Alai

Vliv na globální klima

Povrchové proudy hrají obrovskou roli v zemském klimatu. Přestože rovník a póly mají velmi odlišné podnebí, měly by tyto oblasti ještě extrémněji odlišné podnebí, kdyby oceánské proudy nepřenášely teplo z rovníkových oblastí do vyšších zeměpisných šířek.

Gulf Stream je řeka teplé vody v Atlantském oceánu, široká asi 160 kilometrů a hluboká asi kilometr. Voda, která vstupuje do Golfského proudu, se při cestě podél rovníku ohřívá. Teplá voda pak proudí po východním pobřeží Severní Ameriky a přes Atlantský oceán do Evropy (obrázek níže). Energie, kterou Golfský proud přenáší, je obrovská: více než 100násobek světové potřeby energie.

Teplé vody Golfského proudu zvyšují teplotu v Severním moři, což zvyšuje teplotu vzduchu nad pevninou o 3 až 6oC (5 až 11oF). Například Londýn ve Velké Británii se nachází na stejné zeměpisné šířce jako Quebec v Kanadě. Průměrná lednová teplota v Londýně je však 3,8oC (38oF), zatímco v Quebecu pouze -12oC (10oF). Protože vzduch putující nad teplou vodou v Golfském proudu zachycuje velké množství vody, v Londýně hodně prší. Naproti tomu Quebec je mnohem sušší a srážky dostává ve formě sněhu.

Na satelitním snímku teploty vody v západním Atlantiku lze snadno rozeznat Golfský proud, který přináší teplejší vody z rovníku na východ Severní Ameriky.

Hluboké proudyTermohalinní cirkulace pohání hlubokomořskou cirkulaci. Thermo znamená teplo a halin znamená slanost. Rozdíly v teplotě a ve slanosti mění hustotu mořské vody. Termohalinní cirkulace je tedy výsledkem rozdílů v hustotě vodních mas kvůli jejich rozdílné teplotě a slanosti.

Jaká je teplota a slanost velmi husté vody? Nižší teplota a vyšší salinita dávají nejhustší vodu. Když se objem vody ochladí, molekuly se pohybují méně energicky, takže stejný počet molekul zabírá méně místa a voda je hustší. Přidá-li se do objemu vody sůl, je ve stejném objemu více molekul, takže voda je hustší.

Změny teploty a salinity mořské vody probíhají na povrchu. V blízkosti pólů se voda stává hustší. Studený polární vzduch vodu ochlazuje, snižuje její teplotu a zvyšuje její slanost. Sladká voda z mořské vody zmrzne a stane se mořským ledem, který rovněž zvyšuje slanost zbývající vody. Tato velmi studená a slaná voda je velmi hustá a klesá. Toto potápění se nazývá sestupné proudění (downwelling).

Tato videopřednáška pojednává o vertikálním rozložení života v oceánech. Hustota mořské vody vytváří mořské proudy, které poskytují různá stanoviště různým živočichům (5d): http://www.youtube.com/watch?v=LA1jxeXDsdA (6:12).

Poté se dějí dvě věci. Hustá voda vytlačuje hlubší vodu z cesty a ta se pohybuje po dně oceánu. Tato hluboká voda se při svém proudění mísí s méně hustou vodou. Povrchové proudy přesouvají vodu do uvolněného prostoru na hladině, kam klesla hustá voda (obrázek níže). Voda také klesá do hlubin oceánu u Antarktidy.

Studená voda (modré čáry) klesá v severním Atlantiku, proudí po dně oceánu a stoupá vzhůru v Tichém nebo Indickém oceánu. Voda pak putuje v povrchových proudech (červené čáry) zpět do severního Atlantiku. Hluboká voda se tvoří také u Antarktidy.

Protože neomezené množství vody nemůže klesnout na dno oceánu, musí voda z hlubin oceánu někde stoupat k povrchu. Tento proces se nazývá vzdouvání (obrázek níže).

Vzdouvání nutí hustší vodu z hloubky, aby nahradila méně hustou vodu na hladině, která je vytlačována větrem.

Zpravidla se vzdouvání vyskytuje podél pobřeží, když vítr silně odnáší vodu od pobřeží. Vzniká tak prázdné místo, které je vyplněno hlubokou vodou, jež stoupá k povrchu.

Upwelling je nesmírně důležitý tam, kde se vyskytuje. Chladná hluboká voda během svého pobytu na dně nashromáždila živiny, které spadly dolů vodním sloupcem. Vzestupné proudění přináší tyto živiny k hladině. Tyto živiny podporují růst planktonu a tvoří základ bohatého ekosystému. Kalifornie, Jižní Amerika, Jižní Afrika a Arabské moře těží z mořského vlnobití.

Animace vlnobití je k vidění zde: http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/currents/03coastal4.html.

K vzedmutí dochází také podél rovníku mezi severním a jižním rovníkovým proudem. Větry unášejí povrchovou vodu na sever a na jih od rovníku, takže hluboká voda podléhá upwellingu. Živiny stoupají k hladině a podporují velké množství života v rovníkových oceánech.

Shrnutí lekce

• Povrchové proudy oceánů jsou vytvářeny globálními větry, Coriolisovým efektem a tvarem jednotlivých oceánských pánví.
• Tichý a Atlantský oceán mají kruhový vzorec povrchových proudů zvaných gyry, které krouží po směru hodinových ručiček na severní polokouli a proti směru hodinových ručiček na jižní. Indický oceán má pouze gyr proti směru hodinových ručiček.
• Povrchová oceánská cirkulace přivádí teplé rovníkové vody k pólům a chladnější polární vody k rovníku.
• Termohalinní cirkulace pohání hluboké oceánské proudy.
• Upwelling studených, na živiny bohatých vod vytváří biologicky bohaté oblasti, kde jsou povrchové vody vzdouvány od pobřeží nebo kde jsou rovníkové vody vzdouvány ven.

Otázky k opakování

1. Co způsobuje zákonitosti povrchových proudů v oceánu?
2. Jak ovlivňují povrchové proudy oceánu klima?
3. Co je to Coriolisův jev?
4. Jaký proces může způsobit, že hluboká, hustá voda stoupá k hladině?
5. Proč jsou pro mořské živočichy důležité oblasti vzdouvání?

Další četba / doplňující odkazy

• Poznejte oceánské proudy, 5 min. Life Videopedia http://www.5min.com/Video/Learn-about-Ocean-Currents-117529352
• Program Ocean Explorer od NOAA http://oceanexplorer.noaa.gov/edu/welcome.html
• Výukový program pro 6. až 12. třídu o mořských proudech od NOAA: http://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_currents/welcome.html
• Chladné práce: http://news.discovery.com/videos/cool-jobs-cool-jobs-oceanographer.html

Body k zamyšlení

• Někteří vědci předpokládají, že pokud roztaje dostatek ledu v Grónsku, může dojít k zastavení Golfského proudu. Proč by k tomu mohlo dojít?
• Pokud by se Golfský proud zastavil, jaký by to mělo důsledek na klima v Evropě?
• Jak pohyby vody v oceánech přispívají k životu v oceánech?

.