Curenții geostrofici și importanța asupra navigației

Suprafata oceanelor este dominata de mari sisteme circulatorii generate de distributia inegala a radiatiei solare pe suprafata terestra. Intre printre cele mai importante efecte ale acestei distributii diferentiate a caldurii, cu consecinte directe asupra circulatiei oceanice globale, se numara:

a) configuratia modelului circulatiei atmosferice;

b) diferentele zonale de temperatura si salinitate.

Modelul circulatiei atmosferice controleaza sistemul curentilor oceanici generati de vant, in orizontul superior al oceanelor, iar diferentele zonale de temperatura si salinitate genereaza curentii termohalini, manifestati in cea mai mare parte in orizonturile adanci de apa. Componentele circulatiei oceanice generale induse de vant si cea termohalina nu sunt independente una fata de cealalta.

Literatura de specialitate vehiculeaza mai multe criterii de clasificare a curentilor oceanici: dupa geneza, proprietati fizico-chimice, pozitie, directie, forma, viteza etc.

Dupa originea lor distingem trei tipuri de curenti:

- curenti de frictiune sau de impulsiune, generati de actiunea vantului, pot fi temporari sau in deriva;

- curenti generati de gradientul de gravitatie (conditionati de inclinarea nivelului oceanic) - pot fi gradientici sau de compensare;

- curenti mareici;

- curenti de inertie liberi sau geostrofici.

Dupa proprierietatile fizico-chimice distingem:

o Dupa temperatura (in comparatie cu temperatura mediului marin pe care-l traverseaza):

- Curenti calzi;

- Curenti reci;

- Curenti izotermici.

o Dupa salinitate (in comparatie cu salinitatea mediului marin pe care-l traverseaza):

- Curenti hiperhalini;

- Curenti izohalini;

- Curenti hipohalini.

Dupa pozitie (nivel, orizont de actiune) avem:

- curenti de suprafata (deriva, liberi);

- curenti submersi (de compensatie);

- curenti profunzi (tidali, gradientici etc.).

Dupa sensul de deplasare:

- Curenti rectilinii (cu directie permanenta);

- Curenti circulatorii (ciclonali, anticiclonali);

- Curenti sublitorali (dirijati de forma tarmului);

- Curenti convectivi (descendenti, ascendenti).

Dupa viteza avem:

- curenti rapizi ( peste 24 mile/m2 / 24 ore);

- curenti moderati (12 - 24 mile/m2 / 24 ore);

- curenti slabi (sub 12 mile/m2 / 24 ore).

Dupa permanenta pot fi:

- curenti permanenti (in deriva, gradientici);

- curenti periodici (sezonieri);

- curenti temporari.

1.2 PREZENTAREA GENERALA A CURENTILOR

1.2.1 Circulatia generala in cadrul Oceanului Planetar

Vanturile dominante reprezinta principala forta ce genereaza deplasarea apelor de suprafata. Directia curentilor va fi insa diferita de cea a vantului, lucru constatat inca din Antichitate. Fenomenul a fost explicat de catre Ekman in 1902, care arata ca intr-o mare stationara, omogena, fara alte acceleratii au loc anumite procese tipice:

- sub influenta unor vanturi dominante si constante se constata o deplasare a apelor de suprafata cu 45 grade spre dreapta, in Emisfera Nordica si spre stanga in cea sudica, ca urmare a fortei Coriolis. Viteza acestor curenti de suprafata este de 2% din cea a vantului.

- fiecare strat de apa pe profil vertical se va deplasa si el spre dreapta, fata de stratul superior;

- cu cat creste adancimea, cu atat scade viteza curentului generata de procesele de frecare existente intre stratele de apa si de vascozitatea acesteia. Din acest motiv curentii de vant nu se extind la adancimi foarte mari;

- pe un profil vertical se constata o miscare spiralata a directiilor de deplasare (spirala lui Ekman). La anumite adancimi, de obicei 100m, apa se va deplasa intr-o directie opusa fata de cea de suprafata;

- media directiilor dintr-o coloana de apa, la diferite orizonturi, va fi exprimata de un vector mediu orientat cu 90 grade dreapta fata de directia vantului (in Emisfera Nordica si spre stanga in cea Sudica). Acest vector exprima transportul mediu de apa, numit si transport Ekman. Orientarea vectorului este deci perpendiculara fata de directia vantului.

Fgura 1.1: Spirala lui Ekman

[Sursa:http://oceanclass.blogspot.ro/2008/11/8-curenii-oceanici-ii.html]

Neuniformitatea distributiei uscatului si adancimile variabile ale sectoarelor de coasta influenteaza foarte mult aceste miscari ideale. De exemplu, pentru apele costiere directia curentului de suprafata poate fi de 15 grade, in timp ce, pentru apele de larg, teoretic se poate ajunge la 45 grade. Picnoclina reprezinta limita maxima de extindere a acestor curenti generati de vant.

In cazul unor vanturi paralele cu tarmul, aplicand legea lui Ekman, se ajunge la urmatoarea situatie:

Figura 1.2: Upwelling si downwelling

[Sursa:http://oceanclass.blogspot.ro/2008/11/8-curenii-oceanici-ii.html]

In Emisfera Nordica, un vand din sud, paralel cu tarmul, va produce o deplasare a apelor spre larg, acestea fiind ape mai calde. Ele vor fi inlocuite de ape mai reci, de adancime, curentul aparut purtand denumirea de upwelling. Schimbarea de situatie va duce la o acumulare a apelor spre tarm, generand o deplasare ulterioara a lor spre adancime (downwelling).

Fenomenul de upwelling este specific tuturor tarmurilor vestice ale continentelor, vara ducand la aparitia cetii (apele mai reci de adancime, in contactul cu masele de aer cald de la suprafata). Adancimea de provenienta a acestor mase de apa poate atinge 100-200m. Venind de la o astfel de adancime, ele sunt sarace in oxigen dizolvat, dar incarcate cu nutrienti. Prezenta acestora in abundenta favorizeaza dezvoltarea fitoplanctonului si implicit genereaza o bogata resursa piscicola.

Figura 1.3: Distributia globala a sectoarelor de upwelling

[Sursa:http://oceanclass.blogspot.ro/2008/11/8-curenii-oceanici-ii.html]

Curentii oceanici alcatuiesc asadar un sistem complex de miscare a apei in cadrul Oceanului Planetar atat in plan orizontal, in concordanta cu modelul general al circulatiei atmosferice cat si in plan vertical, controlata de diferentele de temperatura si salinitate stabilite in principal intre masele de apa polare si ecuatoriale. In general exista o analogie intre circulatia oceanica si circulatia atmosferica determinata de cantitatea mare de energie solara pe care Pamantul o primeste in zona ecuatoriala si de scaderea acesteia catre Poli. In paralel are loc incalzirea apei oceanice la latitudini mici si racirea acesteia in deplasarea catre Poli unde miscarea curentilor se inverseaza astfel incat curentii de apa rece se intorc spre Ecuator pe la adancimi mari. Acesti curenti actioneaza ca un sistem vast de echilibrare a fluxului de caldura la suprafata terestra, exercitand o influenta majora in distributia climatelor terestre.