Все разобранные о волнении и приливах движения водных частиц в океане или имеют колебательный характер, или, если и сопровождаются передвижением частиц, как в приливных течениях, то на сравнительно небольшие расстояния и в течение коротких промежутков времени. Кроме подобных движений, в Мировом океане наблюдаются еще иные, при которых частицы воды переносятся на очень большие расстояния, тысячи миль, причем пути, направления и скорости этих движений в океане в некоторых пределах остаются одни и те же из года в год или в других случаях имеют периодический или даже случайный характер. Такие передвижения частиц воды называются океаническими течениями, или просто течениями. Океаническое течение нередко охватывает огромную массу воды, распространяясь широкой полосой не только по поверхности океана, но и захватывая слой некоторой глубины (вообще очень незначительный, особенно сравнительно с глубиной океана). Кроме таких движений воды в поверхностных слоях, океанические течения существуют и на различных глубинах, иногда очень больших, представляя собой подводные части и ветви одного общего круговорота океанических вод. Поверхностная система океанических течений составляет только часть этого круговорота, более обстоятельные сведения о коем только в самое последнее время начинают появляться в океанографии.
Разделение течений. Течения могут быть разделяемы на группы по различным внешним признакам, например, могут быть течения постоянного и периодического характера. Первые из года в год идут в среднем: по тому же самому направлению, сохраняют в тех же местах свою среднюю скорость и массу; вторые изменяют только что указанные свойства периодически (муссонные течения). Случайные обстоятельства также могут вызывать иногда довольно заметные, но кратковременные, или случайные, течения. Океанические течения всегда представляют перенос частиц воды из одного места океана в другое, и так как вода отличается очень большой теплоемкостью, то при таком переносе частиц последние очень медленно теряют свое тепло и, кроме того, сохраняют свою соленость. Таким образом, вода течений всегда обладает иными физическими свойствами, нежели та, среди которой идет течение; при этом, если температура воды течения выше таковой же в окружающей воде, то течение называют теплым независимо от числа градусов его температуры. Если же температура воды течения ниже окружающей, то течение будет холодное. Течение всегда захватывает некоторый слой воды в глубину, но бывают течения совершенно незаметные на поверхности, а существующие только на глубине. Первые называются поверхностными, а вторые — подводными, или глубинными. Наконец, могут быть течения, идущие близко у дна, тогда их называют придонными. По своему происхождению течения бывают: дрейфовыми, сточными и компенсационными (восполняющими). Под именем дрейфовых течений понимаются такие движения поверхностных вод, которые возникли исключительно вследствие трения (тангенциального — объяснение см. теорию Экмана) ветра о водную поверхность. Чисто дрейфовых течений, вероятно, и не существует в океанах, потому что всегда имеются налицо еще и другие причины, возбуждающие движение воды; однако в случаях, когда влияние ветра, как причины возникновения течения, является главнейшим, то такое течение-называют дрейфовым. Далее в описании течений во многих местах сделаны указания на подобные случаи. Течение называется сточным, когда оно есть последствие накопления воды, вызывающего в свою очередь изменение гидростатического давления в различных местах на тех же самых уровенных поверхностях разных глубин. Накопление воды может произойти от разных причин: и от влияния ветров, и от избытка притока пресных речных вод, или обильного выпадения атмосферных осадков, или таяния льдов. Наконец, на изменение гидростатического давления может влиять и неравномерное распределение плотности, и, следовательно, точно так же быть причиною возникновения сточного течения. Под компенсационным течением понимается такое движение воды, которое восполняет убыль воды (т. е. уменьшение гидростатического давления), происшедшую по какой-либо причине в некоторой области океана вследствие оттока воды. Вертикальные движения, постоянно происходящие в океане, носят названия или конвекционных движений, или просто поднятий и опусканий воды.
Биологические указания на существование течений. Животная и растительная жизнь в океанах находится в очень тесной связи с физическими свойствами среды, и потому наблюдения биологические, т. е. изучение распределения животных и растений, дают возможность делать заключения и о движении океанических вод как на поверхности, так и на глубинах. Изучение пелагического планктона (т. е. поверхностного планктона открытого океана и морей) принесло уже громадную пользу для улучшения и поднятия рыбных промыслов и в то же время позволило указать меры, чтобы промыслы не уничтожали сами себя, не были бы хищническим использованием запасов промысловых животных в морях. Вместе с этим изучение планктона дало возможность во многих случаях подтвердить заключения о том или ином распределении течений, выведенном из совершенно иных соображений, или высказать самостоятельные взгляды на источник происхождения глубинных вод в данном месте, а следовательно, и на общий характер движения вод на глубинах океанов. Подобные попытки в широком смысле были сделаны Клеве и А. Кларком, первым по вопросу о происхождении большей части массы воды, которая под именем северо-восточной ветви Гольфстрима, или, как теперь иногда называют, Атлантического течения, направляется между Шотландией и Фарерскими островами в Северно-Европейское море. По предположению Клеве, основанному на изучении распространения планктона, свойственного водам восточной части Атлантического океана, главная масса воды, участвующей в вышеупомянутом течении, имеет свое начало в течении, идущем от м. Доброй Надежды далее иа север, по мнению Клеве, под Экваториальным течением вдоль берегов Европы. Пока это предположение представляет совершенно единственную попытку высказать новый взгляд на глубоководную циркуляцию Атлантического океана; однако приведенный выше в виде примера гидрологический разрез Нансена показывает, что, начиная от Гибралтарского пролива до Фарерских островов, по-видимюму, действительно существует на глубинах движение воды к северу, причем часть воды, идущая на глубинах вдоль Ирландии на север, приносится из Средиземного моря. Конечно, отсюда еще нельзя выводить каких-либо твердых заключений, но и пренебрегать этими наблюдениями нельзя. Другим примером пользования биологическими указаниями при изучении течений служит работа того же Клеве о распределении по поверхности северного Атлантического океана фитопланктона, который только и может передвигаться, переносясь вместе с течениями. Согласно этому автору, растительный планктон, свойственный Антильскому течению, не распространяется в западной части океана далее 40° с. ш., т. е. севернее Гольфстрима. В свою очередь растительный планктон полярных вод встречается только в водах полярных течений вдоль берегов Гренландии и Лабрадора, не спускаясь на юг далее Ньюфаундлендской банки, т. е. до встречи Лабрадорского течения с Гольфстримом.
Фитопланктон тропического происхождения нередко встречается в Ла-Манше во вторую половину лета. Все это подтверждает распределение и границы теплых и холодных, соленых и более распресненных вод по поверхности Атлантического океана, добытых на основании совершенно иных данных.
А. Кларк, американский ученый,опубликовал свою работу э глубоководной циркуляции в океанах на основании распределения некоторых родов (Crinoids), которые живут прикрепленными ко дну, и потому и распределение их может происходить только медленно. Автор полагает, что подобному медленному распределению этого рода животных способствует совершающееся на глубинах медленное передвижение вод с юга на север, потому что разбираемый им род антарктического происхождения и требует для своего существования условий, свойственных этим водам. Потому автор думает, что расселение криноид могло происходить только при условии движения вод на больших глубинах из антарктических широт к северу; тем более, что и вообще животные встречаются в придонных слоях в большем числе в южных частях океанов, нежели в северных, следовательно, там условия для развития жизни более подходящие главным образом вследствие большого количества кислорода, содержащегося в водах. Кислород же был запасен этими водами в южных полярных широтах. Все сказанное вообще подтверждается и океанографическими данными распределения придонной температуры, солености и газов. Примером более частного случая пользования биологическими наблюдениями для изучения течений может служить следующий случай. В 1903 г. около устьев р. Эльбы в Северном море были найдены диатомовые водоросли вида Biddulphia-sinensis Greu, обычно встречающиеся только в водах Красного моря и Сиамского залива, вообще тропический вид берегового фитопланктона, обыкновенно требующий для своего существования температуры 26—27° и солености 36%о. Впоследствии опыты показали, что эта водоросль может менять свой удельный вес и, следовательно, приспособляться к водам разных соленостей и температур. По-видимому, эти водоросли были случайно занесены каким-либо судном, шедшим из тропиков в Гамбург. Отсюда они постепенно стали распространяться к северу вдоль Ютландии, потом по Скагерраку, и, наконец, в 1905 г. были найдены в глубинной воде в Гданьском заливе, в том именно слое воды, который, как удостоверено другими наблюдениями, приходит из Северного моря нижним течением в Балтийское море. Так как фитопланктон удерживается на плаву приспособлением своего удельного веса к таковому же среды, где он плавает, то в случае перехода течения из поверхностного в подводное вместе с ним опускаются и водоросли. Таким путем они и проникли в Балтийское море из Северного; обыкновенные поплавки не могли бы последовать за течением в глубину, потому в этом отношении фитопланктон может дать лучшие указания о распространении течений. Таким образом, физические, способы исследования течений были подтверждены биологическими данными и, обратно, последние могут указывать на необходимость океанографических исследований в какой-либо области. Способы обработки наблюдений течений, произведенных на судах, и их графического изображения на картах. Материалы относительно поверхностных течений в особенно большом количестве собраны плавающими суда;ми с помощью сопоставления обсервованного и счислимого мест корабля, эти сведения и служат основанием для составления картины течений в океанах. При обработке судовых наблюдений течений поступают подобно тому, как и при такой же работе для других океанографических наблюдений, т. е. прежде всего распределяют весь имеющийся материал по квадратам. При выборе величины квадрата принимают во внимание, какое пространство океана может быть принято однородным в смысле течений, а также количество имеющихся наблюдений и желаемую степень подробности обработки. Обычно квадраты не бывают более 10°, часто 5°, иногда 2 и даже 1°. Распределив материал по квадратам, его разбирают в каждом из них по месяцам, не обращая внимания на год наблюдения. Все наблюдения в каждом квадрате относят к его центру. Дальнейшая обработка отличается от того, как это делается для других элементов (температуры, солености, см. стр. 140); там выводили средние величины для центра квадрата, при обработке же течений прежде всего надо решить, какой способ изображения будет избран для выражения течений на карте, да вообще и сама обработка ведется иначе, как это дальше объяснено. Чтобы яснее представить характер работы и достигаемые результаты, далее приведены примеры карт течений, обработанных и представленных разными способами. В новейших обработках течений на картах введено важное усовершенствование (по почину голландцев), а именно способы изображения течений дают более точное понятие о важном свойстве течений — их устойчивости, т. е. насколько течение в данном месте сохраняет постоянный характер. Если просмотреть карты течений за разные месяцы или даже за один месяц для соседних мест, то нетрудно видеть, что даже самые постоянные течения в том же самом месте имеют заметные колебания; обыкновенно устойчивость их не превосходит 75—80%. Примером тому могут служить ниже приведенные образцы карт течений Индийского океана и у м. Доброй Надежды за два месяца. Обыкновенно везде помещаемые обзорные карты течений, дают значительно обобщенную картину течений, где последние выражены согласными-кривыми линиями, теплые — сплошными, холодные — прерывистыми линиями. Такие карты дают только общее понятие о системе поверхностных течений в океанах, в действительности же это явление далеко не отличается столь большим постоянством, как это можно было бы заключить, рассматривая одни только обзорные карты течений. Потому-то и важно введение в изучение течений и в способы их изображений на картах более точного выражения числом понятия об их устойчивости.

Обработка наблюдений в каждом квадрате. Обработка наблюдений течений для вывода равнодействующего направления течения в каждом квадрате производится следующим образом. Для получения равнодействующего направления каждое из наблюденных направлений течений разлагается на взаимно перпендикулярные составляющие по параллели и по меридиану, что очень легко производится по таблицам «разностей широт и отшествия» (табл. 4 и 5 «Мореходных таблиц» Главного гидрографического управления, издание 1905 г.), принимая затем течение за плавание, по нему находят соответственные курсу —направлению течения — разность широт и отшествие, которые и есть искомые составляющие по меридиану и по параллели. Приняв для противоположных направлений разные знаки, все составляющие в том же квадрате алгебраически складывают и по двум полученным суммам в тех же таблицах находят соответственный курс, дающий направление равнодействующего течения. Так выведенное среднее направление называется механическии средним. Среднюю же скорость находят, как арифметическое среднее из скоростей всех наблюдений. При нахождении по таблицам механического среднего направления течения одновременно получают из иих же и плавание; принимая его за скорость равнодействующего течения, находят отношение его к средней арифметической из всех наблюдавшихся скоростей, результат и будет устойчивость, которую выражают в процентах. Понятие об устойчивости течений введено было голландскими океанографами, к оно дает очень важные указания для науки и для морской практики. Например, если в каком-либо квадрате из 16 отдельных наблюдений течений все имели одинаковое направление, то устойчивость будет 100%. Если же каждое из наблюдений было различного направления, то, вычислив механическое равнодействующее (или, что то же самое, генеральный курс в сложном счислении пути корабля).
Способы изображения течений на картах. Первый прием обработки в изображении течений, здесь указанный, употребляется в английских морских изданиях. Сперва весь материал обрабатывается по квадратам размерами в 2—1°, для каждого из которых определяются равнодействующие течений. Все это наносится на карту крупного масштаба и затем обобщается, отчасти на глаз, и переносится на карты меньшего масштаба, предназначенные к изданию. На них течения обозначены волнистыми стрелками, тем более длинными, чем скорость течения больше; где наблюдений было много, у стрелок поставлено по две цифры, например 10—30, меньшая цифра соответствует наименьшей, а большая — наивысшей скоростям течений за 24 часа в этом месте. Если наименьшая цифра нуль, то, очевидно, течение в этом месте мало постоянно, неустойчиво. В местах, где заметных течений не обнаружено, на карте поставлен кружочек с точкою в центре. Где наблюдений мало, там стрелки без цифр и короткие. Пустые места на карте соответствуют отсутствию достаточного числа нблюдений; суда в океанах ходят по кратчайшим путям по времени, и, следовательно, в океанах есть и большие дороги и пространства, где суда бывают редко и случайно. Пределом точности определения течения принята величина 6 морских миль, потому каждое определение течения в 6 морских миль за 24 часа считалось за отсутствие течения. Материал, послуживший для составления карт течений, Английского адмиралтейства обширнее, нежели какой-либо иной. Для атласов трех океанов по 12 карт каждый были использованы наблюдения 5500 судовых журналов, имевшихся в Метеорологическом бюро, 13 000 журналов военного флота, начиная с 1830 г., после того как хронометры были сделаны обязательными при плавании в океане; 15 000 определений течений немецких судов; 9000 — французских судов н еще наблюдения голландских, австрийских и русских судов. Обработка продолжалась 8 лет. Кроме атласов для трех океанов, Английское адмиралтейство издало еще карту Мирового океана с течениями в среднем за год, выраженными таким же образом. Другой прием способа изображения течений заимствован из метеорологии, а именно способ роз течений; в этом случае обработка течений в каждом квадрате ведется, как и для роз ветров, т. е. все наблюдения разделяются на столько групп, для скольких направлений желают получить розу течений. Каждая роза строится для центра квадрата. Для примера часть карты течений северного Индийского океана за июль, заимствованная из голландского атласа, построенного на основании наблюдений голландских судов за время с 1856 по 1908 г. В каждом пятиградусном квадрате дана роза течений на 16 направлений. Числа в левом верхнем углу квадратов показывают широты и долготы его; числа в левом нижнем углу дают: знаменатель — число наблюдений, числитель — число наблюдений, когда течения не было, а оба числа вместе дают понятие вероятности розы течений. Скорость течений в морских милях за 24 часа выражена видом стрелок согласно приложенной шкале; чем стрелка толще и чем больше на ней усиков, тем и скорость больше. Устойчивость показана длиной стрелок по линейному масштабу, приложенному на карте, в процентах. Пустые квадраты остались там, где число наблюдений было недостаточно. Третий способ изображения течений дан на примере, взятом из немецкого атласа Индийского океана за январь. На карте обозначены по возможности все случаи отдельных наблюдений течений, каждое особой стрелкой: скорости за 24 часа в морских милях выражены толщиной стрелок, чем толще — тем скорость больше; на карте дана шкала скоростей. Случаи, когда течение не наблюдалось (или оно было меньше 6 морских милей за 24 часа), обозначены кружком в том месте, где это было. Для того чтобы дать понятие об устойчивости, в атласе для каждого месяца дана еще карта того же масштаба, где построены розы течений по квадратам, и там устойчивость выражена тем же способом, как и в голландском атласе. Обе карты вместе дают понятие и о степени вероятности течений. Атлас составлен на основании немецких и голландских наблюдений, общее число наблюдений было 221 979, а для января число их было — 19 795. Четвертый прием изображения течений показан на примере, заимствованном из голландского атласа для Игольного течения около южной оконечности Африки для октября и ноября. Течения показаны для каждого одноградусного квадрата одной равнодействующей всех наблюдавшихся направлении. Скорость в морских милях в 24 часа выражена толщиной стрелок и числом усов на них по шкале, приложенной на карте. Устойчивость выражена в процентах длиной стрелок, 75% устойчивости или более показаны стрелками от края до края квадрата, а меньшее число процентов показано соответственно более короткими стрелками в три четверти, половину и четверть этой наибольшей величины. Два последовательных месяца приведены здесь, чтобы видеть, насколько и столь устойчивое течение, как Игольное, все-таки меняется из месяца в месяц даже в средних за месяц величинах.