تيار محيطي

التيارات المحيطية

التيارات المحيطية ocean current، هي كتل مائية عظيمة تتحرك في المحيطات ضمن مسارات محددة سطحياً وباطنياً مسافات طويلة تصل إلى آلاف الكيلومترات، وتفترق عما يحيط بها بخصائصها المتميزة فيزيائياً وكيمياوياً وحيوياً، وتؤثر بفعالية في الأوساط الطبيعية التي تمر بها.

والتيارات المائية نتاج علاقات معقدة بين الغلافين الجوي الأرضي (التروپوسفير) والمائي المحيطي، وهي وسيلة تبادل مادي وطاقي داخل الكتلة المائية، وبينها وبين الغلاف الجوي المجاور.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الوظيفة

أهم التيارات المحيطية السطحية (المصدر: NOAA)

جهاز قياس التيارات المحيطية

الأهمية

خريطة العالم لعام 1943 موضح عليها التيارات المحيطية.

التصنيف

استناداً إلى ذلك فإن للتيارات مسببات متعددة، الأمر الذي أدى إلى تباين في الأسس المعتمدة لتصنيفها، لذا يميز فيها:

التصنيف بحسب المنشأ: أي بحسب نوعية العوامل أو القوى التي أوجدت التيارات، كالرياح والكثافة والضغوط الجوية.^[1]
التصنيف بحسب العمق: تيارات سطحية وانتقالية وعميقة وقاعية.
التصنيف بحسب حرارة الماء: هنالك تيارات حارة مالحة وأخرى باردة أقل ملوحة.
التصنيف بحسب مظهر الحركة: أي تيارات مائية خطية كتيارات الرياح التجارية الاستوائية والغربية في النطاق المتوسط الجنوبي، وتيارات دوامية تدور حول مركز مشترك، أو تنطلق منه، كما في مراكز الضغوط المنخفضة والمرتفعة.
التصنيف بحسب الديمومة: تيارات تتحرك على مدار السنة، وأخرى فصلية، وبعضها طارئ مؤقت.

وتشارك عوامل متعددة في صنع التيارات، وتؤثر في فعالية جريانها واتجاهاتها، منها:

قوة الأرض الحارفة (كريئوليس) التي تحرف حركة الأجسام يميناً في نصف الأرض الشمالي ويساراً في جنوبها.
قوة الاحتكاك السطحية والعميقة المثبطة لحركة جزيئات الماء.
القوة النابذة للأرض، وتلاحظ في الحركات المائية الدوامية المغلقة المحدودة المساحة نسبياً، ولا تظهر في الدوامات الواسعة كثيراً، كما في مراكز الضغوط العالية التجارية. أما تأثير القوة الحارفة، فلا يمكن إهمالها في أي حركة مائية جريانية، وتتباين فعالية القوة بحسب درجات العرض، فتكون صفراً في خط الاستواء، وتبلغ أقصى قيمة لها في القطبين، وهذا ما يفسر الحركة المستقيمة للتيارات المائية الاستوائية.

التيارات الانحدارية

تقسم إلى:

أ- جريانية

ب- كثافية

التيارات الجريانية

سببها تباين في مستويات البحار والمحيطات أو بين حوضين بحريين متجاورين، وعوامل رفع المستوى قد يكون بسبب قوة دفع الرياح الفاعلة باتجاه واحد، كما في التيارات النطاقية، أو بسبب الهطول الغزير في جهة ما من البحر أو المحيط، وقد يكون السبب تدفق مياه الأنهار الكبيرة إلى المحيطات والبحار، كنهر الأمازون والنيل. أما مسببات خفض مستوى سطح الماء فإنها تبخرية أساساً، إذ تتباين فعالية وقيم التبخر بين حوضين مائيين متجاورين، أو ضمن البحر نفسه أو المحيط، وخير مثال على ذلك تباين مستوى الماء بين خليج عدن والبحر الأحمر، فمستوى الأخير أدنى من مستوى الأول لشدة التبخر في البحر الأحمر، وكذلك الحال بالنسبة إلى البحر المتوسط الأكثر تبخراً والأجزاء المجاورة له من الأطلسي الأقل تبخراً والأعلى مستوى. وتعمل التيارات الجريانية على إعادة التوازن لسطوح البحار والمحيطات.

تيارات الكثافة

هي نتاج التباين الواضح في كثافة الماء سطحياً، أو ضمن عمق واحد بسبب الاختلاف في توزع قيم الحرارة والملوحة أفقياً. ومن المعروف أن الكثافة المتوسطة للمحيطات تختلف من محيط إلى آخر، ويلاحظ أن مياه النصف الشمالي أقل كثافة من مياه النصف الجنوبي، وأدنى قيم للكثافة في المياه الاستوائية وأكبرها في القطبين، وهذا يساعد على ظهور التيارات المائية الكثافية السطحية، أما في الطبقات العميقة فإن قيم تباين الكثافة أدنى بكثير.

تحتل المياه الباردة القطبية المنشأ بسبب كثافتها العالية قيعان المحيطات، بينما تتناقص قيم الكثافة مع الارتفاع نحو الأعلى، وبسبب التباين الكثافي يظهر بين الكتل المائية المختلفة كثافة برزخ، يميز كل كتلة أو بحر من سواه.

إن سرعة حركة التيارات الكثافية بسيطة جداً، وتظهر بوضوح في حركة المياه الدوامية القطبية والمياه الحلزونية (السيكلونية) الحركة العميقة في العروض العليا.

تصل السرعة الأفقية للمياه إلى بضعة سنتيمترات في الثانية في الطبقة السطحية، وتتدنى إلى (1-0.1سم/ثا) عند القاع. أما الحركة الشاقولية فإنها أقل بكثير.

عندما تكون الكتل المائية العميقة أكثر سكوناً وتجانساً، فإن الحركة الشاقولية للماء، بسبب تباين الكثافة، تكون أكثر وضوحاً من الحركة الأفقية داخل الكتلة. في هذه الحالة تتوازى سطوح الضغط المائي المتساوي وسطوح الكثافة المتساوية. ولكن عندما تتقاطع هذه السطوح تتزايد فعالية الحركة الكثافية للماء.

وهكذا، وبسبب تباين قيم الكثافة، تبدأ جزيئات الماء بالحركة أفقياً وشاقولياً، وذلك لأن المياه الأكثر كثافة ستغوص نحو الأسفل، وستظهر تيارات معاكسة مكونة تيارات حملانية convection، ويلاحظ أن حركات الغوص نشطة في المياه العالية التبخر، كما في المياه المدارية والمياه العالية الكثافة سطحياً، وكما في العروض القطبية وشبه القطبية وفي العروض المتوسطة شتاء، وكذلك في مناطق الجبهات المائية.

من أمثلة تيارات الكثافة، التيارات المائية الأطلسية الأقل كثافة الداخلة سطحياً عبر مضيق جبل طارق إلى البحر المتوسط، والتيارات المائية المتوسطية (بالمقابل) العميقة الذاهبة إلى المحيط الأطلسي، والتي تنتشر بعيداً في مياهه.

التيارات المدّية-الجزرية

ترتبط حركة التيارات هذه بقوى الجذب القمرية والشمسية وقوة النبذ الأرضية. وهي حركة يومية أو نصف يومية أو مختلطة، وتشمل الحركة الكتلة المائية بأكملها، بينما الأشكال الأخرى لحركة المياه السطحية تتباطأ وتنعدم مع العمق. وسرعة الأمواج الناشئة عن هذه الحركة تقارب في أواسط المحيطات (كيلو متر واحد في الساعة) في حين تصل في المضائق إلى (20-22كم/سا)، والحركة هنا مستقيمة تقدمية وارتدادية، تنحرف حركة التيارات في عرض المحيطات تدريجياً، لتأخذ شكلاً دورانياً وتحقق دورة كاملة، بحسب اتجاه عقارب الساعة في النصف الشمالي للأرض، وعكسها في النصف الجنوبي، وذلك في 24 ساعة و50 دقيقة إن كانت الحركة يومية، و12 ساعة و25 دقيقة إن كانت نصف يومية.

التيارات الاحتكاكية

سبب هذه الحركة قوة الرياح الضاغطة والمحتكة بالماء، ومما ييسر هذه الحركة الطبقة تحت السطحية (طبقة الانزلاق) الأكثر كثافة. تُميز في هذه التيارات الاحتكاكية التيارات المؤقتة (الفصلية، الطارئة، القصيرة الأمد). وسببها الهبات الريحية غير المنتظمة أو المتبدلة فصلياً، وهناك من يسميها التيارات الهوائية.

تيارات الانسياح

تمثل التيارات المائية الأساسية في المحيطات والبحار، وهي دائمة الحركة لثبات حركة الرياح وهي حركة سطحية.

إن سرعة تيارات الانسياح كبيرة، مقارنة مع التيارات الباطنية العميقة، وتعادل وسطياً في المحيط الهندي 19.3سم/ثا و12.3سم/ثا في المحيط الهادئ و11.6سم/ثا في المحيط الأطلسي، وقد تصل السرعة في بعض الحالات إلى 24-25سم/ثا.

وفي الواقع، فإن سرعة الحركة تتزايد مع تزايد سرعة وفعالية الرياح، ولكنها تتناقص مع تزايد خطوط العرض تحت تأثير قوة الأرض الحارفة.

وقد توصل العالم إيكمان Ekman إلى بعض النتائج المهمة المؤثرة في سرعة واتجاه التيارات، وذلك انطلاقاً من فرضية تقول بوجود بحر متجانس كثافة مع شواطئ بعيدة كثيراً عن أماكن جريان التيارات المائية، وبحار شديدة العمق ورياح دائمة الهبوب وثابتة السرعة، ومن هذه النتائج:

- ارتباط سرعة حركة التيار مع سرعة حركة الرياح.

- تنحرف التيارات المائية تحت تأثير قوة الأرض الحارفة بزاوية مقدارها 45 درجة عن اتجاه الرياح، يميناً في النصف الشمالي للأرض ويساراً في جنوبها.

- يزداد الانحراف حدة مع تزايد العمق، ويصبح اتجاه التيار بعد بلوغه عمقاً معيناً عكس اتجاه التيار السطحي. وتتناقص سرعة الجريان مع العمق، وتعرف الطبقة التي ينحرف فيها التيار عكسياً بطبقة الاحتكاك العميقة، ويرتبط عمقها بدرجات العرض وسرعة الرياح، ولسرعة الرياح الدور الأهم:

- إذا ما سار تياران مائيان سطحيان متوازيان يظهر بينهما تيار معاكس في الاتجاه، كالتيار الاستوائي الغربي الواقع بين التيارين التجاريين الشمالي والجنوبي.

- إذا ما سار تيار مائي محيطي في مياه متزايدة العمق ينحرف يساراً.

- يرى العالم ف . ن ميلكوف F.N.Milkov وجود ست حلقات تيارية دوامية ما بين القطبين، فيما لو كان الاتصال محيطياً بين القطبين مثالياً، وتأثير القارات أدنى ما يمكن والحلقات هي:

الاستوائية الشمالية والجنوبية، والمدارية الشمالية والجنوبية وشبه المدارية وشبه القطبية الشمالية والجنوبية.

ويشوه هذه الصورة التي أوردها العالم ميلكوف وجود القارات التي تؤثر في حركة الرياح، بتأثيرها في مراكز الضغوط الجوية المنخفضة والمرتفعة، ومع ذلك توجد في المحيطات وبوضوح متباين الكثير من الدوامات المائية الكبرى غير المغلقة تماماً، وهي: الدوامة الأنتيسيكلونية الاستوائية، والمدارية السيكلونية الشمالية والجنوبية وشبه المدارية الأنتيسيكلونية الشمالية والجنوبية والدوامة القطبية الجنوبية والسيكلونية في العروض العليا والقطبية الشمالية الأنتيسيكلونية.

وتشاهد ضمن هذه الحلقات الدوامية مراكز الضغوط التالية:

المدارية وتشمل خمسة مراكز هي: (الآزوي، الهاوائي، الأطلسي الجنوبي، الهادئ الجنوبي، والهندي الجنوبي).
الاستوائية.
المعتدلة وتشمل مركز ضغط آيسلندة والأليوشي.
الهندي الموسمي.
القطبي الشمالي والجنوبي.

قبل استعراض التيارات المائية الأساسية، يجب الإشارة إلى سيطرة التيارات الباردة في شرق القارات والحارة في غربها، وخاصة في العروض المدارية وشبه المدارية، وعكس ذلك في العروض المتوسطة، ويلاحظ أن مناطق التيارات الحارة هي الأكثر هطلاً.

أما أبرز التيارات المحيطية فتنشأ نتيجة آلية معروفة:

تدفع فيها الرياح التجارية القوية في العروض المدارية المياه الحارة غرباً من غربي القارات، فاسحة في المجال لظهور المياه الباطنية العميقة وصعودها إلى السطح، لتكون التيارات المائية الباردة في غرب القارات، كتيار الكناري في الأطلسي، وتيار كاليفورنية، ثم تيار البيرو والبنغويلا والتيار الغربي الأسترالي.

فيظهر على طرفي خط الاستواء تياران مائيان حاران وكبيران، هما تيار التجاريات الشمالي والجنوبي.

ويظهر التياران واضحين أيضاً في المحيطين الهادئ والأطلسي، أما في المحيط الهندي، فلا يظهر سوى التيار التجاري الجنوبي فقط، أما الشمالي فتؤثر في اتجاهه الرياح الموسمية الفصلية، ويظهر بين التيارين التيار الاستوائي المعاكس أي يتجه غرباً بدلاً من الشرق. وعندما يبلغ التياران سواحل القارة الأمريكية يتفرعان: التجاري الجنوبي في الأطلسي، يتفرع إلى البرازيلي والغوياني، ويتحد هذا الأخير مع التجاري الشمالي ويتجه شمالاً نحو فلوريدة، ويدخل جزئياً خليج المكسيك، ومن هنا يبدأ ظهور تيار الخليجgulf stream الذي يتجه إلى شبه جزيرة نيوفاوندلاند.

أما في المحيط الهادئ، فيشاهد أن التيارين التجاريين يزحفان إلى شواطئ آسيا وأسترالية، لذا يظهر تيار أسترالية الشرقي كفرع من التجاريات الجنوبية، ويتفرع من التجاري الشمالي تيار كوروسيفو، نظير تيار الخليج في الأطلسي. ويمتد كل من التيارين في المحيطين الأطلسي والهادئ حتى خط العرض 40 شمالاً. وفي المحيط الهندي ينشطر التجاري الجنوبي إلى التيار الصومالي وتيار رأس إيغول (مدغشقر).

يرتبط ظهور كل ما ذكر من تيارات تجارية أساسية وفرعية بمراكز الضغوط العالية المدارية (آزور، الهاوائي، الهندي الجنوبي، الهادئ الجنوبي والأطلسي الجنوبي)، إذ إن حركة رياحها الدوامية هي السبب الرئيسي في ظهور التيارات المائية الحارة، ففي الأطراف الشرقية لهذه المراكز تيارات مساقة، تلتحم فيما بعد مع التيار التجاري الأساسي، وتنحرف في الأجزاء الغربية نحو العروض الوسطى. أما رياح الأجزاء الشمالية من الدوامة الأنتيسيكلونية فإنها تتسبب في عودة بعض المياه إلى العروض المدارية بل حتى الاستوائية.

تتكرر الصورة نفسها في النصف الجنوبي للأرض، ولكن باتجاه معاكس للتيارات المائية السابقة، تحت تأثير قوة كريئوليس الحارفة، إذ تتحرك مراكز الدوامات الأنتيسيكلونية المائية مدفوعة غرباً، مقارنة مع مراكز الضغوط العالية، لذا فإن مياه التيارات شبه المدارية تحتل شريطاً ضيقاً في غربي المحيطات، ممثلة بتيار الخليج والبرازيل وإيغول وكوروسيفو، وسبب الانحراف هنا تأثير قوة انحراف كريئوليس والدوامات الهوائية السيكلونية.

يقع كل من تياري الخليج وكوروسيفو في العروض المتوسطة الشمالية (40-50 درجة) تحت تأثير قوة دفع الرياح النطاقية الغربية، يتكون تياران دافئان هما: تيار شمال الأطلسي والتيار الهادئ الشمالي.

تختفي كل من التيارات البرازيلي والإيگولي والأسترالي الشرقي عند خط عرض (35) جنوباً، إذ تصب في مياه التيار الغربي الكبير البارد المدفوع بالرياح الغربية، والذي يحيط بكامل النصف الجنوبي للأرض، في الجزء الغربي من المحيط المتجمد الشمالي تحت اسم تيار غرينلند الشرقي، والتيار اللابرادوري، وكلاهما باردان ويدفعان بمياههما جنوباً نحو السواحل الشرقية لكندا والولايات المتحدة. أما في شرقي هذا المحيط فيصادف الكثير من الدوامات التيارية التي تسببها حركة الرياح الشمالية الشرقية.

في شمالي المحيط الهادئ، تندفع مياه تياري كامتشاتكة وكوريل، وهما باردان ويصل تأثيرهما حتى جزيرة هوكايدو اليابانية.

وهكذا يلاحظ تشابه واضح في مسارات التيارات في كل من المحيطين الهادئ والأطلسي، مع الإشارة إلى أن المياه الاستوائية-المدارية الحارة في النصف الشمالي (تيار الخليج، كوروسيفو)، تذهب بعيداً حتى العروض العليا، في حين تختفي مثل هذه المياه في النصف الجنوبي (تيار البرازيل، إيغول) الأسترالي الشرقي، عند خط عرض (35) جنوباً. وكذلك فإن المياه الباردة القطبية المنشأ في النصف الجنوبي، تندفع من خلال التيار البيروني والبنغويلي شمالاً حتى العروض الاستوائية، في حين تكاد التيارات القطبية الشمالية (لابرادور، كامتشاتكة) تصل إلى خط العرض (45).

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

انظر أيضا

المصادر

^ شاهر جمال آغا. "التبارات المحيطية". الموسوعة العربية. Retrieved 2011-07-20.

المراجع

المحيط الهادئ، معهد علوم البحار (موسكو ـ لنينگراد 1976).
المحيط الأطلسي، معهد علوم البحار (موسكو ـ لنينگراد 1979).
المحيط الهندي، معهد علوم البحار (موسكو ـ لنينگراد 1975).
Hansen, B.; Østerhus, S; Quadfasel, D; Turrell, W (2004). "Already the day after tomorrow?". Science. 305 (5686): 953–954. doi:10.1126/science.1100085. PMID 15310882. {{cite journal}}: More than one of |first1= and |first= specified (help); More than one of |last1= and |last= specified (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Kerr, Richard A. (2004). "A slowing cog in the North Atlantic ocean's climate machine". Science. 304 (5669): 371–372. doi:10.1126/science.304.5669.371a. PMID 15087513. {{cite journal}}: More than one of |first1= and |first= specified (help); More than one of |last1= and |last= specified (help)
Munday, Phillip L. (2008). "Climate change and the future for coral reef fishes". Fish and Fisheries. 9 (3): 261–285. doi:10.1111/j.1467-2979.2008.00281.x. {{cite journal}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Rahmstorf, S. (2003). "Thermohaline circulation: The current climate". Nature. 421 (6924): 699–699. doi:10.1038/421699a. PMID 12610602. {{cite journal}}: More than one of |first1= and |first= specified (help); More than one of |last1= and |last= specified (help)
Roemmich, D. (2007). "Physical oceanography: Super spin in the southern seas". Nature. 449 (7158): 34–35. doi:10.1038/449034a. PMID 17805284. {{cite journal}}: More than one of |first1= and |first= specified (help); More than one of |last1= and |last= specified (help)