Oceánské klima
Oceány určují klima, jak se přemisťují v oceánech vodní proudy? Které proudy přinášejí teplo a které chladno? Jaké klima převládá nad oceány a co jsou to oceánské klimatické pásy? Co způsobuje vlnění oceánské vodní plochy a jak vlny dělíme? Odpovědi na tyto a další články najdete na této stránce, která se věnuje oceánologii a klimatu oceánů. Vše o vodě se dozvíte na stránce Voda.
Témata stránky: Klima oceánů, oceánské klimatické pásy, oceánské proudy a jejich význam, oceánské vlny a jejich dělení.
OBSAH STRÁNKY OCEÁNSKÉ KLIMA
- Oceány obecně a jejich role na Zemi
- Koloběh vody na Zemi
- Proudy v oceánu a jejich dělení
- Oceánské vlny, jejich druhy, intenzita a příčiny
OCEÁNSKÉ KLIMA, PROUDY A VLNY
Nad oceány je specifické klima a počasí, obecně řečeno oceánské klima. Tyto mají na místní počasí a klima velký vliv. Jedná se o velké vodní plochy, které značně ovlivňují vlhkost vzduchu a přinášejí specifické proudění. Oceány pokrývají 71% zemského povrchu, jedná se o jedinou planetu s tak velkými objemy povrchových vod. Ne nadarmo se jí tedy říká jak známo “modrá planeta”. Oceány výrazně ovlivňují počasí na Zemi a klima. Pod oceánským počasím si představme vliv oceánů na okolní povětrnostní podmínky, který je jak se dozvíte dále velice silný.
Pod pojmem oceánské klima si můžeme představit přesuny velkých mas vody o různých teplotách – oceánské proudy. Odklon či narušení některého důležitého proudu by znamenalo extrémní dopady na klima nejen v jedné oblasti, kterou například daný proud prochází, ale na klima celé planety. Oceánské klima má silný vliv na klima kontinentální. O oceánských proudech bude řeč v dalším článku týkajícím se oceánů.
Zásobárny vody a život v nich
Oceány jsou velkými zásobárnami vody, v nich končí veškerá voda svedená vodními toky, podzemím a nebo voda srážková padající přímo do nich. Odtud dochází dle daných podmínek k vypařování vody, zajisté při teplejší vodě se vypařuje více vody a vzniká více oblaků. Proto při teplotách vody v oceánech na 26°C a vyšších vznikají mohutné oblačné systémy, které mohou způsobit i značné škody a jedná se o hurikány a tropické bouře. Zde začíná tzv. koloběh vody na Zemi, viz dále. Oceány hodně intenzivně ovlivňují počasí nejen v blízkosti nich, ale i nad dosti vzdálenými pevninami, kam dopraví pomocí proudění v atmosféře vypařenou vodu. Ovlivňují z hlediska proudů, o nichž bude také řeč, i klima celé Země.
Koloběh vody v přírodě = OCEÁN + vypařování (transpirace) = oblaky (kondenzace) + cirkulace a přeprava oblaků nad jiné oblasti – uvolnění srážek = dopad srážek na různé povrchy země a to:
a) Na pevninu = odtok do vodních toků + vsakování (infiltrace) do zemského povrchu a příchod vody do podzemních vod – vypaření zbytku vody v atmosféře nebo na zemském povrchu či z rostlin = evapotranspirace, (intenzita opět silně závisí na povětrnostní situaci) podoba tuhých srážek dopadajících na povrch nebo na již akumulované srážky tohoto druhu v podobě sněhu nebo ledu = další akumulace sněhu a následná tvorba ledu, poté tání a zejména infiltrace vody do půdy a pokračování koloběhu níže uvedenými dvěma cestami nebo odtok vody do vodních toků a též pokračování oběhu,
b) Na vodní plochy = dopad srážek na stojaté vodní plochy + akumulace – vypařování a dopad srážek na vodní toky = odtok vody toky – vypařování,
= odtok zbývající vody podzemními cestami, kdy část vyvěrá zpět na zemský povrch v podobě pramenů a část putuje pod zemí zpět do oceánů. Zbývající vody poté odtéká vodními toky také do oceánů a uzavírá tento koloběh vody = OCEÁN.
Život v oceánu
Oceány udržují teplo, což je velmi důležité pro podnebí a díky tomu existují dvě rozdílné podnebné typy a to oceánské a kontinentální klima. Přímořské oblasti mají vlhčí s menšími rozdíly v teplotách a naopak, o tom budou hovořit další články seznamující čtenáře podrobně s klimatem v jednotlivých částech Země. Oceán má i přes rovnoměrný příjem energie ze Slunce podél rovnoběžek různou teplotu. Sledování pohybů proudů o různých teplotách slouží k výzkumu změn klimatu a jeho chování.
Oceány jsou neobyčejně živé, soustřeďuje se zde totiž 90% vodních živočichů a obojživelníků. Některá fauna potřebuje ke svému životu vodu teplejší, jiná je přizpůsobena pro změnu vodě studené a žije pouze v těchto oblastech se studenými proudy či přímo s věčnými ledovci. V oceánu se uplatňuje tzv. potravní řetězec, který platí bez výjimek. Za jeho úplný počátek se považuje vznik planktonu, který vzniká v důsledku pohlcování sluneční energie rostlinami. Tento plankton je obživou korýšů, kterými se živí ryby a ty jsou zas potravou tuleňů. Vrcholem potravního řetězce jsou logicky největší kytovci, kteří se živí zejména tuleni.
Koráli bojující s oteplováním a nečistotami
Vedle různých pro mořský život a správné fungování ekosystému oceánu důležitých vodních rostlin jako jsou například chaluhy chránící pobřeží a živočichy jsou v moři koráli. Rostou převážně v teplotách kolem 26-27°C, i když jsou i druhy potřebující k životu nižší teploty. Koráli ale nepřežijí ve vodách špinavých a ve vodách o vyšší teplotě, což je jedním z mnoha důsledků globálního oteplování.
Oceánské klimatické pásy
Podobně jako pevninské klima, můžeme rozdělit oceánské klima do různých pásů. Na Zemi existují 3 takové pásy a jedná se o polární pás = severní a jižní polární kruh s nejnižšími teplotami, dále o střední mírný a tropický pás s teplotami vody nad 20°C, zajisté v tropickém pásu s nejvyššími teplotami a to kolem 25-26°C, při nichž dochází k významnému výparu vody z oceánu. Za takových podmínek vzniká hustá oblačnost, která se zformuje postupně do tvaru hurikánu a vzniká jeden z extrémů počasí na Světě.
Vlivem globálního oteplování bude docházet k dalšími zvyšování teploty oceánských vod a tím pádem k intenzivnění tohoto jevu a v případě dosažení vhodných teplot pro vznik hurikánů v oblastech, kde tomu tak dosud nebylo, dojde v těchto oblastech též i k výskytu těchto bouří. Naopak polární pásy oceánu se stávají též teplejšími a tají ledové čepičky právě v těchto oblastech, odkud existují důkazy o slábnutí a ústupu ledu a jeho lámání se a potápění.
Oceánské proudy a jejich dělení
Oceánské proudy mají obrovský vliv na klima v různých částech Světa. Jedná se o obrovské masy vody o různých teplotách, které jsou prostřednictvím proudů přesouvány na obrovské vzdálenosti a ovlivňují značně klima v oblastech, jimiž postupují a do nichž postupují a přinášejí vodu o určitých teplotních vlastnostech. Tento meteorologický jev se vyskytuje na povrchu i ve velkých hloubkách pod hladinou.
Proudy pohání cirkulace vzduchu s vlivem teploty vzduchu a slanosti vody (salinity). Jsou to obrovské dopravníky, neboť přenášejí teplo v podobě obrovských mas vody po celé Zemi. Tím dochází k obrovské výměně energie v různých oblastech a v udržování rovnováhy klimatického systému. Klimatickým systémem rozumíme veškeré vrstvy nacházející se na Zemi a vše co se v nich nachází, například troposféra, oblaky, dále řeky, oceán, biosféra a další. To vše tvoří klimatický systém Země a vše má navzájem nějaké vazby a souvisí spolu.
Oceánské proudy a vliv na klima
Proudy mají zásadní roli v zemském klimatu, neboť přepravují obrovské masy vod různých fyzikálních vlastností. Jedná se o třetí nejvýznamnější cirkulační prvek na Zemi. Prvním je tryskové proudění ve výškách 8-16km nad zemským povrchem, druhý jsou vodní proud ať už povrchové nebo ty, které se vyskytují ve velkých hloubkách a mezi nimi v blízkosti povrchu země se vyskytuje dílčí proudění, které přepravuje menší části vzduchových hmot různých vlastností a to mezi pevninou a oceány nebo různými pevninami. Oceánské proudy tedy tvoří důležitou složku cirkulačního mechanismu Země.
Oceánské proudy Země tvořící oceánské klima
Rozlišujeme proudy:
- Globální
- Vzestupné
- Sestupné
- Teplé
- Studené
Základní zemské oceánské proudy
Kolik máme proudů? Mnoho, nejzásadnější jsou pojmenovány a rozděleny na teplé a studené, přičemž se řada z nich postupně mění a přechází v jiný druh proudu nebo je spojena s jiným druhem proudu. A kolik proudů je více, teplých nebo studených? Posuďte sami dle následujícího rozdělení. Nejmohutnější proud severní polokoule Země je velmi důležitým teplým proudem. Je obecně známý a říká se mu Golfský proud.
Tento proud přenese až 135 miliard litrů vody za vteřinu. Tento a další teplé proudy (viz dále) zvyšují teplotu a vlhkost v oblastech, kde by běžně vládlo polární klima. I Evropa vděčí golfskému proudu za teplejší klima zejména v teplé části roku a za pravidelné srážky rozložené po celý rok. Naopak studené proudy snižují teploty i srážky nad danými oblastmi.
Někteří živočichové žijící v oblastech oceánů, kde se vyskytují mořské proudy, k cestě na velké vzdálenosti těchto proudů využívají. Urazí tak velmi dlouhé vzdálenosti přesahující i 4 500km.
Teplé a studené oceánské proudy
Teplé proudy na Zemi: Golfský, Brazilský, Severní rovníkový, Jižní Rovníkový, Severní rovníkový, Severopacifický, Kanárský, Monzunový.
Studené proudy na Zemi: Západoaustralský, mys Horn, Západní příhon, Humboldtův.
Studený Západoaustralský proud se u západní Austrálie mění na severní a otepluje se v situaci, kdy se stáčí naproti teplému Monzunovému proudu zpět k západu směrem k východní části jižního Afriky, kde se stáčí zpět k východu a ochlazuje. Studený Humboldtův proud se vyskytuje u západního pobřeží Jižní Ameriky a směřuje k severu, kde se stáčí k západu a otepluje se, čímž se mění na Jižní rovníkový proud. Proud Benguelský je tzv. smíšeným proudem, jedná se o odbočku studeného Západního příhonu, teče k severu a otepluje se.
Jeho odbočkou je u východního pobřeží Jižní Ameriky teplý Brazilský proud. Odbočka Kalifornského proudu do proudu Severního rovníkového, což jsou teplé proudy, je studeným proudem. Podobně proud odbočující u Evropy na východě Atlantiku směrem k J/JZ je studený, ohřívá se až napojením na teplý kanárský proud, který teče dále až do mexického zálivu. Takto se tyto proudy stále pohybují a stále v nich cirkuluje obrovské množství vody ú různých teplotách, které ovlivňuje i na základě mírných změn vydatnosti těchto proudů klima na Zemi.
Oceánské vlny
Vlny způsobují různé hybné síly oceánu, zejména vlivem výskytu slapových jevů a hlavně pak vítr různé intenzity. Vlna na vodní hladině vzniká z důvodu přenosu energie větru na molekuly vody vlivem třecí síly, čímž dochází k deformaci povrchu a vzniku vln různých velikostí. Vlnová délka je vzdáleností mezi tzv. hřebeny jednotlivých vln. Perioda vlnění je doba, která uplyne než projdou dva hřebeny vln stejným místem.
Procesy zvětšování vln
Čím silnější vítr fouká, tak tím jsou zajisté vyšší vlny. To je definice, která zajisté nikoho z vás nepřekvapí. Tvar vln ovlivňuje ovšem více faktorů. Jednak vzdálenost, odkud neustále vítr vane, jeho rychlost a trvání a také hloubka vody dané vodní plochy ať se jedná o řeku, jezero nebo přehradní nádrž.
Vlny jsou také důležité pro hydrologický a geologický mechanismus daného toku či díla. Přenášením energie větru na dlouhou vzdálenost se vlivem výskytu vln na vodní ploše tvoří bubliny okysličující vodu, které současně vždy narazí do břehu. Tím se zastaví o pevninu bez ohledu na to, jak dlouho to trvají s tím, že na rozsáhlých plochách jsou trasy vln za jinak stejných podmínek delší a mohou se o to více zvětšit než na malých vodních plochách. Narážením do břehu tvarují pobřeží a při nárazu dochází k tříštění vlny, čímž se z vody uvolňuje sůl či jiné částice v ní obsažené do vzduchu.
Beaufortova stupnice
Podobně jako u síly větru existuje tato stupnice také pro sílu či jinými slovy intenzitu vln. Existují čtyři základní stupně o různých sílách větru ve vztahu k intenzitě vln.
0: bezvětří, kdy je vodní plocha zcela klidná a hladká, neboť vznik vln nepodporuje energie z větru, ani další jevy. (viz poslední část článku)
4: dosti čerstvý vítr, kdy jeho rychlost dosahuje až 28km/h a vlny jsou ještě malé, ale vyskytují se na nich četné pěnové vrcholky.
8: bouřlivý vítr, o rychlosti do 74km/h způsobuje dosti vysoké vlnové hory s výraznými hřebeny a začíná se odtrhávat vodní tříšť od jejich vrcholů, na hladině se vyskytují pásy pěny.
12: orkán, kdy vane vítr o rychlosti 120km/h a silnější, při němž je vzduch plný pěny z vrcholů vln a i vodní plocha je zcela bílá, v důsledku čehož je i snížená viditelnost. Vlny mohou být vysoké 15m a vyšší dle situace.
Vlny vzniklé v důsledku větru
Tyto vlny způsobené větrem se zakřivují a následně překlápějí do nízké prolákliny. Vznikají vždy v podobě malých drobných vlnek, vlivem následnému působení větru se zvětšují. Každá vln má své maximum na svém vrcholu a minimum po tzv. překlopení. Voda ve vlně vykonává krouživý pohyb dopředu, dolů a zpět přičemž tělesa plující po hladině se pohybují pouze po povrchu vlny. Vlny přenášejí mnoho energie. V případě kdy se blíží vlny ke břehu a zůstává síla větru beze změny, zkracuje se vlnová délka (viz výše) a tím je vlna více příkrá a vyšší. Dosáhne-li vlna dostatečné velikosti, vzdálenost mezi hřebenem vlny a nejnižším místem se blíží hloubce dané vodní plochy a vlna je tak příkrá, že se zlomí.
Vlna se zlomí v případě, kdy se blíží ke břehu a takové situaci říkáme vlnolam. Tím, že se voda tře o dno dané plochy, tak spodní vrstva vlny se začne zpomalovat. Nicméně horní část se pohybuje stále stejně. Ke snížení rychlosti vlny dochází právě při cestě přes mělké části vod. Ty slouží jako brzda a v oblastech, kde končí vodní hladina vlna zaniká a rozbíjí se o břeh. Nebo šplouchne o sníženinu břehu v podobě pláže, kde také zanikne.
Vlny vzniklé v důsledku slapových jevů
Vznik vlny nemusí nutně zapříčinit energie větru a i když je tomu tak ve většině případů, tak ty největší vlny často vznikají v důsledku jiných dějů na Zemi. Takto vnikají vlny, které mají většinou ihned obrovské rozměry a jsou u pobřeží velmi nebezpečné.
Druhou příčinou vzniku vln jsou slapové jevy, zkráceně nazvané slapy nebo-li dmutí. Takové vlny v sobě mají velké množství energie a cestují i oblastmi, kde vůbec nefouká vítr neboť na něm nejsou závislé. Tyto vlny vznikají vlivem gravitace na základě Slunce a Měsíce. Jak Země rotuje kolem osy, tak přichází každodenně dvě odlišné a známé situace na mořích a to příliv a odliv, které není nutno nijak blíže popisovat. Jsou-li Měsíc a Slunce v přímce za úplňku nebo novu, tak dochází k maximálnímu přílivu či odlivu.
K malému skočnému přílivu dochází v případě, kdy je Měsíc na opačné straně než Slunce. K velkému skočnému přílivu dochází, když se Měsíc dostane před Slunce a tím pádem jsou ve vztahu k Zemi za sebou v řadě. A konečně k tzv. hluchému přílivu dojde za situace pravoúhlého postavení Slunce a Měsíce vůči Zemi.
Reference
Použitá a doporučená literatura:
WHITAKER, R. a kol. The Encyklopedia of Weather and Climate Change. Sydney: Weldon Owen Pty Limited, 2010 (CZ verze STAŘECKÁ, E. PAUER, M. Encyklopedie počasí a změna klimatu. Praha: Svojtka a Co, 2012)
COENRAADS, R. a kol. Extreme Earth. New York: The Reader´s Digest Association, 2015 (CZ verze MERTINOVÁ, J. MÍČKOVÁ, K. HANUŠOVÁ, K. a kol. Nespoutané živly planety Země. Praha: Tarsago Česká Republika, 2015)
BUCKLEY, B. HOPKINS, J. E. WHITAKER, R. Weather. Sydney: Weldon Owen Pty Limited, 2004 (CZ verze TOLASZ, R. a kol. Počasí – velký obrazový průvodce. Dobřejovice: Rebo Productions CZ, 2006)