أنواع تيارات المحيط Types of Ocean Currents
تختلف مياه المحيط في درجة الحرارة ونسبة الملوحة والكثافة.
تيارُ المحيطِ Ocean Current: هو حركة مياه المحيط باستمرار في مسارات محددة باتجاه أفقي أو عمودي، وتنشأ التيارات المحيطية بسبب حركة الرياح أو الاختلاف في كثافة المياه أو بسبب المد والجزر.
ما العوامل التي تؤثر على مكان التيارات المحيطية واتجاهها وسرعتها؟
-طبيعةُ الشواطئِ
- تضاريسُ قاع المحيط.
- تأثيرُ كوريوليس.
وتقسم تيارات المحيط بحسب القوة المسببة إلى أربعة أنواع هي:
التيارات السطحية، والتيارات العميقة، والتيارات الصاعدة، وتيارات المدِّ والجزرِ.
أنظرُ الشكل الآتي الذي يمثل تياراتٍ سطحية وعميقة.
تيارات المحيط السطحية Surface Ocean Currents
التيارات السطحية Surface Currents: هي حركة المياه بشكل أفقي في الجزء العلوي من سطح المحيط، ويتراوح عمقها ما بين إلى .
كيف تنشأ التيارات السطحية؟
بسبب احتكاكِ الرياح العالمية الدائمة، ومنها الرياح التجارية والرياح الغربية العكسية بسطح المحيطات؛ ما يؤدي إلى حركة المياه السطحية بشكل دائم؛ فمثلا عندما تهب الرياح التجارية من الشرق إلى الغرب في الجزء الشمالي من دائرة الإستواء تنشأ تيارات سطحية إستوائية تتحرك من الشرق إلى الغرب. ويوضحُ الشكل الآتي حركةَ الرياحِ التجاريةِ وتأثيرها على اتجاه التيارات السطحية.
ويتأثر اتجاه التيارات المحيطية أيضا بتأثير كوريوليس.
تأثير كوريوليس Coriolis effect: هو انحراف التيارات الهوائية أو المحيطية نتيجة لدوران الأرض حول نفسها؛ حيث تنحرف التيارات المحيطية نحو يمين حركتها في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، ونحو يسار حركتها في نصفها الجنوبي.
ويؤدي تأثير كوريوليس وتأثير مواقع القارات إلى انحراف تيارات المحيط، وتشكل أنظمة من الدوائر المغلقة تسمى الحركةَ الدائرية gyres.
أنظرُ الشكل الآتي حيث تظهر الحركة الدائرية باللونين الأحمر والأزرق.
أتحقق: أوضح كيف تؤثر الرياح العالمية الدائمة على التيارات السطحية.
يؤدي هبوب الرياح العالمية الدائم إلى تشكيل تيارات محيطية سطحية دائمة الجريان تتحرك باتجاه حركتها نفسه.
|
الربط مع الجغرافيا الرياح العالمية الدائمة هي رياح تهب بانتظام وباستمرار طوال العام، وتحدث في طبقات الجوِّ السفلى وتمتد حول العالم، توجد ثلاثة أنواع من الرياح العالمية وهي: الرياح التجارية، والرياح الغربية العكسية، والرياح القطبية. |
|
أبحث أرجع إلى مصادر المعرفة المختلفة، ومنْها شبكة الإنترنت للحصول على معلومات تتعلق بالتيارات السطحية، وتحديد الباردة والدافئة منها، وأماكنها، وأهميتها، ثم أكتب تقريرًا وأعرضه أمام زملائي. تتحرك التيارات السطحية بشكل يتوافق مع حركة الرياح، ولها فوائد عديدة، منها: - تسهيل حركة السفن، وذلك عندما تكون حركة السفن باتجاه حركة التيارات البحرية. - تعمل التيارات البحرية الدافئة على تدفئة السواحل التي تمر بها، وتعمل التيارات الباردة على تبريدها. أنواع التيارات السطحية: - التيارات البحرية الباردة، مثل تيار البيرو، وتيار لابرادور. - التيارات البحرية الدافئة، مثل تيار الخليج.
|
تتكون تيارات أخرى في المحيط بسبب اختلاف الكثافة، ولتعرف كيفيّة حدوث ذلك؛ أنفِّذُ التجربة الآتية:
|
التجربة 2 تيارات الكثافة 3- أضيف ثلاث ملاعق من الملح، وملعقة من الصبغة الزرقاء في كأس الماء البارد، وملعقة من الصبغة الحمراء في كأس الماء الساخن، وأحرك كل منهما جيدا. لمحاكاة مياه المحيط الباردة وزيادة ملوحتها، ومن ثم كثافتها؛ حيث تكون أكثر ملوحة وكثافة من المياه الدافئة. الماء البارد يكون بالأسفل؛ لأن كثافته أكبر، بينما يكون الماء الدافئ في الأعلى؛ لأنه الأقل كثافة. تسلك التيارات الباردة مسارات في قاع المحيط؛ بسبب زيادة كثافتها، بينما تتحرك التيارات الدافئة في مسارات تقع في المياه السطحية للمحيط بسبب قلة كثافتها. |
يتبينُ مما سبق أن المياه الباردة ذات الكثافة المرتفعةِ تتحرك إلى أسفل، والمياه الدافئة ذات الكثافة المنخفضة تتحرك إلى أعلى.
تيارات المحيط العميقة Deep Ocean Currents
تنشأ التيارات العميقة (تياراتُ الكثافة) بسبب الاختلاف في كثافة الماء التي تنتج عنِ الاختلاف في حرارة مياه المحيط وملوحتها.
ما أهم العواملِ التي تؤثر في تشكل تيارات الكثافة وحركتها؟
- درجة حرارة الهواء.
- التبخر.
- الهطل.
- تجمد المياه في الأقطاب.
وتتحركُ التيارات العميقة ببطءٍ في قاع المحيط سالكة طرقًا عامةً محددةً تُسمّى الحزام الناقلَ العالمي Global Conveyor Belt ، تنقل المياه فيها حول العالم.
يوضحُ الشكل الآتي الحزام الناقل العالميَّ.
حيث تتحرك المياه الدافئة نحو الشمال فتتبخر وتزداد ملوحتها، وعندما تقترب كثيرا من القطب الشمالي تبرد، وقد تتجمد فتصبح المياه المتبقية أكثر ملوحة وتزداد كثافتها، وتغطس إلى أسفل مكونة تيار شمال المحيط الأطلسي العميق. وبعد الغطس يتحرك التيار العميق ببطءٍ مبتعدًا عن القطبِ الشمالي باتجاه الجنوبِ، وتدور المياه في أثناء حركتها في المحيطات ثم تعود المياه العميقة في النهاية إلى السطح عن طريق التيارات الصاعدة. وقد تستغرق هذه الدورة في الحزام الناقل حوالي 1000 سنة.
التيارات الصاعدة Upwelling Currents
تؤثر الرياح أيضا في تكوين حركات رأسية للمياه تسمى التيارات الصاعدة Upwelling Currents؛ وتعني صعود تيارات المياه الباردة إلى الأعلى؛ لتحل محل المياه السطحية الدافئة التي أُزيحَت بوساطة الرياح التي تهب موازية لمنطقة الشاطئ. وتنتشر التيارات الصاعدة على امتداد الشواطئ الغربية للقارات، وتنشأ باستمرار حاملة معها مياها باردة؛ ما يفضي إلى خفض درجة حرارة المياه السطحية قريبًا من الشاطئ، أنظر الشكل الآتي:
وللتياراتِ الصاعدةِ أهمية كبيرة؛ فهي:
- تحمل معها إلى سطح المحيط العناصر الغذائية الذائبة الناتجة من تحلل الكائنات الحية في الأعماق مثل: النترات والفوسفات.
- تساعد هذه العناصر الغذائية على نمو العوالق المجهرية التي تدعم بدورها نمو الأسماك والكائنات الحية البحرية الأخرى.
|
أبحث أبحث مستعينا بمصادر المعرفة المتوافرة، ومنها شبكة الإنترنت عن معلومات تتعلق بالتيارات الهابطة، والفرق بينها وبين التيارات الصاعدة، وتحديد علاقتها بالحزام الناقل، ثم أعد عرضا تقديميًا وأعرضه أمام زملائي في الصف. تصف التيارات الهابطة والتيارات الصاعدة حركة الكتل المائية في المحيطات بين تيارات المياه السطحية والتيارات العميقة، وتؤدي تلك التيارات إلى نقل المواد والطاقة إلى المحيطات، حيث تعمل التيارات الهابطة على نقل الحرارة والأكسجين إلى الأعماق، بينما تنقل التيارات الصاعدة المواد الغذائية إلى السطح. وتتكون التيارات الهابطة عندما تصبح المياه السطحية أكثر كثافة بسبب تجمد المياه في الأقطاب أو تأثير كوريوليس (تأثير نقل إيكمان). |
أتحقق: أوضح سبب تكون التيارات العميقة في الحزام الناقل.
تتكون التيارات العميقة في الحزام الناقل؛ بسبب تبريد المياه السطحية الدافئة أو تجمدها عندما تقترب من القطب الشمالي؛ فتصبح المياه أكثر ملوحة وتزداد كثافتها، وتغطس إلى أسفل مكونة تيارات عميقة.
تيارات المد والجزر Tidal Currents
تختلف تيارات المد والجزر عن التيارات الأخرى في أنها غير دائمة، وتغير اتجاهها بسبب الارتفاع والانخفاض في منسوب المياه؛ حيث يؤدي ارتفاع منسوب المياه في المناطق المواجهة للقمر والمناطق البعيدة عنه إلى حركة أفقية للماء.
أين تحدث تيارات المد والجزر؟ بالقرب من الشواطئ، وفي الخُلجان ومصبات الأنهار.
التيارات المحيطية والمناخ Ocean Currents and Climate
تلعب المحيطات دورا مهما في المحافظة على بقاء كوكب الأرض دافئا؛ وذلك عن طريق امتصاص غالبية الأشعة الشمسية الساقطةِ عليه، والاحتفاظ بها ثم إشعاعها (أي بثِّها وإرسالها) إلى الغلاف الجوي، وهذا يؤثر بشكل كبير في حالات الطقس والمناخ على سطح الأرض. وتتفاعل المحيطات مع الغلاف الجوي، ويحدث بينهما تبادل للغازات وبخاصة الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، علما بأن المحيطات تُعد مخزنا ضخما لغاز ثاني أكسيد الكربون حيث يستقر في أعماق المحيط مدد زمنية طويلة، ولولا ذلك لتراكم ثاني أكسيد الكربون في الجو، ولزادت درجة حرارة الغلاف الجوي، وتغيرت مناخات الأرض.
وتلعب التيارات المحيطية المختلفة دورا رئيسا في المحافظة على التوازن الحراري للأرض، وهي من أقوى العواملِ تأثيرا في حالات الطقس والمناخ.
ماذا سيحدث لو لم توجد تيارات المحيط السطحية؟
سترتفع درجات الحرارة عند دائرة الإستواء كثيرا جدا، وستنخفض كثيرا جدا كلما اتجهنا نحو القطبينِ؛ وبذلك ستصبح الأرض غير صالحة للعيش.
ما تأثير تيارات المياه السطحية الدافئة المتحركة نحو الأقطاب؟
تعمل على نقل الحرارة إلى تلك المناطق الباردة، وتشكل حالات من عدم الاستقرار الجوي، ثم التأثير في حالات الطقسِ في المناطق الساحلية التي تمر قريبا منها.
ما تأثير تيارات المياه الباردة المتحركة نحو دائرة الإستواء؟
تعمل على تقليل درجات الحرارة المرتفعة في تلك المناطق التي تصلها، وتجعلها أكثر اعتدالا.
ويوضحُ الشكل الآتي أحد التيارات الدائرية المحيطية وهوَ تيار المحيط الأطلسي الشمالي الذي يتكون من عدد من التيارات السطحية الفرعية، الذي يحمل الماء الساخن نحو الشمال والماء البارد نحو دائرة الإستواء.
ويلعب تيار الحزام الناقل دورا كبيرا في استقرار مناخات الأرض؛ فهو يحمل المياه الباردة من أعماق المحيط، ويرفعها إلى السطح على شكل تيارات صاعدة بالقرب من دائرة الإستواء؛ فيخفض من درجة حرارة الجو، ويعمل التيار السطحي منه على نقل الحرارة إلى المناطق الباردة فيرفع من درجة حرارة الجو فيها.
كذلك؛ تعمل تيارات المد والجزر مع التيارات السطحية على زيادة قوة الحالات الجوية المحلية ومدة تأثيرها، في المناطق التي تتكون فيها تلك التيارات.
|
الربط مع الفيزياء الحرارةُ النوعيَّةُ: تُعرف الحرارة النوعية بأنها كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة (1) كيلوغرام من المادة درجة مئوية واحدة. وتختلف الحرارة النوعية من مادة إلى أخرى بناء على التركيب الذري للمادة، ثم قدرتها على التوصيل الحراري. فكلما زادت قدرة المادة على التوصيل قلت حرارتها النوعية، والمادة ذات الحرارة النوعية العليا تكتسب الحرارة ببطء. وفي الوقت نفسه تفقدها ببطء. وتعد المياه من المواد ذات الحرارة النوعية العالية، لذلك تكون مياه المحيطات في النهار أقل حرارة من اليابسة، بينَما يحدث العكس في الليل. |
أتحقق: كيف تؤثر التيارات السطحية في طقس المناطق التي تمر قريبا منها؟
تعمل التيارات السطحية الباردة على خفض حرارة الهواء الجوي الذي يقع فوقه؛ ما يؤدي لأن يصبح مناخ تلك المناطق أكثر اعتدالا كما في تيار كناري.
بينما تعمل التيارات الدافئة على تدفئة الهواء الجوي الذي يقع فوقه؛ ما يؤدي لأن يصبح مناخ تلك المناطق أكثر دفئًا كما في تيار الخليج.
|
الإثراء والتوسع دراسة المحيطات بالأقمار الصناعية Study of the Oceans by Satalites حاول الإنسان منذ القدم دراسة البحار والمحيطات لتعرف مكوناتها واستكشاف أعماقها والكائنات الحية التي تعيش فيها وخصائصها المختلفة، وقد تطورت طرائق الدراسة؛ فاستخدم السفن ومنها سفينة تشالنجر والغواصات والسونار، ثم استخدم الأقمار الصناعية. يعد القمر الصناعي TOPEX/Poseidon الذي أُطلق عام 1992 بالتعاون بين وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ومركز الفضاء الفرنسي العالمي أحد أهم الأقمار الصناعية التي درست مستويات مياه المحيطات بدقة كبيرة، وقد رصد أيضا آثار التيارات المحيطية على تغير المناخ العالمي، وراقب تضاريس المحيطات، مع دراسة الظواهر الجوية المتعلقة بالمحيطات مثل ظاهرة النينو.
|