Morske struje

Miroslav Doderovic
Priredio: Prof dr Miroslav Doderović i Zdravko Ivanović
Površinski slojevi vode mora i okeana kreću se u širim ili užim pojasevima u određenom pravcu, jednakom ili promjenljivom brzinom, zbog čega pod jećaju na „rijeke” koje teku po površini Svjetskog mora i nazivaju se morske struje. Prema temperaturi vode one se dijele na tople i hladne struje. Pravac morske struje izražava se prema smjeru kretanja njene vode; struja koja teče od zapada ka istoku naziva se istočna. Brzina struje mjeri se direktno, pomoću specijalnih instrumenata kojima raspolažu okeanološki brodovi, i posredno, na osnovu veličine skretanja broda sa označenog kursa. Može se i mjeriti pomoću boca koje se po međunarodnom dogovoru svakog dana bacaju u more sa podacima gdje su i kad spuštene u vodu, da bi se, pošto budu nađene, znalo odakle su doplovile. Brzina struja izražava se u čvorovima (Nm/čas ili Nm/dan), a ređe u km (km/dan, km/čas pa čak i sm/sek). Prema veličini promjena pravaca i brzine struja određuje se procenat njihove stalnosti. Struje čiji se pravac i brzina ne mijenjaju imaju stalnost od 100%, ali je najčešće ispod 50% (naročito u Indijskom okeanu). Tople struje teku iz nižih geografskih širina i svojom toplotom zagrijavaju vode hladnijih mora i vazduh iznad njih. Obrnuta je pojava kod hladnijih struja. Prve se na kartama predstavljaju crvenim ili punim linijama, a druge plavim ili isprekidanim linijama. Morske struje nastaju pod uticajem vjetrova, zbog razlika u atmosferskom pritisku, zbog razlika u gustini morske vode, zbog nejednakog isparavanja vode susjednih mora, kao i zbog nagomilavanja vode u sredozemnim morima sa uzanim izlazima (moreuzima). Na pokrenute mase morske vode djeluje sila devijacije izazvana Zemljinom rotacijom i reljef morskih basena, koji mijenjaju pravce struja.
Slika 1. Morske struje u Svetskom moru
Najvažniji uzrok postanka morskih struja su vjetrovi. U oblastima stalnih vjetrova (pasata, zapadnih i polarnih) postoje stalne struje, kako po pravcu, tako i po brzini; takve struje nazivaju se driftovi. Međutim, u područjima sezonskih i povremenih vjetrova pravac struja se mijenja sa pravcem vjetrova; najtipičniji primjer ovakvih struja, koje se nazivaju vjetrovne struje, susrećemo u sjevernoj polovini Indijskog okeana, gdje se sa promjenom pravca duvanja monsuna mijenja i pravac kretanja morskih struja. Driftovi i vjetrovne struje nastaju kao posljedica trenja vazdušnih i vodenih čestica, kao i zbog pritiska vjetra na navjetrenim stranama talasnih bregova. Oni povlače za sobom površinski sloj vode, koji nakon izvjesnog vremena krene u istom pravcu otprilike, 60-70 puta manjom brzinom od brzine vjetra. Pod uticajem devijacije, pokrenuta masa vode skreće na sjevernoj polulopti postupno udesno, a na južnoj ulijevo. Pravac struje odstupa za 45° od pravca vjetra. Kretanje površinskog sloja vode prenosi se u dubinu trenjem, te se na taj način pokrenu i dublji slojevi vode; njihova brzina se smanjuje u geometrijskoj progresiji sa dubinom, dok im pravac zbog devijacije sve više odstupa od pravca koji ima površinska struja. Kad brzina struje u dubini postane 23 puta manja od brzine površinske struje, pravci im postanu sasvim suprotni. Ta dubina, koju je Ekman nazvao »dubinom trenja« zavisi od brzine vjetra i iznosi najčešće 50-200m; u oblastima nižih geografskih širina ona leži na nešto većoj dubini i na ekvatoru bi trebalo da bude na beskonačnoj dubini, jer se u imeniku (nazivniku) obrasca kojim se određuje dubina trenja D nalazi funkcija sinus:

D= π‌‌‌‌‌‍ ‍‌‌‌‌√µ ⁄ ρωsinφ

U kojoj je π = 3.14, µ- koeficijenat unutrašnjeg turbulentnog trenja (vrlo promjenjiv i još uvijek određen sa nedovoljnom tačnošću), r- gustina vode (približno jednaka jedinici), Y-uglovna brzina pri rotaciji Zemlje i j-geografska širina mjesta određivanja dubine trenja. Za njenu krajnju granicu uzima se dubina od 300m.
U većim dubinama ne postoje driftovi. Promjena u barometarskom pritisku za 1 mb izaziva promjenu nivoa mora za 1 cm. Ako se u nekom reonu pritisak smanji za 5 mb nivo mora će se podići za 5cm, ali će voda sa takvog uzvišenja odmah poteći prema nižim nivoima. Takve struje nazivaju se struje pritiska ili barogradijentske struje. One su neznatnih brzina i ne mogu uticati na razvitak okeanskih struja. Nivo idealno mirnog mora nije nikada ravan zbog razlike u temperaturi i gustini njegove vode. U toplijim djelovima mora vodene čestice se šire i izdižu uvis, te se zato na takvim mjestima javljaju mala nevidljiva uzvišenja. Suprotna je pojava u djelovima sa hladnijom vodom: tamo se vodene čestice skupljaju, postaju gušće i teže, te padaju ka dnu, zbog čega se na površini mora pojavljuje prostrano i nevidljivo udubljenje. Istu pojavu stvara i razlika u gustini vode: u djelovima gdje je ona veća postoje udubljenja, a u onima gdje je manja postoje uzvišenja morskog nivoa. Zbog takvih razlika u nivoima morske površine pojavljuju se tzv. gradijentske struje. Njihova brzina zavisi od gradijenta gustine.
Zbog razlike u temperaturi i gustini (odnosno salinitetu) nivo vode je u okeanima oko ekvatora viši od nivoa vode u polarnim morima za oko 6 m (po proračunu Ceprica). Zato voda iz ekvatorijalnih oblasti struji prema polarnim. Istina, ona se ne kreće u pravcu meridijana, jer joj stalni vjetrovi i Zemljina rotacija daju drugačiji smjer. U polarnim morima dolazi do nagomilavanja vode, a pošto je ona hladnija i gušća od ekvatorijalne, to su na istim dubinama u polarnim morima veći pritisci nego u ekvatorijalnim. Zbog te razlike u pritiscima, voda polarnih mora struji prema ekvatoru, da bi nadoknadila gubitke vode, koja se po površini kreće u suprotnom smjeru.
Takve struje se nazivaju kompenzacione struje. Njihova voda se u ekvatorijalnim oblastima kreće sa dna prema površini prelazeći u ascedentnu struju, dok se u polarnim oblastima javljaju strujanja vode od površine ka dnu odnosno descedentne struje. Struje pritiska polaze iz mora u koja su driftovi i vjetrovite struje, kao i rijeke, nagomilali veliku količinu vode, zbog čega nastaje razlika u nivoima i pritiscima između susjednih mora, pa višak vode iz jednog mora prolazi uzani moreuz u drugo more ili u okean da bi se njihovi nivoi i pritisci (na jednakim dubinama) izjednačili. Tipičan primjer takve struje je Floridska struja, koja na izlazu iz Meksičkog zaliva prelazi u poznatu Golfsku struju. Između mora sa različitim salinitetom postoje struje saliniteta. Tako iz Atlantskog okeana struji kroz Gibraltarski moreuz, po površini lakša i manje slana okeanska voda, kao kompenzaciona struja, koja nadoknađuje gubitak vode od isparavanja u Sredozemnom moru, dok se u suprotnom pravcu, i iznad dna moreuza, kreće slanija i teža voda iz Sredozemnog mora u Atlantski okean. Gušća i slanija voda iz Sjevernog mora prodire po dnu danskih moreuza u Baltičko more, dok se po površini kreće u suprotnom smjeru manje slana i lakša voda. Ista pojava zapažena je u Bosforskom moreuzu: lakša i manje slana voda Crnog mora protiče po površini moreuza, dok se u dubinu, ali u suprotnom pravcu kreće slanija i gušća voda Mramornog mora i prodire u basen Crnog mora. Najzad, pod uticajem privlačne sile Mjeseca i Sunca, odnosno pojave plime i osjeke, nastaju struje morskih doba.
Za vrijeme izdizanja nivoa voda se kreće ka obali i tada nastaje struja plime, dok se pri njenom povlačenju voda kreće ka pučini i tada nastaje struja osjeke. U uzanim kanalima, sa velikom razlikom nivoa vode za vrijeme plime i osjeke, struje morskih doba dostižu veliku brzinu: u La Manšu do 9 km/čas, u blizini rta Hag do 15 km/h, dok u Bab el Mandebu, Magelanovom moreuzu i nekim drugim mjestima prelaze i preko 18.5 km/h, te ometaju plovidbu brodova. Isti uzroci daju okeanskim strujama zajedničke odlike u njihovom rasporedu. Pod uticajem pasata površinske vode okeana na obje strane ekvatora kreću se u pravcu zapada. Na taj način postaju Sjeverna i Južna pasatska ili Sjeverna i Južna ekvatorijalna struja. Na zapadnim granicama okeana one udaraju u obalu i razdvajaju se. Ali, njihove manje unutrašnje grane se spajaju i od njih se formira kompenzaciona Ekvatorijalna povratna struja, koja se kreće u suprotnom pravcu – od zapada ka istoku. Međutim, najveći dio Sjeverne i Južne ekvatorijalne struje poslije udara o obale teče najprije duž istočnih obala kontinenata – Sjeverna u pravcu sjevera, a Južna ekvatorijalna u pravcu juga – a zatim se udaljuje od njih zbog Zemljine rotacije. U geografskim širinama od 35° do 40° te struje dospijevaju pod udar zapadnih vjetrova, te teku preko okeana do zapadnih obala kontinenata. Pošto udare u njih, razdvajaju se: dio njihovih voda povija prema ekvatoru i stvara kompenzacione struje, koje popunjavaju gubitke vode nastale pasatskim strujama; spajajući se sa poslednjim, one zatvaraju po jedno kolo struja na obje širine između ekvatora i oblasti 50° sjeverne geografske širine; drugi dio struja, koje presijecaju okeane od zapada prema istoku, povija prema polovima, pa se u višim širinama obrazuju manja zatvorena kola struja. Lokalni uslovi mijenjaju mjestimično ovu šemu struja. Najveća odstupanja od nje su južno od 50° južne geografske širine, tj. u onom dijelu Svjetskog mora gdje oko čitave Zemlje nema nigdje kopna. U tim oblastima duvaju neki zapadni vjetrovi, pod čijim je djelovanjem postala jaka struja, koja spaja vode Atlantskog, Indijskog i Tihog okeana; to je drift zapadnih vjetrova.

Objavljen: Doderović, M., Ivanović, Z. (2008). Okeanografija-Geografski aspekti. Nikšić: Geografski institut Filozofskog fakulteta, 54-59.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *