3) Ветер. – Способность ветров производить М. течения давно уже признавалась всеми, но полагали, что этим путем в морях могут происходить только временные и слабые поверхностные течения, или так называемый дрейфовые. Франклин первый указал на пассаты, как на главную причину экваториальных течений. Последователь его, Реннель, разделил все течения на два класса: дрейфовые он приписывал непосредственному действию ветра на поверхность моря, а другие, собственно течения, по его мнению, происходят от накопления водяных масс в данном месте вследствие дрейфовых течений. Затем уже в наше время главным поборником идеи происхождения системы океанских течений от ветров является Цеприц. Чтобы доказать, что в системе океанских течений ветры играют первенствующую роль, надо было указать, что этой причины совершенно достаточно для объяснения направления и скорости всех главных М. течений. Свои доказательства Цеприц основывает не на образовании разности уровней под действием ветра или так сказать накоплении М. вод у подветренных берегов, но он исходит из понятия о силе сцепления между частицами на поверхности моря и самым нижним слоем воздуха и показывает, как постоянный ветер по силе и по направлению в течение многих столетий, приведя сначала в движение поверхностный слой вод, мало помалу распространил свое действие и на более глубокие слои вод. Движущийся над поверхностью моря воздух замедляется вследствие трения о водную поверхность, но вместе с тем это трение служит причиной того, что спокойная вода приходить сама в движение или же движение текучей воды замедляется или ускоряется, смотря по тому, будет ли скорость движущейся над ней массы воздуха меньше или больше скорости текучей воды. Таким образом означенное трение представляет некоторую силу. Величину этой силы уже Ньютон принимал пропорциональной разности параллельных скоростей и пропорциональной протяжению соприкасающихся поверхностей; впоследствии было указано, что эта сила не зависит от давления внутри текучей жидкости. Представим себе теперь, что данная поверхность жидкости движется в данном направлении, то, при разборе влиянии ветров, постоянных по силе и направлению, на передвижение в том же направлении означенной поверхности жидкости; следует принять во внимание, будет ли данный объем ограниченный или беспредельный. В последнем случае скорость движения жидкости как на поверхности, так и с глубиной, должна постоянно возрастать до тех пор, пока не достигнет скорости одинаковой с ветром. Иначе будет, если поверхность бесконечна, а глубина конечна – в этом случае дно тормозит движение ближайших к нему слоев, а, следовательно, влияет и на верхний слой, почему последний и не будет в состоянии достигнуть скорости движущегося ветра. Исследования показывают, что распределение скоростей в самой воде не будет зависеть от продолжительности действия ветра, также как и от величины внутреннего трения, а потому, если в начале скорости изменялись пропорционально глубине, то и с течением времени закон изменения их будет тот же. Другое дело, если вода в начале в покое и под действием ветра приобретает некоторую скорость. Цеприц исследовал случай, когда поверхность жидкости сохраняет одну и туже скорость (v0) и он пришел к закону, сравнительно простому, а именно: 1) некоторая скорость между О и v0 сообщится в разное время на разные глубины, так, что отношение последних (глубин) равно отношению корней квадратных из времен (напр. на глубине 1 м и 5 м одна и таже скорость будет, по истечении времен, отношение которых 1:25); 2) перенос движения в глубокие слои тем медленнее, чем более внутреннее трение жидкости. Приняв коэффициент трения для М. воды по Мейеру 0,0144, Цеприц произвел ряд вычислений, которые дают, что при скорости на поверхности моря:
через 24 ч. на глубине 1 м будет скорость.......... 0,17
ерез 1 год на глубине 10 м будет скорость.......... 1/3
через 239 лет на глубине 100 м будет скорость......... 1/2
Если ветер изменяется по направлению и силе, то эти изменения переходят с поверхности на глубину по тому же самому закону. Очевидно, что ветер кратковременный имеет влияние только на поверхностный слой. Если скорость и направление поверхностных течений меняется периодически через более или менее значительные промежутки времени, как муссонные течения, то, после весьма долгого такого периодического состояния, скорость на каждой глубине будет периодической функцией от времени такого же периода, но с быстро уменьшающейся амплитудой в глубину и с опаздыванием момента maxim. и minim. скорости. Например; на глубине 10 м амплитуда годового колебания уменьшается на 1/13, а на глубине 100 м она почти незаметна. Цеприц исследовал также случаи движения жидкости под действием ветра в каналах, а также разобрал случай движения воды рядом в двух противоположных направлениях, при чем оказалось, что это течение может происходить без особых возмущений. Все эти теоретические выводы Цеприца несомненно доказывают, что ветры, более или менее постоянные по направлению и силе, сами по себе достаточны для произведения течений океанов в том же направлении, следовательно, для объяснения системы океанских течений достаточно принять во внимание направление и скорость господствующих ветров над океанами. Конечно, теоретические выводы Цеприца нельзя непосредственно применять к объяснению океанских течений, в особенности по отношению к скорости; они могут служить только руководящей нитью для дальнейших исследований в этом направлении. Возражения против теории Цеприца были представлены главным образом Феррелем и состояли в том, что количество движения в М.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312