На суше и на море - 1983

Наблюдения в океане до последнего времени в основном проводились с помощью научно-исследовательских судов, продолжительность плавания которых ограничена несколькими месяцами. За это время можно тщательно исследовать весьма небольшой район Мирового океана или провести наблюдения на более обширной акватории, но лишь рекогносцировочного характера. Поэтому и сейчас еще есть районы Мирового океана, особенно в южном полушарии, где наблюдения вообще не проводились. Научно обоснованные представления о структуре вод океана, их динамике, И в особенности об их изменчивости складываются медленнее, чем этого требуют научные и практические задачи.

До середины 50-х годов в океанологии преобладало представление о значительной устойчивости и слабой изменчивости процессов в океане. Оно основывалось на том, что плотность и теплоемкость морской воды значительно (на три порядка) превышают соответствующие параметры воздушной среды. Поэтому запасы потенциальной и внутренней энергий в океане чрезвычайно велики, а скорости движения его вод намного меньше, чем скорости развития атмосферных процессов. Считалось, что реальную картину пространственно-временной изменчивости океанологических характеристик могут дать даже весьма дискретные наблюдения. Исключение было сделано только для районов, связанных с такими сильными течениями, как Гольфстрим в Атлантике и Куросио в Тихом океане, где значительная изменчивость состояния океанических вод известна уже давно.

Все это и объясняет, почему до недавнего времени океанические вихри были практически не известны. Отдельные аномалии, встречавшиеся при весьма разрозненных наблюдениях, трактовались как неверные, ошибочные. Но вот стала бурно развиваться океанологическая техника, резко возросла численность научно-исследовательских судов, искусственные спутники Земли позволили проводить исследования на сравнительно больших акваториях. Все это привело к качественно новым представлениям о структуре вод и ее изменчивости. Оказалось, что в Мировом океане на фоне климатических (медленных) процессов существует своя «погода», связанная в основном с процессами интенсивного вихреобразования. Они во многом напоминают процессы образования атмосферных циклонов, но протекают гораздо медленнее из-за большей инерционности океана.

Океанские вихри — это гигантские водовороты размером до 300 км и распространяющиеся в толщу вод на сотни и тысячи метров, иногда до дна. Они перемещаются со скоростью от нескольких до десятков километров в сутки. Когда они были открыты, стало ясно, что эти вихри, обладая огромными запасами энергии, могут играть определяющую роль в процессах ее перераспределения в океане. Особенно важны процессы переноса тепловой энергии, изменяющие характер теплового взаимодействия океана с атмосферой, что в конечном счете сказывается на погоде и даже климате планеты. Важно и то, что вихри переносят химические и биологические вещества, важные для развития живых существ в океане, в том числе и имеющих промысловое значение. Поэтому были составлены специальные национальные и международные программы, посвященные изучению вихрей. В результате их выполнения, а также накопления других данных, в первую очередь с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ), удалось выяснить многое о природе вихрей. Однако систематическое их изучение только начинается.

_{Районы Мирового океана (отмечены звездочками), где, по данным наблюдений научно-исследовательских судов, самолетов, искусственных спутников Земли, достоверно обнаружены среднемасштабные вихри}

Какие динамические процессы в океане приводят к образованию вихрей? Откуда они черпают энергию и на что ее расходуют? Распространены ли вихри в Мировом океане повсеместно или только в отдельных районах? Велико ли разнообразие типов вихрей? Каковы особенности их пространственно-временной изменчивости (эволюции)? Какую роль они играют в общей динамике вод Мирового океана? Каково значение исследования вихрей для хозяйственной деятельности человека в океане? Вот ключевые вопросы при изучении вихрей. Как же они решаются?

Исследовательская работа началась в том районе, где вихреобразование выражено наиболее четко, — во фронтальной зоне течения Гольфстрим. Именно здесь в практике океанологии впервые были применены полигонные съемки с малыми расстояниями между точками наблюдений. Это позволяет наиболее точно фиксировать аномальные явления. Кроме того, фронтальная зона Гольфстрима — близкий аналог основных атмосферных фронтов, что позволяло сопоставить полученные данные с более изученными явлениями метеорологии.