

На самом деле многие современные исследователи указывают на то, что если б Колумб начинал своё плавание не от Канарских, а от чуть более северных Азорских о-в,  то не факт, что его экспедиция уцелела бы в их плавании и добралась до Америки, потому что течения и ветры там другие другие и более опасные

[slonougam]

Луна от Земли каждый год удаляется примерно на 4 см!
 ... самое интересное во всей этой истории связано с законом сохранения импульса системы тел Земля-Луна, потому что оценки показывают, что Земля должна была совершать оборот вокруг собственной оси за 5 часов (а не 24!) в тот момент когда Луна находилась на расстоянии предела Роша.

Когда Земля вращалась быстрее сепаратор мирового океана работал эффективнее - согласен, но и сейчас работает неплохо. А вот Луна удаляется очень медленно. Надеюсь, что сепаратор ещё надолго обеспечит работу Гольфстрима.