Антарктическое циркумполярное течение

Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ, также Циркумполярное течение Западных Ветров) — это самое мощное океаническое течение в Мировом океане, опоясывающее Антарктиду в направлении с запада на восток. Оно является единственным течением, которое проходит через все меридианы Земли и соединяет воды Атлантического, Индийского и Тихого океанов, образуя единое циркумполярное кольцо. АЦТ играет ключевую роль в глобальном климате, океанической циркуляции и изоляции вод Антарктики от более тёплых низких широт.

История открытия и изучения

Первые наблюдения и гипотезы

Существование мощного течения, огибающего Антарктиду, было впервые постулировано в начале XIX века. В 1802 году немецкий географ и натуралист Александр фон Гумбольдт, анализируя данные о температуре воды в южных широтах, предположил наличие холодного течения, идущего вокруг Южного полюса. Однако систематические наблюдения начались только после открытия Антарктиды в 1820 году.

Экспедиции и научные исследования

В 1839–1843 годах британская экспедиция под командованием Джеймса Кларка Росса на кораблях «Эребус» и «Террор» провела первые замеры скорости и направления течения в Южном океане. Росс подтвердил существование мощного потока, движущегося на восток, и назвал его «Великим западным дрейфом». В конце XIX века экспедиция на судне «Челленджер» (1872–1876) впервые провела комплексные океанографические измерения, включая температуру, солёность и плотность воды на разных глубинах, что позволило уточнить границы течения.

В XX веке, с развитием гидрологических методов и спутниковой альтиметрии, стало возможным детальное картирование АЦТ. В 1950–1960-х годах советские и американские океанографические экспедиции в рамках Международного геофизического года (1957–1958) заложили основы современного понимания структуры течения. В 1990-х годах проект «World Ocean Circulation Experiment» (WOCE) предоставил первые глобальные данные о переносе вод АЦТ.

Физическая география и гидрология

Общие характеристики

Антарктическое циркумполярное течение является единственным океаническим течением, не имеющим континентальных преград на своём пути. Оно опоясывает Антарктиду между 40° и 60° южной широты, образуя так называемые «Ревущие сороковые» и «Неистовые пятидесятые» — зоны постоянных штормов и сильных западных ветров. Ширина течения составляет от 1000 до 2000 км, а глубина проникновения достигает дна океана (до 4000–5000 м), что делает его самым глубоким течением в мире.

Скорость и расход воды

Средняя скорость поверхностного течения составляет 0,4–0,8 м/с, однако в отдельных проливах, например, в проливе Дрейка, скорость может достигать 1,5–2,0 м/с. Полный объём переносимой воды (расход) оценивается в 130–150 миллионов кубических метров в секунду (Свердрупов, Sv). Для сравнения, это в 100 раз превышает расход всех рек мира вместе взятых и в 10 раз — расход Гольфстрима.

Структура течения

АЦТ не является однородным потоком. Оно состоит из нескольких струйных течений, разделённых зонами фронтов:

• Субантарктический фронт — северная граница течения, где холодные антарктические воды встречаются с более тёплыми субтропическими.
• Полярный фронт — центральная часть, характеризующаяся наибольшими градиентами температуры и солёности.
• Антарктический фронт — южная граница, примыкающая к шельфовым ледникам Антарктиды.

Между фронтами формируются круговороты и меандры, которые способствуют перемешиванию вод и переносу тепла.

Климатическое значение

Теплоизоляция Антарктиды

АЦТ выполняет функцию гигантского теплового барьера. Холодные воды, омывающие Антарктиду, изолируют её от проникновения тёплых вод низких широт. Без этого течения ледяной покров континента начал бы таять значительно быстрее, что привело бы к катастрофическому повышению уровня Мирового океана. Течение поддерживает устойчивую отрицательную температуру воды вокруг Антарктиды (от -1,8°C до +2°C), способствуя сохранению шельфовых ледников.

Глобальный конвейер

АЦТ является ключевым элементом глобальной термохалинной циркуляции — «океанского конвейера». Оно соединяет три океана, обеспечивая перенос тепла, солей и питательных веществ между ними. Течение участвует в формировании глубинных вод: в районе Антарктиды холодная солёная вода опускается на дно и распространяется по всему Мировому океану, обогащая его кислородом. Этот процесс называется антарктическим донным водообразованием.

Влияние на атмосферу

Взаимодействие АЦТ с западными ветрами создаёт зону интенсивного испарения и теплообмена. Это способствует формированию циклонов, которые движутся на восток, влияя на погоду в Южном полушарии — от Южной Америки до Австралии. Течение также регулирует распределение морского льда: его холодные воды способствуют сохранению ледяного покрова зимой и его таянию летом.

Биологическое значение

Продуктивность

АЦТ является зоной высокой биологической продуктивности. Вдоль фронтов течения происходит апвеллинг — подъём глубинных вод, богатых питательными веществами (фосфатами, нитратами, кремнием). Это создаёт благоприятные условия для фитопланктона, который служит основой пищевой цепи. Воды АЦТ — один из главных районов промысла криля (Euphausia superba), который, в свою очередь, является кормом для китов, тюленей, пингвинов и рыб.

Экосистемы

Течение формирует уникальные экосистемы. В зоне Полярного фронта обитают холодолюбивые виды рыб, такие как антарктическая серебрянка (Pleuragramma antarctica). Морские птицы (альбатросы, буревестники) и морские млекопитающие (киты, тюлени-крабоеды) используют АЦТ как миграционный коридор. Течение также ограничивает распространение теплолюбивых видов, предотвращая их проникновение в Антарктику.

Проливы и географические особенности

Пролив Дрейка

Пролив Дрейка, расположенный между Южной Америкой (мыс Горн) и Антарктическим полуостровом, является самым узким местом в системе АЦТ. Его ширина составляет около 800 км, а глубина — до 5000 м. Именно здесь течение достигает максимальной скорости и интенсивности. Пролив Дрейка — ключевая точка для мониторинга АЦТ, так как через него проходит весь поток вод, огибающих Антарктиду.

Другие проливы

Помимо пролива Дрейка, АЦТ проходит через проливы между островами Южных Шетландских, Южных Оркнейских и Южных Сандвичевых островов. Эти узкие проходы создают локальные зоны турбулентности и усиления течения. В Индийском океане течение огибает остров Кергелен, а в Тихом — острова Маккуори и Кэмпбелл.

Современные исследования и изменения

Изменение климата

АЦТ чувствительно к климатическим изменениям. Потепление вод Южного океана, зафиксированное с середины XX века, приводит к ускорению течения. По данным спутниковых наблюдений, скорость АЦТ увеличилась на 5–10% за последние 30 лет. Это связано с усилением западных ветров, вызванным изменением градиента давления между Антарктидой и низкими широтами.

Таяние ледников

Ускорение течения может усиливать таяние шельфовых ледников Антарктиды. Тёплые воды, проникающие под ледники, подтачивают их снизу, что ускоряет их разрушение. Особенно это заметно в море Амундсена и море Уэдделла, где АЦТ подходит близко к берегу.

Мониторинг

Для наблюдения за АЦТ используются спутники (например, Jason-3, Sentinel-3), дрейфующие буи (программа Argo) и глубоководные станции. Международные проекты, такие как «Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling» (SOCCOM), изучают влияние течения на углеродный цикл и климат.

Интересные факты

• АЦТ — единственное течение, которое не имеет северного или южного аналога. Оно полностью замкнуто на себя.
• В проливе Дрейка течение настолько мощное, что корабли, идущие на запад, вынуждены тратить на 30–40% больше топлива.
• Название «Циркумполярное течение Западных Ветров» отражает его связь с постоянными западными ветрами, которые являются его основной движущей силой.
• АЦТ переносит около 20% всего объёма воды, участвующей в глобальной океанической циркуляции.

Источники

• Орлов, А. В. «Океанология: Мировой океан и его части». — М.: Издательство МГУ, 2015.
• Рожков, В. А. «Гидрология Южного океана». — СПб.: Гидрометеоиздат, 2008.
• Иванов, Ю. А. «Циркумполярное течение: структура и динамика». — М.: Наука, 2003.
• «World Ocean Circulation Experiment (WOCE) Data Report». — 1998.
• «Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling (SOCCOM) Annual Report». — 2020.