Gheţurile marine

Gheţurile ocupă 15% din suprafaţa oceanului planetar. Ele se formează şi se întâlnesc la latitudini medii şi mari.

Gheţurile se împart în două categorii :

a) gheţuri formate prin îngheţarea apei de mare;

b) gheţuri de origine continentală – iceberg-uri.

a) Gheţuri formate prin îngheţarea apei de mare

Gheaţa de mare se formează prin scăderea temperaturii până la punctul de îngheţ, în funcţie de salinitate şi prezenţa nucleelor de salinizare. La 24,7‰ salinitate, temperatura de îngheţ este de –1,3˚C, iar la 32‰ (Oc. Îngheţat) temperatura este de –1,7˚÷–2˚C.

Gheaţa de mare este sărată, dar cu un conţinut de săruri mai mic decât al apei din care provine. De asemenea, are o structură poroasă datorită bulelor de aer ce se găsesc în masa gheţii. Este elastică.

Se formează în mai multe etape : în jurul nucleelor de cristalizare se formează ace de gheaţă (năboi), apoi acestea unindu-se formează sloiuri mici ce plutesc deasupra apei. La căderea zăpezii, aceste sloiuri mici se unesc şi formează o masă de gheaţă ce poate ocupa suprafeţe considerabile.

Gheaţa de mare se dezvoltă mai întâi la suprafaţă şi apoi la adâncime, mai întâi în apropierea ţărmurilor şi apoi în larg. Dacă vântul suflă dinspre uscat, gheaţa se desprinde de ţărm; dacă vântul suflă dinspre larg, gheaţa de la mal şi gheaţa în derivă sunt împinse spre ţărm şi formează un zid de gheaţă.

Grosimea gheţii este în funcţie de durata de menţinere a temperaturii scăzute. În 24^h poate creşte cam până la 2cm.

În zonele polare, când ating 30÷35 cm, masele de gheaţă crapă, formând canale şi blocuri de gheaţă. Gheaţa se menţine de la un an la altul, creşte în grosime şi se transformă în banchize şi bacuri polare cu grosimi de până la 5m.

Blocurile de gheaţă se pot deplasa sub acţiunea vânturilor şi curenţilor, cu o viteză mai mică de 50 de ori decât a vântului, numindu-se gheţuri în derivă.

b) Gheţuri de origine continentală

Iceberg-urile sunt blocuri de gheaţă de origine continentală, ce provin din ruperea gheţarilor continentali din Groenlanda, Islanda şi Antartida.

Dimensiunile lor pot ajunge până la 300km². Sunt formaţi din gheaţă sticloasă, foarte rezistentă, apa rezultată din topirea lor fiind apă dulce.

Fiind formaţi din apă dulce, prin îngheţare se produce o creştere de volum cu aproape 9% şi de aceea 1/10 este la suprafaţă şi 9/10 sub nivelul apei.

Iceberg-urile pot avea diferite forme, cele mai întâlnite fiind sub formă tabulară (cu margini netede), caracteristice fiind iceberg-urile din Antartida, sub formă de dom şi sub formă piramidală, cu multe colţuri, cu formă neregulată ce se prelungeşte şi sub apă.

Răspândirea iceberg-urilor este în funcţie de condiţiile climatice şi curenţii marini. Vara, limita este mai înspre nord sau mai spre sud, în schimb iarna, limita coboară la latitudini mici – până la 40˚N.

Iceberg-urile pot ajunge până la 38˚N – New York, dar în emisfera sudică nu au depăşit limita de 55˚ latitudine.

Poziţia şi răspândirea gheţurilor se determină cu staţiile de radio locaţie, iar în Atlanticul de Nord, cu ajutorul Patrulei Internaţionale a Gheţurilor, ce aparţine S.U.A. Taxa pentru informaţiile acestei patrule este plătită de statele semnatare ale Convenţiei din 1960 privind Siguranţa Vieţii pe Mare. Obiectivul principal este avertizarea navelor asupra limitelor gheţurilor şi dimensiunilor iceberg-urilor din Atlanticul de Nord. Sediul patrulei se găseşte la Grand Banks (Newfoundland).

Sunt transmise hărţi în facsimil pentru zona din apropierea gurii canalului şi avertismente de 2 ori pe zi. Când este necesar se emit buletine speciale.

Rapoartele de la nave sunt primite de patrulă, sunt prelucrate şi apoi retransmise navelor din zonă. Navele trebuie să transmită poziţia, drumul navei şi viteza, vizibilitatea în mile marine, temperatura aerului, a apei, direcţia şi viteza vântului precum şi poziţia aproximativă a gheţurilor.

La pătrunderea în zonele cu gheţuri, se vor lua ca măsuri reducerea vitezei navei, închiderea porţilor etanşe, pregătirea pompelor şi materialelor pentru gaură de apă şi tragerea în interior a spadei loch-ului. Se va întări de asemenea şi veghea.

La stabilirea drumului în zonele cu gheţuri, trebuie să se aibă în vedere mai multe consideraţii : posibilităţile de penetrabilitate, fenomenele de maree şi curenţii.

Pătrunderea în zonele cu gheţuri se face cu viteze mici pentru a micşora şocul sub vântul gheţii. După ce prova a intrat, se măreşte viteza în funcţie de starea gheţii.

Apropierea unui iceberg poate fi indicată de radar, de scăderea temperaturii aerului şi a apei, scăderea salinităţii. Pe cer senin, orizontul de deasupra este luminat şi noaptea şi ziua. Pe timp de ceaţă, iceberg-urile apar ca siluete întunecate. Sub vântul unui iceberg, marea este calmă.

Materialele (documentele) referitoare la gheţuri, albumele şi atlasele de gheţuri, atlasele climatologice, avertismentele de gheţuri primite de la alte nave, cărţile pilot şi toate materialele privitoare la limita, frecvenţa şi direcţia de deplasare a acestor gheţuri, trebuiesc studiate înainte de intrarea în aceste ape.

Densitatea apelor marine

Densitatea reprezintă raportul dintre greutatea unităţii de volum de apă de mare la temperatura sa şi greutatea unităţii de volum de apă distilată având temperatura de 4˚C.

Densitatea se exprimă în [g/cm³].

Densitatea variază în funcţie de temperatură, salinitate şi presiune hidrostatică (adâncime) astfel : la fiecare 10m presiunea creşte cu 1atm.

Densitatea creşte proporţional cu salinitatea şi adâncimea şi scade proporţional cu temperatura.

Apele cele mai dense sunt apele reci, sărate şi adânci. Densitatea în ocean variază între 1,0220÷1,0275, iar în mări între 1,0040÷1,0280.

La suprafaţă densitatea creşte cu latitudinea, dar în zonele în care se varsă ape continentale şi în mările interioare valoarea densităţii este mică.

Liniile care unesc punctele de egală valoare de densitate se numesc izopicne.

Variaţia densităţii pe verticală este inversă temperaturii. Grafic, aceasta se reprezintă astfel :

0 ρ [g/cm³]

H[m]

Diferenţa de densitate creează o mişcare de convecţie care tinde să omogenizeze apa. Este caracteristică mai ales anotimpului de iarnă şi anotimpurilor de tranziţie.

Stratul de la suprafaţă se răceşte, este mai dens, mai greu şi coboară, locul lui fiind luat de ape mai puţin dense.

Metode de determinare a acestor elemente

Temperatura apei la suprafaţă se determină cu ajutorul unui termometru obişnuit care este amplasat într-o montură metalică pentru a fi protejat de lovituri.

Pentru determinarea temperaturii în adâncime, se foloseşte termometrul reversibil care este de obicei montat pe o butelie Nansen (batometru).

Pentru înregistrarea variaţiei temperaturii cu adâncimea, se foloseşte termobatigraful.

Salinitatea şi densitatea se determină fie analitic fie instrumental.

Transparenţa şi culoarea apei de mare

Transparenţa depinde de cantitatea de materie organică şi anorganică aflată în suspensie, de curenţi, temperatură şi salinitate.

Substanţele organice şi anorganice provin din sedimentele fine aduse de apele continentale sau din descompunerea microorganismelor.

Transparenţa creşte odată cu creşterea salinităţii şi temperaturii.

Materiile în suspensie se depun mai repede în apa caldă decât în cea rece.

Deoarece transparenţa are valori relativ mici, apa de mare nu este un mediu optic pur; poate fi pătrunsă de razele luminoase până la adâncimi mici. Limita se consideră a fi valoarea de 220m adâncime. Sub această valoare apa devine opacă.

Transparenţa se poate determina cu ajutorul discului Secchi – care este un disc cu diametrul de 30cm, de culoare albă, prins în trei puncte cu ajutorul unei saule şi având o greutate în partea inferioară. Acest disc se lasă în bordul umbrit al navei, atunci când nava se află în derivă.

Cea mai mare transparenţă se întâlneşte în M. Sargaselor – 79m. Valoarea medie pentru Oc. Atlantic este de 66m, pentru Pacific – 50m, pentru Indian – 42m, pentru Oc. Îngheţat – 20m.

În Marea Neagră vizibilitatea variază între 1÷25m.

Valoarea transparenţei este influenţată şi de curenţi, astfel că în regiunile calde, la latitudini mici, datorită curenţilor reci, transparenţa este scăzută.

Culoarea apei de mare este legată de transparenţă şi este determinată de culoarea cerului, înălţimea Soarelui deasupra orizontului, ora observaţiei, gradul de agitaţie al mării, materiile în suspensie şi structura şi adâncimea fundului mării.

În mod normal, culoarea mării ar trebui să fie albastră, pentru că din spectrul solar al razelor care intră sau ajung la suprafaţa mării, radiaţiile albastre sunt reflectate şi difuzate în apa mării.

În unele mări sau regiuni oceanice, culoarea este determinantă în funcţie de microorganismele sau sedimentele de o anumită culoare :

Ø în Marea Roşie, algele roşii sunt cele care dau culoarea;

Ø la Capul Horn, aceeaşi culoare roşie se datorează unor crustacei mici;

Ø în Golful Californiei, apa are culoarea brună datorită diatomeelor;

Ø în Marea Galbenă, apa are culoarea galbenă datorită löess-ului adus de Fluviul Huang He;

Ø în zonele coraligene, apa are culoarea verde;

Ø culoarea Mării Negre diferă de la ţărm spre larg, trecând de la galben-cenuşiu, verde-măsliniu la albastru spre larg.

Determinarea culorii se face cu scala Forel sau fotometric.

Scala Forel este formată dintr-o cutie cu 21 de eprubete, pline cu soluţii în culori de la albastrul mării la brun (21), soluţii care au fost obţinute din amestecul a două soluţii extreme : sulfat de cupru şi cromat de potasiu.

Scala Forel se foloseşte cu ajutorul discului Secchi, pe care se aşează. La jumătate din valoarea transparenţei, una dintre eprubete nu se va mai vedea atunci când se vizualizează cu luneta specială.

La transparenţe mari, corespund numere mici ale soluţiei din scala Forel, iar la transparenţe mici, corespund numere mari.

Apele tropicale au întotdeauna culoarea albastră, iar apele polare au culoarea verde datorită fitoplanctonului.

Salinitatea apei marine

În apa de mare se întâlnesc 32 de compuşi chimici. Prin salinitate se înţelege cantitatea de săruri existentă într-un litru de apă (sau promile – ‰).

Dintre compuşii chimici, predomină clorurile, sulfaţii, carbonaţii şi bicarbonaţii. Dintre elementele chimice, ionul de clor se găseşte în proporţie de 55%, ionul de sodiu în proporţie de 36%, magneziul în proporţie de 3,7%.

Indiferent de salinitate, ionul de clor îşi păstrează concentraţia, ceilalţi variind.

Salinitatea medie a oceanului planetar este de 34,4‰. Ea depinde de evaporare, vânturi, precipitaţii şi aportul de ape dulci de pe continent.

Pe latitudini :

Ø apele ecuatoriale au salinitatea între 34÷35,5‰;

Ø apele tropicale au salinitatea până la 37‰;

Ø apele temperate şi polare până la 32‰.

Salinitatea variază între 5÷42‰ în mări. M Baltică are 5‰, M. Roşie şi G. Persic peste 40‰. Pe oceane, pe primul loc se situează Oc. Atlantic urmat de Oc. Indian, Oc. Pacific Oc. Îngheţat.

Salinitatea mărilor variază în funcţie de legătura cu oceanul, condiţiile climatice şi hidrologice.

Mările se grupează în două categorii :

v Mări salmastre – cu salinitatea mai mică de 24,7‰;

Din această categorie fac parte : M. Baltică, M. Albă, M. Botnik şi Finik, M. Neagră (18÷22‰);

v Mări sărate – cu salinitatea mai mare de 24,7‰;

M. Mediterană, M. Roşie, G. Persic.

24,7‰ reprezintă salinitatea la care temperatura de îngheţ este de –1,332˚C şi temperatura densităţii maxime este de –1,332˚C.

Liniile care unesc punctele de aceeaşi salinitate, se numesc izohaline.

În majoritatea regiunilor de pe glob, salinitatea creşte spre adâncime, excepţie făcând zona tropicală în care salinitatea scade până la 1500m de unde rămâne constantă.

În funcţie de repartiţia temperaturii şi salinităţii, se pot delimita mase de apă cu proprietăţi diferite :

§ ape costiere – puţin sărate şi calde;

§ ape superficiale de larg – mai sărate şi calde;

§ ape de adâncime – sărate şi reci.

Gradienţi termosalini – reprezintă raportul dintre diferenţa de temperatură şi salinitate pe unitatea de adâncime sau de distanţă. Ei pot fi şi verticali şi orizontali.

Temperatura apei marine

Datorită compoziţiei sale, apa de mare are o căldură specifică mare şi deci o capacitate mare de a reţine căldura. Apa poate fi considerată un acumulator de căldură pe care o distribuie zonelor învecinate şi determină micşorarea amplitudinilor din zonele litorale.

Încălzirea şi răcirea apelor este influenţată de următorii factori :

· radiaţia solară – între suprafaţa mării şi 1m adâncime, este absorbită 80% din cantitatea de radiaţie, restul de 20% încălzeşte stratul până la aproximativ 50m;

· curenţii – cei orizontali transportă apele dintr-o zonă caldă, iar cei verticali omogenizează apele prin amestec;

· vânturile;

· latitudinea;

· apele de pe continent.

Temperatura apei la suprafaţă

Variază între –2˚÷32˚C, putând ajunge în mările tropicale până la 36˚C.

Temperatura medie pe glob a apelor oceanice este de 17,2˚C. Pe emisfere : în emisfera N, temperatura medie este de 19˚C, pe când în emisfera S este de 16˚C.

Pe latitudine :

Ø zona ecuatorială : 25˚÷27˚C;

Ø zona temperată : 9,5˚÷13˚C;

Ø zona circumpolară : –1,7˚C.

Cele mai calde mări sunt : G. Persic cu 35˚C, M. Roşie cu 34˚C, G. Mexic cu 32˚C.

Temperatura prezintă variaţii zilnice şi anuale

Variaţiile zilnice se caracterizează printr-o maximă între orele 15^h÷17^h, şi o minimă între orele 4^h÷8^h.

Amplitudinea are valori mici : 1˚C la ecuator şi 0,1˚C la poli.

Variaţia anuală se caracterizează printr-o maximă la sfârşitul lunii august şi o minimă la sfârşitul lunii februarie.

Amplitudinea anuală maximă se întâlneşte la latitudini de 40˚N şi este de 10˚C, datorită suprafeţei mari ocupată de uscat în această zonă.

Se observă anomalii deosebite datorită curenţilor, anomalii pozitive în vestul oceanelor şi negative în est.

Temperatura apei pe verticală

Amplitudinea temperaturii scade cu adâncimea, de la 10˚C la suprafaţă la 5˚C la 100m adâncime. În mod normal, temperatura ar trebui să scadă cu adâncimea, dar sunt şi excepţii. Funcţie de temperatură şi variaţia temperaturii în diferite straturi, se întâlnesc mai multe tipuri de stratificare termică.

Stratificare termică directă

Este caracteristică latitudinilor tropicale.

17,5˚ 25˚

0 t [˚C]

strat cvasiomogen

200

strat activ (import.

ptr. submarine)

strat de salt termic

1500 2˚÷3˚/1m (termoclină)

H [m]

Stratificare mixtă 17,4˚C

Este caracteristică latitudinilor medii. 0

Vara – stratificare termică directă. t[˚C]

Iarna – stratificare termică inversă. 200

Iarna vara

1500

H [m]

La latitudini polare se întâlneşte stratificarea 0˚ t

termică mixtă, dar în jurul valorii de 0˚C.

iarna vara

H

În Oc. Îngheţat şi în jurul Antartidei apare 0 t

o anomalie numită dileotermie.

-1,5˚÷-1,7˚

200

0˚÷2˚

900

ape foarte reci

Variaţie euxinică (în M. Neagră). 2˚ 8˚ 25˚ t

50

vara

175

H [m]

Temperatura apei influenţează clima suprafeţei învecinate.

Temperatura apei influenţează vietăţile din ea.

DINAMICA APELOR OCEANICE

Asupra apelor oceanice acţionează o multitudine de factori care determină modificarea nivelului apelor. Cei mai importanţi factori sunt : mişcările tectonice, factorii hidrometeorologici şi factorii cosmici. Acţiunea combinată a acestora, determină oscilaţii ale nivelului, oscilaţii ce se împart în trei grupe :

- oscilaţii variabile de tip progresiv (mişcări seculare) – pot fi pozitive sau negative;

- oscilaţii periodice – determinate de influenţa Lunii şi a Soarelui;

- oscilaţii neperiodice – determinate de factorii meteorologici mai ales.

Mişcările periodice (Mareele)

Mişcările periodice ale apelor oceanice sunt reprezentate de maree. Datorită atracţiei Lunii şi a Soarelui, fiecare particulă de apă se deplasează pe o orbită eliptică.

Mareele sunt reprezentate printr-o mişcare de înălţare a apei denumită flux (maree înaltă) şi o mişcare de coborâre numită reflux (maree joasă).

În largul oceanului, fluxul înseamnă creşterea nivelului iar refluxul, scăderea nivelului. La ţărmurile joase se manifestă prin înaintarea pe uscat a apei, la flux, şi prin retragerea apei la reflux. În larg, nivelul apei creşte cu 2÷3 m, fiind practic insesizabil de către navele în marş, pe când la ţărm (mai ales la cele înalte) în anumite regiuni, nivelul poate creşte până la 19,6m.

Dintre cei doi factori generatori, Luna şi Soarele, atracţia cea mai puternică o are Luna, care este mai aproape de Pământ.

Principalele elemente de maree sunt :

τ-perioada

maree înaltă

amplitudine

înălţimea mareei înalte

nivel mediu

maree joasă

înălţimea mareei joase

nivelul 0 al hărţii

Perioada este intervalul de timp dintre două maree înalte (joase) succesive.

Durata este jumătatea perioadei, şi reprezintă intervalul de timp dintre mareea înaltă şi cea joasă.

Amplitudinea, durata şi înălţimea sunt elementele care variază cel mai mult dintre toate, cel mai important fiind amplitudinea. Aceasta variază în funcţie de fazele Lunii, declinaţia aştrilor şi distanţa de la Pământ la cei doi aştri.

Variaţia în funcţie de fazele Lunii

Când cei trei aştri se află la conjuncţie (Lună nouă) sau în opoziţie (Lună plină), deci Luna se află la sizigii, unei maree înalte produse de Lună îi corespunde o maree înaltă solară. Din compunerea acestora va rezulta o maree de amplitudine maximă, numită maree de sizigii (maree vie).

La cuadratură, când Pământul, Luna şi Soarele formează un unghi drept, la primul şi al doilea pătrar, unei maree înalte produsă de Lună, îi corespunde o maree joasă produsă de Soare. Va rezulta o maree de amplitudine minimă, numită maree de cuadratură (apă moartă).

Amplitudinea scade de la luna nouă la primul pătrar şi între lună plină şi al doilea pătrar, şi creşte progresiv între primul pătrar şi lună plină şi de la ultimul pătrar la lună nouă.

Variaţia în funcţie de declinaţia aştrilor

Când declinaţia unui astru este egală cu zero, axa mare a elipsoidului de maree se suprapune peste planul ecuatorului ceresc. Astfel, vom avea maree de amplitudini egale la aceleaşi latitudini.

Când declinaţia este diferită de zero, la ecuator şi la poli mareele au aceeaşi amplitudine, dar de la ecuator inegalitatea creşte până la latitudinea a cărei valoare este egală cu declinaţia.

Variaţia în funcţie de distanţa dintre Pământ şi cei doi aştri

La perigeu, amplitudinea este mai mare cu 40% decât la apogeu. La periheliu, amplitudinea este mai mare cu 10% decât la afeliu.

În 24^h50^m, în majoritatea zonelor de pe glob se produc două maree înalte şi două maree joase, cu o perioadă de 12^h25^m.

În funcţie de înălţimea mareelor, amplitudine şi durată, se face clasificarea mareelor :

Ø maree semidiurne regulate – au două fluxuri şi două refluxuri de amplitudini egale. Sunt caracteristice în vestul Europei şi estul Americii de Nord;

Ø maree semidiurne neregulate – tot cu două maree înalte şi două maree joase, dar de amplitudini inegale, în funcţie de declinaţia Lunii;

Ø maree diurne – sunt formate dintr-o singură maree înaltă şi una joasă, datorită influenţei majore a Soarelui, determinate de inegalităţile diurne, sub influenţa declinaţiei aştrilor. Astfel de maree au loc în Golfurile Mexic, Persic, Aden;

Ø maree mixte – la declinaţii mici ale Lunii se produc două maree înalte şi două mare joase, iar la declinaţii mari al Lunii se produc o maree înaltă şi o maree joasă. Aceste maree se produc în Australia, E şi SE Asie şi în insulele pacifice;

Un alt tip de maree sunt mareele fluviale. Acestea se produc la pătrunderea undei mareice pe gura de vărsare a unor râuri sau fluvii. Pătrundere undei mareice determină forma gurii de vărsare (ca o pâlnie). Această undă produce un zgomot infernal la înaintare, având aspectul unei bare, cu partea frontală abruptă şi spumegând (întoarcere unei părţi a apei fluviale în amonte). Acest fenomen se numeşte proroca (Amazon), bora (Tamisa), mascaret (Sena).

Unda mareică are o înălţime de 8 m, o viteză de aproximativ 22 Nd şi pătrunde în interior pe o distanţă de până la 250 Mm, zgomotul produs fiind caracteristic.

Pe Tamisa, unda are înălţimea de 3 m, şi pătrunde 100 km, până la Londra. Pe Huang He, are o înălţime de 4 m, 15 Nd viteză şi pătrund 350 km în interior. Pe Gange, are o înălţime de 3 m, şi pătrunde 160 km în interior.

Amplitudinea mareelor este maximă la intrarea pe fluviu şi scade spre amonte, datorită pierderii energiei prin frecarea de mal şi de fundul albiei, dar şi datorită curentului fluvial.

Fenomenul mareic se produce la anumite ore, în diferite puncte ale oceanului. În acest scop s-au construit hărţi cu izolinii numite linii cotidiale care reprezintă punctele în care mareea se produce la aceeaşi oră. Pe aceste hărţi sunt trecute şi punctele amfidronice către care se îndreaptă unda (valul) mareic într-o anumită zonă. Astfel, în M. Nordului există trei astfel de puncte.

Mareea înaltă sau joasă nu se produc întotdeauna când Luna se găseşte deasupra meridianului locului. Se pot produce mai înainte sau mai târziu, de la câteva ore la câteva zile. Această întârziere faţă de momentul astronomic se numeşte vârsta mareei. În Golful Rio de La Plata, se semnalează o întârziere de 2 zile faţă de momentul actual.

Cele mai puternice maree se formează în NE Americii de Nord, la B.Fundy în apropiere de Golful Sf.Laurenţiu, unde se înregistrează valori de 19,6 m.

Valori mari al mareelor se înregistrează şi în M. Albă – 16,8 m, în SE Americii de Sud (în Argentina) – 14,2 m, pe coastele Franţei – 9÷12 m, pe coastele de SE ale Angliei – 6÷9 m. În Franţa se găsesc două dintre primele centrale mareice construite în lume : Rance şi Mont St.Michel, cu turbine rotative în ambele sensuri.

Mareea teoretică este acea maree care s-ar produce datorită unor multiple forţe, în cazul unui Pământ ipotetic, sferic şi complet acoperit cu apă.

Mareea efectivă este mareea influenţată de distribuţia inegală a apei şi uscatului, de adâncimea diferită, de forma reliefului submarin şi de configuraţia coastei.

Cele mai apropiate maree de cele teoretice se produc între 50˚S şi coastele Antartidei.

Consecinţele mareelor sunt :

- acţiune de modificare a ţărmului, datorită variaţiilor de nivel şi curenţilor pe care îi provoacă;

- rol de igienizare a unor zone semiînchise – cum ar fi de exemplu laguna Veneţiei;

- energia electrică obţinută, prin centralele mareo-motrice – 27 de centrale;

- pentru navigaţie, facilitează intrarea în porturi a navelor cu pescaj mare : Rotterdam, Hamburg, Londra.

Valurile

Valurile sunt mişcări neperiodice ale apei oceanice în care fiecare particulă descrie o orbită circulară; deci în cazul valurilor, apa nu se deplasează din cauza orbitei circulare.

Elementele valurilor sunt :

τ - perioada valului

creastă

înălţimea

valului

nivel

mediu

talpă

Lungimea de undă reprezintă distanţa pe orizontală dintre două creste succesive; direcţia de propagare a valurilor fiind un alt element.

Cauza cea mai frecventă a formării valurilor este vântul, între cele două fenomene existând legătura :

VÂNT		VAL
˚Bf	viteza [m/s]	h [m]	L [m]	τ [sec]
1	2÷3	0,25	până în 10	2÷3
5	10	2,5	40	5
7	16	5	85	7,5
10	25	11	1280	13
11	peste 27	peste 12	1400	16

Valurile se clasifică după mai multe criterii :

a) după cauza care le generează :

- valuri de vânt;

- valuri seismice;

- valuri staţionare;

- valuri interne;

- valurile navei;

b) după durata acţiunii :

- valuri întreţinute – care se manifestă atâta timp cât acţionează forţa generatoare;

- valuri libere – valurile de hulă;

c) după dimensiunile geometrice ale valurilor :

- valuri scurte – când raportul dintre lungime şi înălţime este mai mic de 40;

- valuri lungi – când raportul dintre lungime şi înălţime este între 2÷25.

Valurile de vânt

Iau naştere datorită acţiunii tangenţiale a vântului asupra suprafeţei apei. Valoarea dimensiunilor depinde de direcţia şi durata de acţiune a vântului (fech), intensitatea vântului, configuraţia coastei şi relieful submarin.

Iniţial se formează mici încreţituri ale apei, care la încetarea vântului se pot amortiza, apoi, odată cu intensificarea vântului, valurile cresc ca dimensiuni, iar creasta valului poate fi spulberată şi împrăştiată pe toată suprafaţa mării. Crestele retezate şi înspumate se numesc berbeci, lebede sau armăsari.

Valurile acţionează în mod diferit la ţărm şi în larg. La ţărmurile înalte forţa de izbire fiind în jur de 30 T/m², determină erodarea bazei ţărmului, prăbuşirea părţii superioare şi retragerea falezei. La ţărmurile joase, creasta valului se răstoarnă peste mal şi se prelinge.

Valurile din larg sunt mai ales valuri de hulă. Valurile de hulă sunt produse de o perturbaţie meteorologică şi se manifestă şi după ce cauza generatoare a încetat. Aceste valuri pot apare însă şi înaintea acestei perturbaţii. Ele preced sau urmează o furtună.

Se propagă sub formă de sisteme (rânduri). În zona de formare au înălţime şi lungime mare şi pe măsură ce se îndepărtează de cauză, înălţimea scade, dar lungimea şi viteza rămân aceleaşi.

Valurile de hulă pot avea până la 400 m lungime şi 4 m înălţime. Direcţia de propagare a acestor valuri se modifică dacă întâlnesc zone cu funduri mici. În mare largă şi adâncă, indică întotdeauna direcţia vântului.

Brizanţii – sunt valuri de hulă produse de furtuni îndepărtate care întâlnesc ape puţin adânci şi se deformează crescând exagerat în înălţime. La scăderea adâncimii, crestele se răstoarnă din cauza înălţimii exagerate. Brizanţi de dimensiuni mari se formează pe coastele Australiei de Est, Californiei şi Ins.Hawaii.

Valurile seismice

Sunt valuri care se produc ca urmare a unor cutremure de pământ submarine sau a prăbuşirii unor pachete de aluviuni. În largul mării sunt greu de detectat, având lungimi de peste 100 Mm, înălţimi de câteva picioare şi viteze de până la 300 Nd.

La intrarea în ape puţin adânci, devin mai scurte dar foarte înalte – până la 30 m. Iniţial mişcarea se propagă pe verticală, de la hipocentru la epicentru (suprafaţa apei). De la suprafaţă se propagă concentric în toate direcţiile.

Primul val este cel mai înalt, cu energia cea mai mare, după care urmează o succesiune de valuri mai mici, şi apoi treptat dispar.

Perioada de formare este de 10÷40 minute. Aceste valuri se numesc tsunami. Ele parcurg distanţe mari (de exemplu 1/3 din Pacific). Sunt valuri deosebit de violente. Câteodată se observă o scădere bruscă a apei în largul mării – înaintează talpa.

Valurile staţionare (seişe) – sunt valuri anemobarice. Sunt caracteristice mărilor închise sau semiînchise şi se manifestă ca un fel de pendulare a masei de apă de la un ţărm la altul. Pot fi confundate de cele mai multe ori cu mareea.

Valurile interne (apă moartă) – sunt caracteristice zonelor polare şi se formează în zona de vărsare a unor fluvii (Lena, Obi, Enisei). Reduc simţitor viteza de înaintare a navelor.

Valurile navei – sunt determinate de înaintarea navei prin apă. Sunt oblice faţă de corpul navei, cu o înclinare de 15˚÷20˚. Depind de viteza navei, profilul navei şi agitaţia mării.

În zona ţărmurilor înalte, pe timpul furtunilor, pot lua naştere valuri de interferenţă, care pot atinge înălţimi de 50 m. Apa din primul val se combină la retragere cu următorul val, din această combinare rezultând un val de dimensiuni mai mari.

Curenţii marini

Curenţii marini sunt mişcări ale maselor de apă oceanice, ce transportă apa dintr-o zonă într-alta, sub influenţa unor forţe exterioare. Aceste mişcări mai sunt numite şi mişcări de translaţie.

Curenţii marini diferă ca formă, lungime şi temperatură. Particularităţile curenţilor sunt determinate de factorii generatori şi modificatori.

Factorii generatori sunt reprezentaţi de vânturile regulate şi periodice, diferenţa de densitate, convecţia liberă sau impusă şi maree.

Factorii modificatori sunt forţa Coriollis (ce influenţează direcţia curenţilor) şi forţa de frecare (ce influenţează viteza).

Ca şi valurile, curenţii marini se clasifică în funcţie de mai multe criterii :

a) după direcţie şi formă :

- curenţi orizontali – de fund sau de suprafaţă (Bosfor, Dardanele);

- curenţi verticali – ascendenţi sau descendenţi;

- curenţi liniari – îşi păstrează direcţia iniţială;

- curenţi circulari – se deplasează în cerc.

b) după geneză :

- curenţi de fricţiune (impulsiune) – sunt generaţi de vânturile regulate şi periodice : alizee, vânturile de vest şi musoni. Curenţii produşi de alizee şi vânturile de vest sunt curenţi de derivă. Aceştia se deplasează pe aceeaşi direcţie ca în regiunile de formare, iniţial paralel cu direcţia vântului. Când intervine forţa Coriollis, se produce o deviaţie de 45˚ dreapta în emisfera nordică. Viteza curentului de derivă (de deplasare), scade cu adâncimea. În zona temperată viteza este 2% din viteza vântului, iar în zona subpolară, viteza este 5% din viteza vântului;

- curenţi de densitate – sunt determinaţi de diferenţa de densitate şi salinitate dintre două zone, apele deplasându-se din zonele cu densităţi mici spre zonele cu densităţi mari. Se mai numesc şi curenţi de compensaţie. În Bosfor, din cauza densităţii mai mari a apelor din M. Mediterană, apele din M. Neagră au sensul spre Str.Dardanele pe la suprafaţă, fiind compensate cu un curent de sens contrar la adâncime;

- curenţi determinaţi de diferenţe de nivel – această diferenţă de nivel este determinată de bilanţul hidrologic diferit (apa pierdută şi apa primită). Apele unde bilanţul este pozitiv (M. Baltică), au un nivel mai ridicat decât apele din zonele unde bilanţul este negativ;

- curenţi de maree – sunt curenţi periodici, fiind alternativi sau giratorii. Curenţii alternativi păstrează aceeaşi direcţie în prima jumătate de perioadă şi direcţie opusă în cealaltă jumătate de perioadă. Curenţii giratorii se rotesc în toate direcţiile în jurul unui punct fix. La curenţii alternativi, schimbarea de direcţie este instantanee, în timp ce la curenţii giratorii sunt greu de separat cele două faze (maree înaltă şi maree joasă). Viteza curenţilor de maree poate ajunge până la 10 Nd. Aceştia se manifestă violent în estuare şi strâmtori. În Str.Messina, 6 ore curentul are direcţia dinspre M. Ionică spre M.Tireniană, celelalte 6 ore fiind în sens invers, formându-se astfel nişte scări de maree şi vârtejuri puternice;

- curenţi de debit – se formează datorită aportului de ape dulci în zona de vărsare a unor fluvii, Curentul Floridei fiind în acest sens unul dintre cei mai puternici curenţi.

c) după temperatură

- curenţi calzi – temperatura peste 25˚C. Apa este de culoare albastru închis. Aceşti curenţi au salinitate mare şi majoritatea se deplasează de-a lungul paralelelor;

- curenţi reci - temperatura sub 16˚C. Au culoarea verzuie datorită planctonului şi se deplasează de-a lungul meridianelor.

Determinarea elementelor de curenţi poate fi făcută cu un flotor sau cu aparatură mai complexă : curentometru şi curentograf.

Orientările curenţilor în oceanele planetare pot fi schiţate în modul următor.

În Oceanul Atlantic :

C. Labrador Golfstream

C. Atlanticului de Nord

C. Floridei

C. Caraibelor C. Antilelor

Alizeul de NE

C. Ecuatorial de Nord C. rece de compensaţie

C. Guianelor al Canarelor

0˚ C. Ecuatorial contrar

C. Ecuatorial de Sud

C. Folkland C. Angolei Alizeul de SE

C. Braziliei

C. Vânturilor de vest

În Oceanul Pacific

C. Pacificului de Nord

C. Kuro-Shio

C. Oya-Shio

C. Ecuatorial de Nord C. Californiei

C. Ecuatorial contrar

0˚

C. Ecuatorial de Sud

C. Perului

C. Australiei de Est

C. Vânturilor de vest

În Oceanul Indian :

anotimpul de vară iarna

C. Musonic

C. Musonic de vară de iarnă

C. Somaliei

C. rece de vară al Somaliei Musonul de NE

C. Ecuatorial contrar

C. Ecuatorial de Sud

C. Australiei de west

Musonul de SW

C. Madagascar

C. Mozambic

C. Vânturilor de vest

În Oc. Atlantic, Golfstream este un curent foarte puternic, cu o salinitate de 36÷37‰, lăţime de 500 km, adâncime 1000 m, fiind un adevărat fluviu în ocean. La contactul lui cu apele reci ale C. Labrador, se află una dintre cele mai bogate zone de pescuit.

Compensarea apelor C. Angolei se face de la adâncime şi din C. Vânturilor de vest.

Este demn de reţinut faptul că sub C. Ecuatorial contrar, de-a lungul lui s-a găsit un curent de acelaşi sens.

În Oc. Pacific, un fenomen neelucidat până acum, şi care influenţează serios fenomenele hidrometeorologice din zonă, este fenomenul El-Niñho.

CURENŢII DIN MAREA NEAGRĂ

NE

BLACK SEA

Str. Bosfor

În Bosfor există un curent de diferenţă de densitate înspre M.Marmara, iar la 40 m adâncime există un curent de compensaţie în sens invers.

În Marea Neagră curentul principal este produs de vânturile din NE.

În zona mai “strâmtă” a mării se desfac doi curenţi.