In 1992, a cargo ship carrying bath toys got caught in a storm. Shipping containers washed overboard, and the waves swept 28,000 rubber ducks and other toys into the North Pacific. But they didn’t stick together. Quite the opposite– the ducks have since washed up all over the world, and researchers have used their paths to chart a better understanding of ocean currents.
W 1992 roku statek towarowy z zabawkami do kąpieli złapała burza. Kontenery wpadły do wody i fale północnego Pacyfiku porwały 28 000 gumowych kaczek i innych zabawek. Te jednak nie trzymały się razem. Wręcz przeciwnie, od tamtej pory kaczki są wyrzucane na brzeg na całym świecie. Przebyta przez nie droga pozwala badaczom lepiej zrozumieć prądy morskie.
Ocean currents are driven by a range of sources: the wind, tides, changes in water density, and the rotation of the Earth. The topography of the ocean floor and the shoreline modifies those motions, causing currents to speed up, slow down, or change direction.
Prądy morskie napędza wiele sił: wiatr, pływy, różnice gęstości wody i ruch obrotowy Ziemi. Topografia dna oceanu i linia brzegowa wpływają na ruch wody, sprawiając, że prądy przyspieszają, zwalniają lub zmieniają kierunek. Są dwie kategorie prądów morskich: powierzchniowe i głębinowe.
Ocean currents fall into two main categories: surface currents and deep ocean currents. Surface currents control the motion of the top 10 percent of the ocean’s water, while deep-ocean currents mobilize the other 90 percent. Though they have different causes, surface and deep ocean currents influence each other in an intricate dance that keeps the entire ocean moving.
Prądy powierzchniowe poruszają górne 10% wód oceanicznych, a prądy głębinowe pozostałe 90%. Mimo że mają inną genezę, obydwa rodzaje prądów wzajemnie na siebie oddziałują w złożonym tańcu, który sprawia, że cały ocean jest w ciągłym ruchu. Przy wybrzeżu prądy powierzchniowe powstają za sprawą wiatru i pływów,
Near the shore, surface currents are driven by both the wind and tides, which draw water back and forth as the water level falls and rises. Meanwhile, in the open ocean, wind is the major force behind surface currents. As wind blows over the ocean, it drags the top layers of water along with it. That moving water pulls on the layers underneath, and those pull on the ones beneath them. In fact, water as deep as 400 meters is still affected by the wind at the ocean’s surface.
które przesuwają wodę tam i z powrotem, gdy jej poziom podnosi się i opada. Na otwartym oceanie za prądy powierzchniowe odpowiada głównie wiatr. Kiedy wiatr wieje nad oceanem, pociąga za sobą górne warstwy wody. Przemieszczająca się woda ciągnie wtedy niższe warstwy, a te jeszcze niższe. Wpływ wiatru wiejącego nad oceanem sięga aż 400 metrów w głąb wody. Jeśli przyjrzyjmy się układom prądów powierzchniowych na całej Ziemi,
If you zoom out to look at the patterns of surface currents all over the earth, you’ll see that they form big loops called gyres, which travel clockwise in the northern hemisphere and counter-clockwise in the southern hemisphere. That’s because of the way the Earth’s rotation affects the wind patterns that give rise to these currents.
zobaczymy, że tworzą wielkie pętle, które nazywamy wirami. Na półkuli północnej poruszają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a na półkuli południowej w przeciwnym kierunku. Dzieje się tak dlatego, że ruch obrotowy Ziemi wpływa na kierunek wiatru wywołującego prądy.
If the earth didn’t rotate, air and water would simply move back and forth between low pressure at the equator and high pressure at the poles. But as the earth spins, air moving from the equator to the North Pole is deflected eastward, and air moving back down is deflected westward. The mirror image happens in the southern hemisphere, so that the major streams of wind form loop-like patterns around the ocean basins. This is called the Coriolis Effect. The winds push the ocean beneath them into the same rotating gyres. And because water holds onto heat more effectively than air, these currents help redistribute warmth around the globe.
Gdyby Ziemia się nie obracała, powietrze i woda poruszałyby się tam i z powrotem między niskim ciśnieniem na równiku a wysokim ciśnieniem na biegunach. Ale ruch obrotowy sprawia, że powietrze przemieszczające się od równika w kierunku bieguna północnego odchyla się na wschód, a to przemieszczające się od bieguna do równika odchyla się na zachód. Na półkuli południowej jest odwrotnie. W efekcie główne strumienie powietrza tworzą nad oceanami układy w kształcie pętli. Nazywamy to efektem Coriolisa. Wiatr nad oceanami wprawia wodę w ruch wirowy. A ponieważ woda lepiej utrzymuje ciepło niż powietrze, prądy te pomagają rozprowadzać ciepło po całej kuli ziemskiej.
Unlike surface currents, deep ocean currents are driven primarily by changes in the density of seawater. As water moves towards the North Pole, it gets colder. It also has a higher concentration of salt, because the ice crystals that form trap water while leaving salt behind. This cold, salty water is more dense, so it sinks, and warmer surface water takes its place, setting up a vertical current called thermohaline circulation.
Inaczej niż prądy powierzchniowe prądy głębinowe powstają w efekcie różnic gęstości wody morskiej. Woda płynąca w kierunku bieguna północnego ochładza się. Ma też większe stężenie soli, ponieważ powstające kryształki lodu pochłaniają wodę, ale nie sól. Zimna zasolona woda jest gęstsza, więc opada, a jej miejsce zajmuje cieplejsza woda powierzchniowa. W ten sposób zachodzi pionowy ruch wody, nazywany cyrkulacją termohalinową.
Thermohaline circulation of deep water and wind-driven surface currents combine to form a winding loop called the Global Conveyor Belt. As water moves from the depths of the ocean to the surface, it carries nutrients that nourish the microorganisms which form the base of many ocean food chains.
Cyrkulacja termohalinowa wód głębinowych i napędzane wiatrem prądy powierzchniowe tworzą wijącą się pętlę nazywaną globalnym pasem transmisyjnym. Kiedy woda przemieszcza się z głębin ku powierzchni, niesie substancje odżywcze, którymi żywią się mikroorganizmy stanowiące podstawę wielu łańcuchów pokarmowych w oceanach.
The global conveyor belt is the longest current in the world, snaking all around the globe. But it only moves a few centimeters per second. It could take a drop of water a thousand years to make the full trip. However, rising sea temperatures are causing the conveyor belt to seemingly slow down. Models show this causing havoc with weather systems on both sides of the Atlantic, and no one knows what would happen if it continues to slow or if it stopped altogether. The only way we’ll be able to forecast correctly and prepare accordingly will be to continue to study currents and the powerful forces that shape them.
Globalny pas transmisyjny jest najdłuższym prądem na świecie, bo wije się po całej kuli ziemskiej. Ale jego prędkość to zaledwie kilka centymetrów na sekundę. Opłynięcie globu zajęłoby kropli wody tysiąc lat. Jednak rosnąca temperatura mórz sprawia, że globalny pas transmisyjny zwalnia. Badania pokazują, że wywołuje to anomalie pogodowe po obu stronach Atlantyku. Nikt nie wie, co może się stać, jeśli prąd ten będzie dalej zwalniać lub gdyby całkiem się zatrzymał. Żeby móc przewidzieć, co nastąpi i odpowiednio się na to przygotować, musimy dalej badać prądy morskie i potężne siły, które je kształtują.