Prąd Zatokowy

Prąd Zatokowy to prąd oceaniczny na Oceanie Atlantyckim, który rozpoczyna się u wybrzeży Florydy w USA, a następnie przemieszcza się na wschód przez Atlantyk. Ma on duży wpływ na klimat regionów położonych wzdłuż jego trasy.

Prąd Zatokowy jest zjawiskiem globalnym, które wpływa na wzorce klimatyczne na świecie i jest szczególnie ważny w łagodzeniu klimatu krajów Europy Zachodniej, w szczególności Wysp Brytyjskich i północnych wybrzeży Półwyspu Skandynawskiego.

Na tym zdjęciu satelitarnym wyraźnie widać granicę między szybkim, ciepłym Prądem Zatokowym (dolna część) a spokojniejszymi wodami przybrzeżnymi u wybrzeży wschodnich Stanów Zjednoczonych.

Historia

Prąd Zatokowy został odkryty na początku XVI wieku przez hiszpańskich nawigatorów i początkowo nazwali go Prądem Florydzkim. W epoce żeglugi szlaki między Europą a Nowym Światem wyznaczano za pomocą wiatrów handlowych, zachodnich i związanych z nimi prądów, których położenie na mapie nie budziło wątpliwości. Prąd Zatokowy był początkowo czymś w rodzaju morskiej legendy: znali go ci, którzy stale się z nim stykali. Wielu doświadczonych kapitanów nauczyło się wykorzystywać jego siłę, poruszając się z prądem, lub przekraczać go w porę, gdy musieli płynąć w przeciwnym kierunku. Nie spieszyli się jednak z dzieleniem się swoją wiedzą z konkurentami, uważając sekret Prądu Zatokowego za swoją „własność intelektualną”, która dawała im przewagę na morzu.

Wybitny amerykański naukowiec i osoba publiczna Benjamin Franklin (1706-1790) jako pierwszy zbadał ten prąd, sporządził jego mapę w 1769 roku (za radą kuzyna – kapitana statku wielorybniczego) i nadał mu „popularną” nazwę Prąd Zatokowy (Golf to zatoka, Stream to strumień).

Franklin, mając najszerszy zakres zainteresowań, był przekonany, że nauka musi koniecznie przynieść korzyści. W szczególności celem badania prądów było opracowanie optymalnej trasy dla statków pocztowych.

Przed XX wiekiem ludzie mieli najbardziej ogólne wyobrażenia o naturze prądów oceanicznych. W czasach żeglugi uważano, że prądy powierzchniowe tworzą jedynie wiatry: na przykład tropikalne wiatry handlowe, wiejące stale ze wschodu, napędzały fale w kierunku zachodnim, tworząc wiatry handlowe. Na umiarkowanej półkuli południowej i w okołobiegunowym Roaring Forties na północy wieją wiatry zachodnie. Ale dlaczego południowe wiatry handlowe odchylają się na zachód, a północne na wschód? Później fizycy dodadzą teorię do intuicyjnych obserwacji marynarzy: tropikalne wiatry handlowe są przyspieszane przez ruch obrotowy Ziemi; wiatry wytwarzają prądy powierzchniowe w górnych 45 m oceanu, ale prądy te są zmuszone przez prawa fizyczne do poruszania się pod kątem do kierunku wiatru. Z tego powodu układ prądów Oceanu Atlantyckiego na półkuli północnej z grubsza przypomina wielką spiralę poruszającą się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara (a Prąd Zatokowy jest jednym z kluczowych ogniw tego łańcucha), a na półkuli południowej podobna spirala wije pierścień prądów w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (na świecie istnieje pięć głównych cykli oceanicznych). Jednocześnie kontury kontynentów również mają ogromny wpływ na trajektorię powierzchniowych prądów strumieniowych. Ale to nie wszystko: powstawanie prądów tłumaczy się obecnie połączonym działaniem sił Coriolisa (przyspieszenie obrotowe, które odchyla obiekt poruszający się po wirującej tarczy promieniście w kierunku przeciwnym do ruchu obrotowego), różnicami temperatury i zasolenia wody, zmianami ciśnienia atmosferycznego oraz oddziaływaniem z przemieszczającą się atmosferą; prądy dzieli się na dryfowe (wywołane wiatrem), gradientowe i pływowe (ponadto ocean ma tendencję do tworzenia wirów synoptycznych, seiche i tsunami)…

Ogólnie rzecz biorąc, istnieje złożona wielowarstwowa cyrkulacja oceanów światowych z zamkniętym systemem prądów oceanicznych, ciepłych prądów powierzchniowych i zimnych prądów głębinowych.Amerykański oceanograf Wallace Broker w latach 80. XX wieku zaproponował ogólny schemat pod kryptonimem „Global Ocean Conveyor”. Jednak cyrkulacja atmosfery i wód oceanów światowych nadal nie jest w pełni poznana.

Ciepły Prąd Atlantycki

W wąskim znaczeniu, „Prąd Zatokowy” to odcinek szerokiego, silnego prądu, który niesie ciepłe wody z południa na północ wzdłuż wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej, który zaczyna się w Cieśninie Florydzkiej, a kończy na Ławicy Nowofundlandzkiej.

To właśnie ten prąd jest oznaczany na mapach geograficznych jako Prąd Zatokowy. Następnie dzieli się na gałęzie i jedna gałąź zawraca do tropików, a druga zmienia krzywiznę i płynie do północnego Atlantyku (Prąd Północnoatlantycki).

Prądy oceaniczne tej wielkości, takie jak wiatry handlowe, wiatry zachodnie, Prąd Zatokowy i Kuroshiro, w dużej mierze decydują nie tylko o warunkach żeglugi i rybołówstwa, ale także o klimacie kontynentów, dlatego często porównuje się je do pulsu planety. Ale jeszcze częściej porównuje się je do rzek.

Jeśli pomyśleć o Prądzie Zatokowym jak o rzece i użyć odpowiednich określeń, to ta „rzeka” powstaje w pobliżu Bahamów w wyniku zbiegu dwóch „dopływów”: Prądu Florydzkiego (przedłużenie Prądu Jukatańskiego płynącego z Morza Karaibskiego do Zatoki Meksykańskiej między Kubą a Jukatanem), który wychodzi z silnym prądem przez wąski kanał między Kubą a Florydą, oraz Prądu Antylskiego. Nadmiar wody jest wypychany do Morza Karaibskiego przez Prąd Północny. Prąd Zatokowy czerpie większość swojego ciepła z Zatoki Meksykańskiej, jednego z najcieplejszych zbiorników wodnych na Ziemi.

Prąd płynie wąskim pasem wzdłuż wybrzeża aż do poziomu Karoliny Północnej i tam opuszcza strefę przybrzeżną, kierując się na północny wschód do otwartego oceanu.

Wzdłuż swojego biegu prąd tworzy wiry wzdłuż swoich krawędzi, od czasu do czasu odrywając się od głównego strumienia i tworząc odnogi – „ramiona”. Prąd Zatokowy dociera do cypla Wielkich Ławic Nowej Fundlandii, a następnie zmienia kierunek na wschodni i płynie przez północny Atlantyk w kierunku Europy, zmieniając swoją nazwę na Prąd Północnoatlantycki. Prąd Labradorski jest jedyną gałęzią, która zdołała oderwać się wcześniej, skręcając na północ w kierunku Islandii (Prąd Irmingera) i Grenlandii do Basenu Labradorskiego, a następnie zostaje pochłonięta przez Prąd Labradorski, aby dopełnić pierścień. Drugie „ramię” odchyla się od głównego prądu na południe, docierając wzdłuż wybrzeża Portugalii do Morza Śródziemnego, gdzie jest podchwytywane i okrążane przez Prąd Kanaryjski.

Tymczasem Prąd Północnoatlantycki (centralna kontynuacja Prądu Zatokowego) docierający do Wysp Brytyjskich i Skandynawii znacznie łagodzi tamtejszy klimat: średnie temperatury odbiegają od norm równoleżnikowych odpowiednio o 5-6 i 10-15 stopni.

Na północnych wybrzeżach Półwyspu Skandynawskiego prąd ten ma lokalne nazwy – Norweski i Nordkapp. Ślady Prądu Zatokowego można znaleźć nawet na Oceanie Arktycznym: jego ciepło resztkowe „ogrzewa” port w Murmańsku na Półwyspie Kola, gdzie żegluga jest możliwa przez cały rok, nawet gdy Morze Białe na południe od Archangielska jest zablokowane przez lód.

Co i gdzie niesie Prąd Zatokowy? Wodę (choć jedna ze współczesnych teorii przekonuje, że prądy mają cykliczny układ dynamiki fal i nie niosą materii). Ciepło, które znacząco łagodzi klimat zachodniej i północnej Europy.

Energia kinetyczna, którą ostatnio zaczęto zaprzęgać do pracy w urządzeniach takich jak turbiny wiatrowe, aby ją ekonomicznie wykorzystać. Żółwie morskie i węgorze, pomagając im w ich wielkich migracjach. Prąd w danym obszarze ma znaczenie dla nawigacji, przyspieszając ruch statków. Ogólnie rzecz biorąc, prąd zbiera i przenosi wszystko na swojej drodze, a to nie zawsze jest dobre: ciągnie za sobą masy alg, ropy, niebezpiecznych odpadów (nawozy chemiczne z plantacji) itd.

Prąd Zatokowy może zboczyć ze swojej trasy, ale zatrzymanie tego potężnego prądu, który powstał po zamknięciu Przesmyku Panamskiego około 3 milionów lat temu, jest w zasadzie niemożliwe. Nie można jednak tego samego powiedzieć o Prądzie Północnoatlantyckim: zależy on od wielu „zmiennych”, a jego silne osłabienia, znane jako oscylacje Dunsgaarda-Esgera, obserwowano 17 razy w ciągu ostatnich 60 tys. lat. Gdyby osłabienie Prądu Północnoatlantyckiego skierowało się całkowicie na południe w kierunku Afryki, byłaby to prawdziwa katastrofa dla Europy Zachodniej i Północnej.

Informacje ogólne

• Prąd odwadniający w Zatoce Meksykańskiej, który ma łagodzący wpływ na klimat w północnej i zachodniej Europie.
• Lokalizacja: Północny Atlantyk, biegnie wzdłuż wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej od cieśniny Floryda do wyspy Nowa Fundlandia.
• Kraje: USA.
• Wiek odkrycia: XVI wiek (żeglarze hiszpańscy).
• Pierwszy odkrywca i kartograf: Benjamin Franklin 1768-1770 i później.
• Prądy wstępne: Floryda i Antyle.
• Prądy odnogowe: Irmingera, Zachodniej Grenlandii, Północnego Atlantyku i jego odnóg.

Prąd Zatokowy jak wchodzi do oceanu z Cieśniny Florydzkiej

• Szerokość strumienia: około 75 km.
• Grubość strumienia: 700-800 m.
• Średni przepływ wody: 25 mln m3 /s (jest to 20 razy więcej niż przepływ wszystkich rzek).
• Średnia prędkość nurtu: 9-10 km/h.
• Temperatura wody na powierzchni: +24-28°C.
• Zasolenie: 36,0-36,9%o (przy powierzchni).
• Maksymalny przepływ: do 85 mln m3 /s (po połączeniu z Prądem Antylskim).

W rejonie Wielkiej Ławicy Nowofundlandzkiej

• Szerokość prądu: do 200 km.
• Średnia prędkość prądu: 3-4 km/h.
• Temperatura wody przy powierzchni: +10-20°C.
• Zasolenie: około 35%o (przy powierzchni).
• Maksymalna długość (aż do Spitsbergenu): do 10 000 km.

Klimat i pogoda

• Prąd Zatokowy ma ogromny wpływ na klimat północnego Atlantyku i przyległego Oceanu Arktycznego oraz na klimat w Europie, tworząc bardzo łagodne warunki dla północnych szerokości geograficznych.
• Średnia temperatura w styczniu odbiega od normalnej średniej równoleżnikowej w Norwegii o 15-20°C ze względu na ciepły prąd.

Gospodarka

• Prąd Zatokowy ma duże znaczenie dla żeglugi i rybołówstwa; jego energia kinetyczna może być wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej; jego decydujący wpływ na klimat światowy i na skład chemiczno-biologiczny oceanów świata jest niezaprzeczalny.

Zabawne fakty

• Prąd Zatokowy, na początku swojej podróży, przechodzi przez Trójkąt Bermudzki (pomiędzy Florydą, Bermudami i Puerto Rico), obszar na Morzu Sargassowym osławiony jako strefa anomalna, w której statki i samoloty znikają bez śladu.
• Opuszczając Zatokę Meksykańską, Prąd Zatokowy przenosi duże skupiska pływających glonów sargassowych i różnych gatunków ryb ciepłolubnych (w tym ryb latających) do Morza Sargassowego, odcinka oceanu, który nigdzie nie płynie, ale jest zawirowany zgodnie z ruchem wskazówek zegara przez prądy, w szczególności Prąd Zatokowy. Pomimo ogromnej ilości glonów, które stały się prawdziwą katastrofą dla żeglarzy, woda w Morzu Sargassowym jest cudownie przejrzysta: biały dysk można zobaczyć na głębokości 65,5 metra.
• Kolor wody w rejonie Prądu Zatokowego jest miękko niebieski, z zielonkawymi odcieniami pojawiającymi się w obszarach przybrzeżnych; granica między prądem a wodami oceanu – ciemnoniebieska i mniej przejrzysta – jest wyraźnie widoczna. Przezroczystość wody zmniejsza się z południa na północ.
• Tam, gdzie ciepły Prąd Zatokowy spotyka się z zimniejszym Prądem Labradorskim i styka się z chłodniejszym powietrzem, mgła jest prawie stała.
• Od czasu Przesmyku Panamskiego północny Atlantyk ocieplił się o 6-7 stopni, a południowa półkula z kolei ochłodziła się. Utworzył się Prąd Zatokowy. Tak więc klimat sprzyjający osobie w Europie powstał dzięki przesmykowi, który wytworzył globalną cyrkulację międzyoceaniczną.
• Golfsztrom nie zniknął od momentu, jak powstał Przesmyk Panamski, czyli ok. 3 mln lat, i raczej nie zniknie, ze względu na naturę, ale może zmieniać szerokości geograficzne, na których przecina Atlantyk. W zależności od tego, czy przepłynie na południe czy na północ, powstaną różne strumienie wilgoci i ciepła, bo kontrast z powietrzem będzie inny. Jeśli prąd popłynie na południe, ciepłe powietrze będzie zawierało więcej wilgoci i utworzą się silniejsze cyklony.
• Obciążona prądem zatokowym wyspa Tresco w południowo-zachodniej Wielkiej Brytanii słynęła w XIX wieku z ogrodów, w których uprawiano wiele różnych roślin, w tym subtropikalnych.