Vandenynų sūkūriai (giriai): kas tai yra ir kaip veikia Koriolio efektas

Sužinokite, kas yra vandenynų sūkūriai, kaip Koriolio efektas juos formuoja, kodėl jie skiriasi pusrutuliuose ir koks jų poveikis krantams bei klimatui.

Gira – tai didelė vandenyno srovių sistema, judanti ratu. Gyras iš dalies sukelia ir formuoja Koriolio efektas, tačiau pati mechanika yra sudėtingesnė: pagrindinį vaidmenį atlieka vėjo sukeltas vandens judėjimas, paviršiaus trintis ir masių perpildymas, o Koriolio jėga nukreipia judančias mases, todėl susidaro nuolatinis sukimasis. Kadangi Žemė sukasi, vandenynų srovės šiauriniame pusrutulyje dažniausiai juda pagal laikrodžio rodyklę, o pietiniame pusrutulyje – prieš laikrodžio rodyklę. Koriolio jėga veikia judančias mases – tiek orą, tiek vandenį – todėl vėjas sukuria paviršinį srauto momentą, kuris verčia vandenį suktis.

Kaip gyros susidaro: pagrindiniai mechanizmai

Vandenyno girų susidaryme svarbūs keli tarpusavyje susiję procesai:

• Vėjo dreifas ir Ekmano transportas: pastovūs viesuliai (pvz., prekybiniai vėjai ir vakarų vėjai) stumia paviršinį vandenį. Paviršiuje esantis vanduo, dėl Koriolio jėgos, yra nukreipiamas ~90° nuo vėjo krypties Ekmano sluoksnyje, o dėl spiralės formos judėjimas susidaro vadinamasis Ekmano transportas.
• Vandens kaupimasis ir geostrofinis srautas: Ekmano transportas gali kaupti vandenį girų centre, taip pakeldamas paviršinį slėgį. Susidariusi horizontali slėgio gradientinė jėga balansuoja su Koriolio jėga, todėl vanduo juda aplink pakilimą – susidaro geostrofinė sukimasis.
• Trintis ir sluoksniuotumas: paviršinė trintis stabdo ir išlygina srautus, todėl girų intensyvumas didžiausias vidutiniuose gylio sluoksniuose ir stipriai mažėja netoli paviršiaus bei prie dugno.
• Vadinamoji „vakarinė intensifikacija“: dėl Žemės sukimosi į skirtingas puses keičiasi Koriolio jėgos stiprumas su latitude (beta efektas) – tai verčia giras susispausti ir susidaryti stiprioms, siauresnėms vakarų pakrantės srovėms (pvz., Gulf Stream, Kuroshio).

Kuriuose vandenynuose ir kokios girų rūšys būna

Okeanografijoje terminas gyras dažniausiai taikomas didelėms paviršinėms, vėjo varomoms srovių sistemoms. Yra penkios pagrindinės subtropinės girų grupės: Šiaurės Atlanto, Šiaurės Ramiojo (Pacifikas), Pietų Atlanto, Pietų Ramiojo ir Indijos vandenyno girų. Be to, kai kuriose vietose susidaro subpoliarinės girios (pvz., Šiaurės Ramiojo subpoliarinė gija), kurios sukasi priešinga kryptimi ir turi kitokį poveikį klimatui ir biologijai.

Poveikis klimatui ir ekosistemoms

• Giros dalyvauja šilumos perdavimo procese – jos perneša šiltą vandenį link aukštesnių platumų ir šaltą vandenį link tropikų, todėl veikia regioninį klimatą.
• Stabili girų centro zona dažnai pasižymi mažesniu maistingųjų medžiagų pritekėjimu — tai sukuria mažai produktyvias „mirštančias zonas“, kuriomis pasižymi pavyzdžiui subtropinės girų dalys.
• Gyrų srovės sutelkia plūduriuojančias medžiagas — dėl to susidaro didelės atliekų sankaupos, pvz., žinomoji Didžioji Ramiojo vandenyno šiukšlių dėmė.
• Vakarų pakrantės stiprios srovės (western boundary currents) užtikrina mūsų regione maistinių medžiagų tiekimą ir paveikia žuvininkystę bei migracinius maršrutus.

Techniniai terminai (trumpai)

Ekmano spiralė – paviršinio sluoksnio judėjimo profilis, kai kiekvienas gylio sluoksnis yra nukreiptas šiek tiek kita kryptimi dėl kombinacijos tarp vėjo ir Koriolio jėgos. Geostrofinis balansas – būsena, kai slėgio gradientinė jėga yra pusiausvyroje su Koriolio jėga, todėl srautas juda palei izobarus (lygias slėgio linijas).

Praktiniai pastebėjimai

Nors dažnai girdime, kad Koriolio efektas „sukelia“ giras, svarbu pabrėžti, jog be vėjo, trinties ir slėgio gradientų Koriolio jėga vien savo iniciatyva jų nesukurtų. Trinties poveikis paviršiuje (ypač prie krantų) silpnina sukimąsi, tačiau atviro vandenyno sąlygomis trintis yra mažesnė ir girai gali būti labai ilgaamžės.

Apibendrinant: giros yra didelės, daugiasluoksnės vandenyno srovių struktūros, kurios atsiranda vėjo, Koriolio jėgos, trinties ir slėgio gradientų sąveikoje. Jos daro didelę įtaką planetos klimatui, jūrų biologijai ir žmogaus veiklai vandenynuose.

Kitos girios

Atogrąžų girės

Atogrąžų sūkuriai dažniausiai yra orientuoti į rytus-vakarus, o į šiaurę-pietus - nežymiai.

• Atlanto pusiaujo srovių sistema
• Ramiojo vandenyno ekvatorinės srovės sistema
• Indijos musoninės girės

Subtropinės girės

Subtropinio giros centras yra aukšto slėgio sritis, aplink kurią juda vandenynas. Aukštą slėgį centre lemia vakarų vėjai šiaurinėje girios pusėje ir rytų vėjai pietinėje girios pusėje. Dėl jų atsiranda trinties paviršinės srovės link platumos, esančios girios centre.

Subpoliarinės girės

Subpoliarinės girios susidaro didelėse platumose (apie 60°). Vandenynas juda aplink žemo slėgio sritį. Paviršinės srovės paprastai juda į išorę nuo sistemos centro.

Visos didesnės pasaulio girios

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra giria?

K.: Kas sukelia girį?

K: Kaip vandenyno srovės juda šiauriniame pusrutulyje?

K: Kaip vandenynų srovės juda pietų pusrutulyje?

K: Kas yra Koriolio jėga?

K: Kodėl giros stumiamos į rytinę žemynų pakrantę?

K: Kas atsveria sūkurių sūkuringumą?

Paieška pagal raidę