Între cele două învelişuri care îmbracă Pământul - atmosfera şi hidrosfera – curenţii oceanici îndeplinesc funcţia unei adevărate curele de transmisie. Ei influenţează curenţii atmosferici şi sunt determinaţi la rândul lor de mişcarea regulată a aerului din zona intertropicală şi din zonele temperate, stabilind legătura funcţională dintre straturile de la suprafaţa mărilor şi oceanelor şi straturile inferioare ale aerului care vin în contact deasupra Oceanului Planetar.

Se poate admite deci, drept cauză principală a producerii curenţilor, impulsia mecanică exercitată de vânturi la suprafaţa mărilor şi oceanelor unde se formează curenţii de împingere. Acest adevăr a fost dovedit prin experienţe şi confirmat pe plan istoric de numeroase călătorii ale navigatorilor antichităţii ţi evului mediu, care au folosit în deplasările lor pe apă, nu numai direcţia vânturilor regulate ci şi traseele curenţilor oceanici.

    De la călătoriile primilor mari navigatori ai lumii – polinezienii – care străbătuseră imensele spaţii ale oceanelor Pacific şi Indian şi până la celebrii descoperitori de pământuri noi - Vasco da Gama, Columb, Cook, etc. – navigaţia a urmat vânturile regulate şi traseele marilor curenţi ai globului.

    Dacă mişcarea valurilor şi mareelor sunt mişcări ondulatorii care nu modifică cu nimic repartiţia temperaturii şi salinităţii în apele marine, curenţii oceanici formează o adevărată circulaţie care schimbă starea fizică şi chimică a maselor de apă de pe suprafaţa Pământului şi chiar clima continentelor.

    Pentru o conducere în siguranţă a navei în zone de curenţi, se determină elementele curentului (direcţie şi viteză), şi elementele de mişcare ale navei proprii (drum deasupra fundului, viteza reală şi deriva navei).

    Aceste elemente se determină grafic în navigaţia estimată sau folosind noile aparate de navigaţie cum ar fi G.P.S-ul (care ne oferă direct drumul deasupra fundului şi viteza reală a navei precum şi o serie de alte informaţii), radarul (care ne arată – în funcţie de mişcarea relativă a unui punct fix şi direcţia navei – existenţa unui curent în zonă care produce o derivă egală cu unghiul dintre ele.

    1.2 Curenţi. Generalităţi

În oceanografie prin curenţi marini se înţelege mişcarea orizontală a maselor de apă.

Curenţii se caracterizează prin direcţie (grade azimutale, contându-se în sensul în care se deplasează masa de apă „curentul iese din compas”) şi prin viteză (exprimată în noduri, mile pe zi, etc.).

    Modul cum sunt în general imaginaţi curenţii marini ca nişte fluvii uriaşe ce curg prin mare sau ocean nu corespunde realităţii. Trebuie avut în vedere că deplasarea maselor de apă se produce sub influenţa a numeroase forţe externe sau interne variabile în timp şi spaţiu a căror rezultantă este greu de calculat sau prevăzut. Totuşi, pornind de la legile hidrodinamicii şi făcând o serie de generalităţi şi simplificări se poate ajunge la unele concluzii teoretice şi la posibilitatea de aplicare în activitatea practică.

    Dacă se urmăreşte o hartă a curenţilor oceanici, se constată că ei diferă ca formă, direcţie, temperatură, lăţime, lungime, etc. Particularităţile acestor curenţi sunt influenţate în primul rând de factorii generatori iar în al doilea rând de factorii modificatori. Dintre factorii care pot da naştere curenţilor menţionăm vânturile regulate şi periodice, forţa de gravitaţie şi mareele. De cealaltă parte, factorii care iau parte la modificarea formei direcţiei şi vitezei curenţilor sunt forţa Coriolis şi forţa de frecare.

    Curenţii de fricţiune sau impulsurile sunt generaţi de acţiunea vânturilor regulate sau periodice. Odată cu bătaia vântului care se menţine aproape tot timpul anului pe aceeaşi direcţie, asupra valurilor acţionează presiunea aerului provocând mişcarea maselor de apă. Curenţii provocaţi de vânturile regulate poartă numele de curenţi de derivă. Cei formaţi din acţiunea vânturilor periodice poartă numele de curenţi de vânt iar cei provocaţi de vânturi întâmplătoare şi temporare se numesc curenţi temporari de scurtă durată. Întrucât lungimea curenţilor de derivă depăşeşte zona în care acţionează vântul, ei sunt consideraţi – în regiunea de formare – curenţi forţaţi, iar dincolo de limitele acestor regiuni, curenţi liberi.

    Un alt factor care participă la formarea curenţilor marini este forţa de gravitaţie. Aceasta se manifestă prin diferenţa de nivel a apelor oceanelor, prin diferenţa de temperatură şi densitate şi prin procesul de compensaţie al apelor. Diferenţa de nivel a apelor oceanice se poate remarca de la o regiune la alta atunci când se ţine seama de bilanţul hidrologic. De pildă, în regiunile oceanice cu bilanţ hidrologic pozitiv – adică precipitaţii bogate – aport însemnat de ape continentale şi evaporaţie mică, nivelul apei creşte, provocând o mişcare spre direcţia regiunilor oceanice cu bilanţ hidrologic negativ (adică cu aport scăzut al apelor continentale, cu precipitaţii minime şi evaporaţie maximă). Curenţii rezultaţi în urma acestor procese se numesc curenţi de scurgere, dar dacă apele continentale participă cu ponderea cea mai mare atunci poartă numele de curenţi de debit. În această direcţie este suficient a se exemplifica prin curentul de debit al Floridei care rezultă din apele aduse de curentul Caraibilor şi cele provocate de vărsarea fluviului Mississippi. Tot curenţii de debit, cu direcţia de la ţărm spre larg, pot fi consideraţi şi cei din mările Kara şi Laptev, proveniţi din debitul bogat de apă adus de marile fluvii siberiene Obi, Enisei şi Lena.

    De asemenea diferenţa de temperatură şi densitate din apele unor regiuni marine, dă naştere unor curenţi a căror mişcare este îndreptată de la apele cu densitate mare spre cele cu densitate mai mică. Un asemenea exemplu îl poate constitui circulaţia de ape mai dense între Marea Marmara şi Marea Neagră şi între Marea Mediterană şi Oceanul Atlantic.     Circulaţia acestor curenţi are loc la anumite adâncimi, deoarece apele lor sunt sărate şi grele. La suprafaţă la naştere un curent invers, adică dinspre Marea Neagră spre Marea Marmara.

    Pe lângă aceşti curenţi se pot menţiona şi cei de compensaţie, rezultând din denivelările locale ale suprafeţelor oceanice în urma transporturilor de ape de către vânturi. Apele de compensaţie, venind de la o oarecare adâncime au o temperatură mai scăzută şi de aceea curenţii care-i formează sunt curenţi reci. Spre exemplu: Curentul Canarelor, Curentul Californiei,     Curentul Humboldt (Perului). S-ar putea menţiona şi curenţi de direcţie verticală, datorită mişcării de convecţie impusă şi convecţie liberă. Curenţii provocaţi de mişcarea de convecţie impusă se simt până la adâncimea de 50-80m, adică până la adâncimea unde poate acţiona vântul. Curenţii provocaţi de mişcarea de convecţie liberă se pot observa până la adâncimi de 200-300m. Ei se formează prin răcirea apelor de la suprafaţă, care, devenind mai grele, se amestecă cu cele de la adâncime dând naştere, în felul acesta, la curenţi verticali.

    Curenţii de maree. În afară de factorii analizaţi care provoacă mişcarea maselor de apă se poate lua în seamă şi dinamica undelor mareice. Undele de apă care au aspectul unor curenţi se pot forma în regiunea golfurilor, strâmtorilor sau în estuarele marilor fluvii. Curenţii mareici nu sunt prea răspândiţi, în schimb sunt caracterizaţi prin viteze foarte cunoscute.     Unii dintre ei pot atinge 8-12 noduri. De exemplu. în unele strâmtori (Malacca), după datele lui A. Guilcher (1965) curentul mareic atinge o viteză de 16 noduri. Aceeaşi viteză o au apele mareice la Salstrom (Norvegia), adică la punctul de trecere din mare în fiord. Viteza apelor este cu atât mai mare cu cât panta reliefului submarin şi locul strâmtorii sunt mai accentuate. Acolo unde aceste condiţii sunt mai atenuate curenţii mareici au viteze mai reduse. De exemplu în Golful Bava Fundy unda curentului are o viteză de 1,5 noduri iar în Golful Mont Saint Michel viteza curentului este mai mică decât în Canalul Mânecii.

    Un caz foarte interesant de curent mareic îl întâlnim în Strâmtoarea Messina rezultat din faptul că mareele se produc la intervale de timp diferite. Strâmtoarea Messina, lungă de circa 3 km leagă Marea Tireniană de Marea Ionică. Când în Marea Tireniană are loc fluxul mareic la naştere un curent cu viteza de circa 5 noduri îndreptat spre Marea Ionică. În momentul când fluxul a ajuns în Marea Ionică, curentul îşi schimbă direcţia dinspre Marea Ionică spre Marea Tireniană.

Concomitent cu acţiunea factorilor care participă la formarea curenţilor oceanici are loc şi acţiunea factorilor modificatori (forţa Corriolis şi forţa de frecare). Forţa Corriolis acţionează în primul rând asupra direcţiei curenţilor. Ca urmare a acestui fapt, curenţii din emisfera boreală vor fi abătuţi spre dreapta iar cei din emisfera australă vor fi abătuţi spre stânga. Forţa de frecare acţionează mai mult asupra vitezei curenţilor oceanici. Din cercetările făcute s-a observat că viteza curentului de apă scade pe verticală, pe măsură ce creşte adâncimea apei. Aceasta atât datorită faptului că trebuie să străpungă straturi de apă cu densitate diferită cât şi influenţa reliefului submarin în recifurile de mică adâncime. Viteza şi direcţia curenţilor marini mai este influenţată, în unele cazuri, de configuraţia ţărmurilor şi a bazinelor oceanice şi tipul reliefului submarin. În orice caz direcţia curentului de derivă va corespunde mai mult cu direcţia vântului dacă adâncimea mărilor nu va fi prea mare. Când curentul de derivă se află în apropierea ţărmurilor el se simte de la suprafaţă până la fund.

    Aproape niciodată nu vom întâlni curenţi marini care să fie provocaţi de o singură cauză, iar dacă avem în vedere şi forţele perturbatoare sus menţionate ne putem face o idee despre complexitatea fenomenului.

1.3 Clasificarea curenţilor

a) determinaţi de cauze externe (anemobarice, mareice):

• curenţi de derivă

• curenţi de pantă (gradient)

• curenţi de maree

 b) determinaţi de cauze interne (diferenţă de densitate):

• curenţi de densitate

 c) după poziţie:

• curenţi de suprafaţă (în stratul navigabil)

• curenţi de adâncime (în masa apei)

     • curenţi de fund (profundali) din imediata apropiere a fundului mării

d) după proprietăţile fizico-chimice (temperatură sau salinitate):

• curenţi calzi, reci, oceanici, salmastri

e) după modul de manifestare:

• curenţi cvasiconstanţi (permanenţi)

• curenţi temporari

• curenţi periodici (rotativi)

1.4 Principalele tipuri de curenţi

1.4.1 Curenţi de fricţiune:

În cazul cel mai simplu se presupune că vântul are direcţia şi viteza constante, densitatea apei este uniformă, iar marea este infinit de adâncă şi fără maluri. În acest caz singura forţă care provoacă mişcarea maselor de apă este forţa de frecare a aerului de la suprafaţa apei.

Pe baza unor cercetări îndelungate s-a stabilit că viteza curentului poate fi calculată cu ajutorul formulei: 

în care:

U – viteza curentului

A – coeficientul de proporţionalitate. De exemplu dacă U se obţine în noduri A=O,0247 iar dacă U se obţine în m/s, A=O,013;

V – viteza vântului în m/s 

  – latitudinea locului.

    Direcţia curentului de suprafaţă este abătută cu   faţă de direcţia încotro bate vântul. În figura 1.4.1 este reprezentată nomograma pentru calculul curenţilor de derivă.

    În cazul mării cu adâncime finită trebuie luat în consideraţie frecarea apei de fundul mării, care are ca efect micşorarea unghiului de abatere. Drept criteriu pentru adâncimea mării se la raportul H/D, unde:

Capitolul I 1

1 Curenţi 1

1.1 Introducere 1

1.2 Curenţi. Generalităţi 2

1.3 Clasificarea curenţilor 4

1.4 Principalele tipuri de curenţi 5

1.4.1 Curenţi de fricţiune: 5

1.4.2 Curenţi de pantă  (de gradient) 7

1.4.3 Curenţii de densitate 7

Capitolul II 9

2 Principalele sisteme de curenţi la nivelul globului terestru 9

2.1 Oceanul Atlantic 9

2.2 Oceanul Indian 30

2.3 Oceanul Pacific 43

Capitolul III 52

3 Manevra navei în zone de curenţi 52

3.1 Guvernarea navei 52

3.1.1 Efectul cârmei 52

3.2 Acţiunea curentului asupra navei 53

3.2.1 Nava având curentul din prova 54

3.2.2 Nava având curentul din travers 55

3.2.3 Nava având curentul din pupa 55

3.3 Deriva de curent 56

3.3.1 Influenţa curentului asupra deplasării navei 56

3.3.2 Rezolvarea grafică a problemelor de curenţi 58

3.4 Rezolvarea prin calcul a problemelor principale de navigaţie în curenţi 63

3.4.1 Determinarea punctului navei cu două relevmente succesive, la un singur obiect în zone de curent 67

3.4.2 Folosirea relevmentelor prova succesive din seria Traub pentru determinarea unghiului de derivă 68

3.5 Navigaţia radar în zone de curenţi 71

3.5.1 Determinarea elementelor curentului şi a elementelor de mişcare ale navei proprii pe drumul deasupra fundului 71

3.5.2 Determinarea elementelor curentului şi a schimbării de drum pentru trecerea la o anumită distanţă faţă de un punct fix. Determinarea noilor elemente de mişcare ale navei proprii pe drumul deasupra fundului. 73

3.6 Table pentru rezolvarea problemelor de navigaţie în curenţi 75

3.7 Manevra de ancoraj în zone de curenţi. 77

3.8 Ambosarea 79

3.9 Acostarea la fluviu 80

3.9.1 Acostarea navei fără fundarisirea ancorei. 80

3.9.2 Acostarea cu bordul, cu fundarisirea ancorei 81

3.10 Manevra de plecare la fluviu 83

Capitolul 4 85

4 Maree 85

4.1 Noţiuni asupra formării mareelor 85

4.2 Maree efective. Tipuri de maree. 89

4.3 Curenţii de maree 91

4.4 Navigaţia în zone cu curenţi de maree 93

4.4.1 Prevederea mareelor. Procedee aplicate în navigaţie 93

4.4.2 Metoda diferenţelor (constantelor). Utilizarea tablelor de maree conţinute în B.NA. 99

4.4.3 Calculul mareei folosind hărţile de navigaţie 102