Как изменяется температура поверхностных вод в океане: Как изменяется температура поверхностных вод в Атлантическом океане по широте? Как вы думаете, почему?

От чего зависит температура воды в океане? Как изменяется соленость океанических вод От чего зависит соленость океанических вод.

Вода — простейшее химическое соединение водорода с кислородом, однако океанская вода — универсальный однородный ионизированный раствор, в состав которого входят 75 химических элементов. Это твердые минеральные вещества (соли), газы, а также взвеси органического и неорганического происхождения.

Вола обладает множеством различных физических и химических свойств. Прежде всего они зависят оглавления и температуры окружающей среды. Дадим краткую характеристику некоторым из них.

Вода — это растворитель. Поскольку вода является растворителем, можно судить о том, что все воды — это газо-солевые растворы различного химического состава и различной концентрации.

Соленость океанской, морской и речной воды

Соленость морской воды (табл. 1). Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью, которая измеряется в промилле (%о), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.

Таблица 1. Содержание солей в морской и речной воде (в % всей массы солей)

Основные соединения	Морская вода	Речная вода
Хлориды (NaCI, MgCb)
Сульфаты (MgS0 4 , CaS0 4 , K 2 S0 4)
Карбонаты (СаСОд)
Соединения азота, фосфора, кремния, органические и прочие вещества

Линии на карте, соединяющие точки с одинаковой соленостью, называют

изогалинами.

Соленость пресной воды (см. табл. 1) в среднем равна 0,146 %о, а морской — в среднем 35 %о. Растворенные в воде соли придают ей горько-соленый вкус.

Около 27 из 35 граммов составляет хлористый натрий (поваренная соль), поэтому вода соленая. Соли магния придают ей горький вкус.

Поскольку вода в океанах образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, соленость ее была изначальной. Есть основания предполагать, что на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился не позже протерозоя.

Помимо хлоридов, сульфитов и карбонатов в морской воде обнаружены почти все известные на Земле химические элементы, в том числе и благородные металлы. Однако содержание большинства элементов в морской воле ничтожно, например, золота в кубометре воды выявлено лишь 0,008 мг, а на наличие олова и кобальта указывает их присутствие в крови морских животных и в донных осадках.

Соленость океанских вод — величина не постоянная (рис. 1). Она зависит от климата (соотношения осадков и испарения с поверхности океана), образования или таяния льдов, морских течений, вблизи материков — от притока пресных речных вод.

Рис. 1. Зависимость солености вод от широты

В открытом океане соленость колеблется в пределах 32- 38%; в окраинных и средиземных морях колебания ее значительно больше.

Особенно сильно на соленость вод до глубины 200 м влияет количество выпадающих и испарение. Исходя из этого можно говорить, что соленость морской воды подвержена закону зональности.

В экваториальных и субэкваториальных районах соленость составляет 34 %с, потому что количество выпадавших осадков больше воды, затраченной на испарение. В тропических и субтропических широтах — 37 так как осадков мало, а испарение велико.

В умеренных широтах — 35 %о. Наименьшая соленость морской воды наблюдается в приполярных и полярных областях — всего 32 так как количество осадков превышает испарение.

Морские течения, сток речных вод и айсберги нарушают зональную закономерность солености. Например, в умеренных широтах Северного полушария соленость вод больше около западных берегов материков, куда с помощью течений приносятся более соленые субтропические воды, меньшая соленость воды — у восточных берегов, куда холодные течения приносят менее соленую воду.

Сезонное изменение солености воды происходит в приполярных широтах: осенью за счет образования льда и уменьшения силы речного стока соленость увеличивается, а весной-летом за счет таяния льда и усиления речного стока соленость уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды в летний период соленость становится меньше в результате таяния близлежащих айсбергов и ледников.

Самый соленый из всех океанов — Атлантический океан, наименьшую соленость имеют воды Северного Ледовитого океана (особенно у азиатского побережья, близ устьев сибирских рек — менее 10 %о).

Среди частей океана — морей и заливов — максимальная соленость наблюдается в областях, ограниченных пустынями, например, в Красном море — 42 %с, в Персидском заливе — 39 %с.

От солености воды зависят ее плотность, электропроводность, образование льда и многие другие свойства.

Газовый состав океанской воды

Кроме различных солей, в водах Мирового океана растворены разные газы: азот, кислород, диоксид углерода, сероводород и др. Как и в атмосфере, в океанских водах преобладают кислород и азот, но в несколько других пропорциях (например, общее количество свободного кислорода в океане 7480 млрд т, что в 158 раз меньше, чем в атмосфере). Несмотря на то что газы занимают сравнительно мало места в воде, этого достаточно, чтобы оказывать влияние на органическую жизнь и различные биологические процессы.

Количество газов определяется температурой и соленостью вод: чем выше температура и соленость, тем меньше растворимость газов и ниже их содержание в воде.

Так, например, при 25 °С в воде может раствориться до 4,9 см /л кислорода и 9,1 см 3 /л азота, при 5 °С — соответственно 7,1 и 12,7 см 3 /л. Из этого вытекают два важных следствия: 1) содержание кислорода в поверхностных водах океана значительно выше в умеренных и особенно полярных широтах, чем в низких (субтропических и тропических), что сказывается на развитии органической жизни — богатстве первых и относительной бедности вторых вод; 2) в одних и тех же широтах содержание кислорода в водах океана зимой выше, чем летом.

Суточные изменения газового состава воды, связанные с колебаниями температуры, невелики.

Наличие в океанской воде кислорода способствует развитию в ней органической жизни и окислению органических и минеральных продуктов. Главным источником кислорода в океанской воде является фитопланктон, называемый «легкими планеты». В основном кислород расходуется на дыхание растений и животных в верхних слоях морских вод и на окисление различных веществ. В интервале глубин 600-2000 м расположен слой кислородного минимума. Небольшое количество кислорода здесь сочетается с повышенным содержанием углекислого газа. Причина — разложение в этом слое воды основной массы поступающего сверху органического вещества и интенсивное растворение биогенного карбоната. Оба процесса нуждаются в свободном кислороде.

Количество азота в морской воде гораздо меньше, чем в атмосфере. Этот газ в основном попадает в воду из воздуха при распаде органических веществ, но также вырабатывается при дыхании морских организмов и их разложении.

В толще воды, в глубоких застойных котловинах, в результате жизнедеятельности организмов происходит образование сероводорода, который является ядовитым и тормозит биологическую продуктивность вод.

Теплоемкость океанских вод

Вода — одно из самых теплоемких тел в природе. Теплоемкость только десяти метрового слоя океана в четыре раза больше теплоемкости всей атмосферы, а слой воды в 1 см поглощает 94 % солнечного тепла, поступающего на ее поверхность (рис.

2). Благодаря этому обстоятельству океан медленно нагревается и медленно отдает тепло. Вследствие высокой теплоемкости все водные объекты являются мощными аккумуляторами тепла. Охлаждаясь, вода постепенно отдает свое тепло в атмосферу. Поэтому Мировой океан выполняет функцию терморегулятора нашей планеты.

Рис. 2. Зависимость теплоемкости волы от температуры

Самую низкую теплопроводность имеет лед и особенно снег. Вследствие этого лед является предохранителем воды на поверхности водоема от переохлаждения, а снег защищает от промерзания почву, озимые культуры.

Теплота испарения

воды — 597 кал/г, а теплота плавления — 79,4 кал/г — эти свойства очень важны для живых организмов.

Температура океанских вод

Показатель теплового состояния океана — температура.

Средняя температура океанских вод — 4 °С.

Несмотря на то что поверхностный слой океана выполняет функции терморегулятора Земли, в свою очередь, температура морских вод зависит от теплового баланса (прихода и расхода тепла). Приход тепла складывается из , а расход — из затрат на испарение воды и турбулентный теплообмен с атмосферой. Несмотря на то что доля тепла, расходуемого на турбулентный теплообмен, не велика, его значение огромно. Именно с его помощью через атмосферу происходит планетарное перераспределение тепла.

На поверхности температура океанских вод колеблется в пределах от -2 °С (температура замерзания) до 29 °С в открытом океане (35,6 °С в Персидском заливе). Среднегодовая температура поверхностных вод Мирового океана составляет 17,4°С, причем в Северном полушарии она примерно на 3 °С выше, чем в Южном. Наибольшая температура поверхностных океанских вод в Северном полушарии — в августе, а наименьшая — в феврале. В Южном полушарии все наоборот.

Поскольку имеет тепловые взаимосвязи с атмосферой, температура поверхностных вод, как и температура воздуха, зависит от широты местности, т. е. подчинена закону зональности (табл. 2). Зональность выражается в постепенном уменьшении температуры воды от экватора к полюсам.

В тропических и умеренных широтах температура воды в основном зависит от морских течений. Так, благодаря теплым течениям в тропических широтах на западе океанов температуры на 5-7 °С выше, чем на востоке. Однако в Северном полушарии вследствие теплых течений на востоке океанов температуры весь год положительные, а на западе из-за холодных течений вода зимой замерзает. В высоких широтах температура во время полярного дня составляет около О °С, а во время полярной ночи подольдом — около -1,5 (-1,7) °С. Здесь на температуру воды в основном влияют ледовые явления. Осенью выделяется теплота, смягчающая температуру воздуха и воды, а весной на таяние затрачивается тепло.

Таблица 2. Средние годовые температуры поверхностных вод океанов

	Средняя годовая температура, «С			Средняя годовая температура, °С
	Северное полушарие	Южное полушарие		Северное полушарие	Южное полушарие

Самый холодный из всех океанов — Северный Ледовитый, а самый теплый — Тихий океан, гак как основная его площадь располагается в экваториально-тропических широтах (средняя годовая температура поверхности вод -19,1 °С).

Немаловажное влияние на показатель температуры океанической воды оказывает климат окружающих территорий, а также время года, так как от этого зависит солнечное тепло, нагревающее верхний слой Мирового океана. Наибольшая температура воды в Северном полушарии наблюдается в августе, наименьшая — в феврале, а в Южном — наоборот. Суточные колебания температуры морской воды на всех широтах составляют около 1 °С, наибольшие значения годовых колебаний температур наблюдаются в субтропических широтах — 8-10 °С.

Температура океанской воды изменяется и с глубиной. Она понижается и уже на глубине 1000 м практически всюду (в среднем) ниже 5,0 °С. На глубине 2000 м температура воды выравнивается, снижаясь до 2,0-3,0 °С, а в полярных широтах — до десятых градуса выше нуля, после чего она или понижается очень медленно, или даже несколько повышается. Например, в рифтовых зонах океана, где на больших глубинах существуют мощные выходы подземных горячих вод, находящихся под большим давлением, с температурой до 250-300 °С. В целом в Мировом океане по вертикали выделяют два основных слоя воды: теплый поверхностный и мощный холодный , простирающийся до дна. Между ними расположен переходный слой температурного скачка, или главный термоклип , в пределах него происходит резкое понижение температуры.

Эта картина вертикального распределения температуры воды в океане нарушается в высоких широтах, где на глубине 300- 800 м прослеживается слой более теплой и соленой воды, поступившей из умеренных широт (табл. 3).

Таблица 3. Средние величины температуры воды океана, °С

	Глубина, м
Экваториальные
Тропические
Полярная

Изменение объема воды при изменении температуры

Резкое увеличение объема воды при замерзании — это своеобразное свойство воды. При резком понижении температуры и ее переходе через нулевую отметку происходит резкое увеличение объема льда. При увеличении объема лед становится более легким и всплывает на поверхность, становясь менее плотным. Лед предохраняет глубинные слои воды от промерзания, так как является плохим проводником тепла. Более чем на 10 % увеличивается объем льда по сравнению с исходным объемом воды. При нагревании происходит процесс, обратный расширению, — сжатие.

Плотность воды

Температура и соленость — главные факторы, обусловливающие плотность воды.

Для морской воды чем ниже температура и выше соленость, тем больше плотность воды (рис. 3). Так, при солености 35 %о и температуре 0 °С плотность морской воды составляет 1,02813 г/см 3 (масса каждого кубометра такой морской воды на 28,13 кг больше, чем соответствующего объема дистиллированной воды). Температура морской воды наибольшей плотности не +4 °С, как у пресной, а отрицательная (-2,47 °С при солености 30 %с и -3,52 °С при солености 35 %о

Рис. 3. Связь плотности морской волы с ее соленостью и температурой

Благодаря нарастанию солености плотность воды увеличивается от экватора к тропикам, а в результате понижения температуры — от умеренных широт к Полярным кругам. Зимой происходит опускание полярных вод и их движение в придонных слоях к экватору, поэтому глубинные воды Мирового океана в целом холодные, но обогащенные кислородом.

Выявлена зависимость плотности воды и от давления (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость плотности морской волы (Л»=35 %о) от давления при различных температурах

Способность воды к самоочищению

Это важное свойство воды. В процессе испарения вода проходит через грунт, который, в свою очередь, является естественным фильтром. Однако при нарушении предела загрязнения процесс самоочищения нарушается.

Цвет и прозрачность зависят от отражения, поглощения и рассеяния солнечного света, а также от наличия взвешенных частиц органического и минерального происхождения. В открытой части цвет океана синий, у побережья, там, где много взвесей, — зеленоватый, желтый, коричневый.

В открытой части океана прозрачность воды выше, чем у побережья. В Саргассовом море прозрачность воды — до 67 м. В период развития планктона прозрачность уменьшается.

В морях возможно такое явление, как свечение моря (биолюминесценция). Светятся в морской воде живые организмы, содержащие фосфор, прежде всего такие, как простейшие (ночесветка и др.), бактерии, медузы, черви, рыбы. Предположительно свечение служит для отпугивания хищников, для поисков пиши или для привлечения особей противоположного пола в темноте. Свечение помогает рыболовным судам находить косяки рыб в морской воде.

Звукопроводимость — акустическое свойство воды. В океанах обнаружен звукорассеивающий мой и подводный «звуковой канал», обладающий звуковой сверхпроводимостью. Звукорассеивающий слой ночью поднимается, а днем опускается. Он используется подводниками, так как гасит шум от двигателей подлодок, и рыболовными судами для обнаружения косяков рыб. «Звуковой
сигнал» применяется для краткосрочного прогноза волн цунами, в подводной навигации для сверхдальней передачи акустических сигналов.

Электропроводность морской воды высокая, она прямо пропорциональна солености и температуре.

Естественная радиоактивность морских вод мала. Но многие животные и растения обладают способностью концентрации радиоактивных изотопов, поэтому улов морепродуктов подвергается проверке на радиоактивность.

Подвижность — характерное свойство жидкой воды. Под действием силы тяжести, под влиянием ветра, притяжения Луной и Солнцем и других факторов происходит движение воды. При движении вода перемешивается, что позволяет равномерно распределяться водам разных солености, химического состава и температуры.

10. Температура в океане.

© Владимир Каланов,
«Знания-сила».

Часто можно слышать выражения «тёплое море» или «холодное, студёное море». Если иметь в виду только температуру воды, то оказывается, что разница между тёплым и холодным морем совершенно незначительна и касается она только верхнего, относительно тонкого слоя воды. Поэтому упомянутые выражения можно воспринимать только как литературный образ, как привычный речевой штамп.

Мировой океан в целом – это колоссальное хранилище холодной воды, сверху которого, да и то не везде, находится небольшой по толщине слой чуть более тёплой воды. Вода теплее 10 градусов составляет всего около 8 процентов общих водных запасов Мирового океана. Этот тёплый слой в среднем достигает толщины не более 100 метров. Под ним на больших глубинах температура воды находится в пределах от одного до четырёх градусов по Цельсию. Такую температуру имеют 75% океанской воды. В глубоководных желобах, а также в поверхностных слоях приполярных областей вода имеет ещё более низкую температуру.

Температурный режим океана отличается исключительной устойчивостью. Если в глобальном масштабе абсолютная разница температур воздуха достигает 150°C , то разница между максимальной и минимальной поверхностной температуры воды в океане в среднем на порядок меньше.

В абсолютных величинах эта разница в различных районах Мирового океана составляет от 4-5°C до 10-12°C в течение года . Например, колебание температуры поверхностных вод Тихого океана в районе Гавайских островов в течение года составляет не более 4°C, а в районе к югу от Алеутских островов – 6-8°C. Только в мелководных прибрежных районах морей умеренных климатических зон эти колебания могут быть больше. Например, у северного побережья Охотского моря разница средних температур поверхностной воды в самый тёплый и самый холодный месяцы года достигает 10-12°C.

Что касается суточных колебаний поверхностной температуры воды, то они в открытом море составляют всего лишь 0,2-0,4 градуса. Лишь в ясную солнечную погоду в самый тёплый месяц лета они могут составить 2 градуса. Суточные колебания температуры захватывают совсем тонкий поверхностный слой океанской воды.

Солнечным излучением вода в океане даже в экваториальной зоне прогревается на очень незначительную глубину (до 8-10 метров). В более глубокие слои тепловая энергия Солнца проникает только благодаря перемешиванию водных масс. Наиболее активная роль в перемешивании морской воды принадлежит ветру. Глубина ветрового перемешивания воды составляет обычно 30-40 м. На экваторе, при условии хорошего ветрового перемешивания, Солнце прогревает воду до глубины 80-100 м.

В наиболее беспокойных океанских широтах глубина теплового перемешивания бывает значительно больше. Например, в южной части Тихого океана, в полосе штормов между 50-й и 60-й параллелями, ветер перемешивает воду до глубин 50-65 метров, а южнее Гавайских островов – даже до глубины 100 метров.

Интенсивность теплового перемешивания особенно велика в районах мощных океанических течений. Например, к югу от Австралии тепловое перемешивание воды происходит до глубины 400-500 м.

В этой связи мы должны пояснить некоторые термины, принятые в океанологии.

Перемешивание, или вертикальный водообмен, бывает двух видов: фрикционное и конвективное . Фрикционное перемешивание происходит в движущемся потоке воды вследствие различий в скорости её отдельных слоёв. Такое перемешивание воды происходит при воздействии ветра или прилива (отлива) в море. Конвективное (плотностное) перемешивание происходит тогда, когда в силу каких-то причин плотность вышележащего слоя морской воды оказывается выше плотности подстилающего слоя. В такие моменты в море возникает вертикальная циркуляция вод . Наиболее интенсивно вертикальная циркуляция происходит в зимних условиях.

Плотность океанской воды с глубиной возрастает. Нормальный рост плотности с глубиной называется прямой стратификацией океанических вод . Бывает и обратная плотностная стратификация , но она наблюдается как кратковременное явление в океане.

Наиболее стабильна температура поверхностной воды в экваториальной зоне океана. Здесь она находится в пределах 20-30°C. Солнце в этой зоне приносит в любое время года примерно одинаковое количество тепла, а ветер постоянно перемешивает воду. Поэтому круглосуточно сохраняется постоянная температура воды. В открытом океане самые высокие температуры поверхностной воды отмечаются в зоне от 5 до 10 градусов северной широты. В заливах температура воды может быть выше, чем в открытом океане. Например, в Персидском заливе летом вода прогревается до 33°C.

Поверхностная температура воды в тропической зоне почти неизменна в течение всего года. Она никогда не опускается ниже 20°C, а в приэкваториальной зоне приближается к 30 градусам. На мелководье у самого берега днём вода может прогреться и до 35-40°C. Но в открытом море температура поддерживается с удивительным постоянством (26-28 градусов) круглые сутки.

В умеренных зонах температура поверхностных вод, естественно, ниже, чем в приэкваториальных, а разница между летней и зимней температурами уже заметна и достигает 9-10 градусов. Например, в Тихом океане в районе 40-го градуса северной широты средняя температура поверхностной воды составляет в феврале около 10 градусов, а в августе – около 20.

Морская вода нагревается в результате поглощения ею солнечной энергии. Известно, что вода плохо пропускает красные лучи солнечного спектра, а длинноволновые инфракрасные лучи, несущие основную часть тепловой энергии, проникают в воду лишь на несколько сантиметров. Поэтому нагревание более глубоких слоёв океана происходит не за счёт непосредственного поглощения солнечного тепла, а вследствие вертикальных перемещений водных масс. Но даже в экваториальной зоне, где солнечные лучи почти под прямым углом направлены к поверхности океана, а ветер активно перемешивает воду, она глубже 300 метров остаётся постоянно холодной. Сезонные колебания почти не касаются морских глубин. В тропиках под слоем тёплой воды находится зона толщиной 300-400 метров, где температура с глубиной быстро падает. Область быстрого падения температуры называется термоклином . Здесь через каждые 10 метров глубины температура понижается примерно на 1 градус. В следующем слое толщиной в 1-1,5 км. скорость снижения температуры резко замедляется. У нижней границы этого слоя температура воды не превышает 2-3°C. В более глубоких слоях падение температуры продолжается, но происходит ещё медленнее. Слои океанской воды, начиная с глубины 1,2-1,5 км., уже совершенно не реагируют на изменение внешних температур. В придонном слое воды температура несколько повышается, что объясняется воздействием тепла земной коры. Существующее на больших глубинах чудовищное давление также препятствует дальнейшему падению температуры воды. Так, вода полярных районов, охлажденная у поверхности, опустившись на глубину 5 км., где давление увеличивается в 500 раз, будет иметь температуру на 0,5 градуса выше первоначальной.

Приполярная область, как и экваториальная зона, является зоной стабильной температуры поверхностных вод. Здесь солнечные лучи падают под острым углом к поверхности океана, как бы скользят над поверхностью. Значительная их часть не проникает в воду, а отражается от неё и уходит в мировое пространство. В приполярных областях температура поверхностных вод летом может подниматься до 10 градусов, а зимой опускаться до 4-0 или даже до минус 2 градусов. Как известно, морская вода может находиться в жидком состоянии и при отрицательной температуре, т.к. она представляет собой достаточно насыщенный раствор солей, что примерно на 1,5 градуса снижает температуру замерзания чистой воды.

Самым холодным районом Мирового океана считается море Уэдделла у берегов Антарктиды. Здесь океанская вода имеет самую низкую температуру. Воды Южного полушария в целом значительно холоднее вод Северного полушария. Такое различие объясняется согревающим воздействием материков, площадь которых в Южном полушарии Земли существенно меньше. Поэтому так называемый термический экватор Мирового океана, т.е. линия наибольших поверхностных температур воды, смещён относительно географического экватора к северу. Среднегодовая поверхностная температура океана на термическом экваторе составляет около 28°C в открытой акватории и около 32°C – в замкнутых морях. Такие температуры держатся стабильно и постоянно в течение многих лет, веков, тысячелетий и, вероятно, миллионов лет.

Географы и астрономы, взяв за основу высоту Солнца над горизонтом, теоретически разделили поверхность Земли с помощью двух тропиков и двух полярных кругов на пять геометрически правильных поясов или климатических зон.

В Мировом океане, вообще говоря, выделяют такие же климатические зоны. Но такое формальное деление далеко не всегда согласуется с интересами конкретных видов науки и практики. Например, в океанологии, климатологии, биологии, как и в практике сельского хозяйства, зоны, установленные только на основе географической широты, часто не совпадают с реальными климатическими зонами, с фактической зональностью распределения осадков, растений, животных. Для морских биологов, судоводителей, рыбаков важен не сам по себе полярный круг, их интересует прежде всего граница плавучих льдов.

Климатические зоны (пояса) в Мировом океане.

Учёные разных специальностей не имеют единого мнения, например, в вопросе о том, что считать тропической зоной океана, где она начинается и где кончается. Одни специалисты считают тропической зоной океана только тот пояс к северу и к югу от экватора, в котором возможно существование коралловых рифов. Другие считают, что такая зона охватывает область распространения морских черепах и т.д. Некоторые учёные считают необходимым выделить особые субтропические и субарктические зоны.

Климатологи и синоптики, которые в своей работе должны учитывать влияние многочисленных природных факторов, — температуру, влажность, силу и направление преобладающих ветров, количество осадков, близость океана, продолжительность сезонов и т.д., разделяют Землю на целых 13 зон: одну экваториальную и по две субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субполярных и полярных.

Эти примеры показывают совершенно нормальное положение в науке, когда каждая специальная дисциплина требует особых исходных, базовых условий для решения стоящих перед ней задач и получения конкретных результатов. Главное, что мы должны отметить в вопросе зональности Земли и Мирового океана, состоит в том, что, во-первых, широтная зональность как суши, так и океана не имеет или почти не имеет отношения к температурному режиму океанских глубин и к происходящим там физическим и биологическим процессам. Во-вторых, всякое зональное деление Земли и океана условно и не может быть универсальным для всех отраслей науки и практики.

Основной источник данных — буи ARGO. Поля получены при помощи оптимального анализа.

На нашем сайте помещена карта поверхностных температур Мирового океана, на которой отмечается температура воды в конкретной точке океана в каждый данный момент в реальном режиме времени. Информация о температуре океанской воды передаётся в службу погоды многих стран с нескольких тысяч судовых и стационарных синоптических станций, а также многочисленными датчиками – буями, которые установлены на якорях или дрейфуют в различных районах Мирового океана. Вся эта система создана объединёнными усилиями десятков стран мира. Ценность такой системы очевидна: она является важным элементом Всемирной службы погоды и вместе с метеорологическими спутниками участвует в подготовке данных для составления глобальных анализов и прогнозов погоды. А надёжный прогноз погоды нужен всем: учёным, водителям морских и воздушных судов, рыбакам, туристам.

© Владимир Каланов,
«Знания-сила»

Несколько лет назад я отдыхала в Крыму. Был разгар лета, жаркое солнце, но вот в один из дней температура воды почему-то резко снизилась. Оказалось, дело было в холодном течении. Но на температуру морей и океанов влияют еще некоторые факторы.

Под воздействием чего меняется температура воды в океане

Все знают, что большую часть нашей планеты занимает не суша, а моря и океаны. Именно водная поверхность и поглощает большой объем солнечного тепла. На температуру воды в океане влияют несколько факторов:

• географическая широта;
• климат близлежащих территорий;
• течения.

Чем ближе будет расположение к экватору, тем выше будет уровень температуры. Такая ситуация складывается из-за того, что в районе экватора на Землю попадает большая часть солнечного тепла. Температура океанических вод на экваторе может достигать +29°С.

Температура воды в море очень сильно зависит от того, какой участок суши находится рядом. Например, в Красном море вода прогревается очень хорошо, так как вокруг находятся жаркие пустыни. Вода постоянно циркулирует, что позволяет равномерно ей распространяться. Все это происходит благодаря теплым и холодным течениям. Теплые — уносят хорошо прогретую воду от района экватора, а холодные — несут прохладную воду от крайних точек нашей планеты.

Как изменяется температура воды на глубине

Под яркими солнечными лучами может нагреваться только поверхность воды. Тепло может проникать примерно на несколько метров от нее. На глубину теплая вода поступает только благодаря постепенному перемешиванию водных масс.

Конечно же, чем больше глубина, тем ниже будет температура воды. Вначале она падает очень резко. Такая картина наблюдается первые 700 м, а затем изменение температуры происходит постепенно. Так как Солнце уже не способно проникать на такую глубину, то температура начинает снижаться примерно на 2°С каждые 1000 м. После 4000 м температурный показатель опускается до 0°С. Но на самом дне температура становится плюсовой и достигает +2°С. Земная мантия нагревает земную кору, которая на дне океана намного тоньше.

1. От чего зависит соленость океанических вод?

Мировой океан — главная часть гидро-сферы — представляет собой непрерыв-ную водную оболочку земного шара. Воды Мирового океана неоднородны по своему составу и различаются соленостью, темпе-ратурой, прозрачностью и другими при-знаками.

Соленость вод в океане зависит от усло-вий испарения воды с поверхности и при-тока пресных вод с поверхности суши и с «атмосферными осадками. Испарение воды происходит более интенсивно в экваториальных и тропических широтах и замед-ляется в умеренных и приполярных ши-ротах. Если сравнить соленость северных и южных морей, то можно установить, что вода в южных морях более соленая. Соленость вод в океанах также изменя-ется в зависимости от географического по-ложения, однако в океане перемешивание воды происходит более интенсивно, чем в более замкнутых морях, поэтому и разли-чие в солености водных масс океана не бу-дет слишком резким, как в морях. Наибо-лее солеными (более 37%о) являются во-ды океана в тропиках.

2. Каковы различия в температуре воды в океане?

Температура воды в Мировом океане также меняется в зависимости от гео-графической широты. В тропических и экваториальных широтах температура во-ды может достигать +30 °С и выше, в по-лярных областях понижается до -2 °С. При более низких температурах океани-ческая вода замерзает. Сезонные измене-ния температуры вод океана более резко проявляются в умеренном климатическом поясе. Средняя годовая температура Ми-рового океана на 3 °С выше, чем средняя температура суши. Это тепло передается на сушу с помощью воздушных масс атмо-сферы.

3. В каких районах океана образуются льды? Как они влияют на природу Земли и на хозяйственную деятельность человека?

Воды Мирового океана замерзают в арк-тических, субарктических и частично в умеренных широтах. Образующийся ле-довый покров оказывает влияние на кли-мат материков, затрудняет использование на севере дешевого морского транспорта для транспортировки грузов.

4. Что называют водной массой? Назовите основ-ные типы водных масс. Какие водные массы выде-ляют в поверхностном слое океана? Материал с сайта

Водные массы по аналогии с воздушны-ми массами называют по географическо-му поясу, в котором они сформировались. Каждая водная масса (тропическая, эква-ториальная, арктическая) имеет свои ха-рактерные свойства и отличается от ос-тальных соленостью, температурой, проз-рачностью и другими признаками. Вод-ные массы различаются не только в зави-симости от географических широт их формирования, но и в зависимости от глубины. Поверхностные воды отличаются от глубинных и придонных. На глубинные и придонные воды практически не оказыва-ют влияния солнечный свет и тепло. Их свойства более постоянны во всем Мировом океане, в отличие от поверхностных под, свойства которых зависят от количе-ства получаемого тепла и света. Теплой воды на Земле значительно больше, чем холодной. Жители умеренных широт с большим удовольствием проводят свои новогодние каникулы на побережьях тех морей и океанов, где вода теплая и чис-тая. Загорая под жарким солнцем, плавая в соленой и теплой воде, люди восстанав-ливают силы и укрепляют здоровье.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

• « мировой океан-главная часть гидросферы» ответы
• краткое сообщение про мировой океан
• какие водные массы выделяют в поверхности слое океана
• прозрачность эквоториальных водных масс
• доклад по географии воды мирового океана

Океан получает от Солнца много тепла — занимая большую площадь, он получает тепла больше, чем суша. Вода обладает большой теплоемкостью , поэтому в океане накапливается огромное количество тепла. Только верхний 10-метровый слой океанической воды содержит тепла больше, чем вся . Но солнечные лучи нагревают только верхний слой воды, вниз от этого слоя тепло передается в результате постоянного перемешивания воды . Но необходимо заметить, что температура воды с глубиной понижается, сначала скачкообразно, а затем плавно. На глубине вода почти однородна по температуре, так как глубина океанов в основном заполнена водами одного и того же происхождения, формирующимися в полярных областях Земли. На глубине более 3-4 тыс. метров температура обычно колеблется от +2°С до 0°С.

Итак, океан поглощает тепла на 25-50% больше, чем суша. Солнце все лето нагревает воду, а зимой это тепло попадает в атмосферу, поэтому без Мирового океана на Земле наступили бы такие жестокие морозы, что погибло бы все живое на планете. В этом его огромная роль для живых существ Земли. Было подсчитано, что если бы океаны не сохраняли бы так бережно тепло, то средняя температура на нашей планете была бы равна -21°С, а это на 36° ниже той, которую мы имеем сейчас.

Температура Мирового океана достигла рекордных показателей | Новости из Германии о событиях в мире | DW

За прошедшие десять лет температура Мирового океана достигла рекордных значений с 1950-х годов, при этом показатели каждого из последних пяти лет становились наивысшими со времени начала измерений. Об этом говорится в исследовании, подготовленном международной командой экспертов под руководством Чэн Лицзин из китайского Института физики атмосферы и опубликованном в понедельник, 13 января, в онлайн-версии специализированного журнала Advances in Atmospheric Sciences.

По этим данным, в 2019 году температура воды в океане на глубине до двух километров на 0,075 градуса превышала среднее значение в период с 1981 по 2010 годы. При этом нагревание Мирового океана ускоряется в связи с изменением климата. Потепление океанов, в свою очередь, все чаще ведет к наводнениям, засухам, лесным пожарам, а также сильным морским штормам.

Новые методы измерений

В своем исследовании ученые использовали относительно новые методы китайского института, позволяющие обобщить данные о повышении температуры воды на глубине до двух километров. «Важно понять, как быстро это происходит. Кто хочет понять глобальный рост температур, должен измерять потепление морей», — заявил один из авторов исследования, профессор Университета Святого Томаса в Миннесоте Джон Абрахам.

По его словам, глобальное потепление является реальным процессом, но человечество может на него повлиять и снизить его темпы. «Мы можем более разумно использовать энергию и диверсифицировать источники ее получения. В наших силах уменьшить эту проблему», — отметил ученый. Вместе с тем он указал, что Мировому океану будет необходимо длительное время, чтобы отреагировать на изменения.

Смотрите также:

• Гибель мировых ледников

  Смерть ледника

  Исландия увековечила память о леднике Окйёкюдль (Okjökull), проведя 18 августа 2019 церемонию прощания с первым глетчером, исчезнувшим в результате изменения климата. Окйёкюдль, который также называли ОК, утратил свой статус ледника в 2014 году. Присутствующие на церемонии установили мемориальную доску, на которой написано: «В ближайшие 200 лет все наши ледники пойдут по одному и тому же пути».

• Гибель мировых ледников

  Антарктика: гигантский ледник, гигантская угроза

  Ледник Туэйтса — часть ледникового покрова Западной Антарктиды — считается наибольшей угрозой для уровня мирового океана. Если он рухнет, уровень воды поднимется сразу на 65 сантиметров, что может привести к затоплению прибрежной части суши, населенной людьми. Общая площадь ледниковых массивов, расположенных в Антарктиде, в 50 раз превышает площадь всех имеющихся в мире горных глетчеров.

• Гибель мировых ледников

  Тающая красота Патагонии

  Ледник Грей (Серый ледник) в Чили является частью Южного Патагонского ледового поля, третьего по величине на планете после Антарктиды и Гренландии. Ученые внимательно следят за таянием ледников в данном регионе, надеясь, что это поможет им понять, что будет происходить в будущем с другими ледниками в условиях более теплого климата.

• Гибель мировых ледников

  Альпийский лед, укутанный на лето в одеяла

  Швейцарский Ронский ледник является истоком реки Роны. Ежегодно волонтеры в летнее время покрывают его устойчивыми к ультрафиолетовым лучам белыми одеялами, пытаясь замедлить таяние льда. Ученые говорят, что к концу этого столетия потепление климата может уничтожить две трети альпийских ледников.

• Гибель мировых ледников

  Ледник Франца-Иосифа в Новой Зеландии: раньше — пешком, теперь — вертолетом

  Ледник Франца-Иосифа на Южном острове в Новой Зеландии — популярный туристический объект. Раньше ледник развивался по циклической схеме распространения и сокращения. Но с 2008 года площадь этого глетчера стремительно уменьшается. Когда-то к нему можно было прийти пешком, теперь же добраться до ледника Франца-Иосифа можно только на вертолете.

• Гибель мировых ледников

  Лед в Африке тает…

  Исчезновение угрожает и ледникам на горе Килиманджаро. Еще в 2012 году ученые при поддержке НАСА подсчитали, что последние остатки льда на вершине этой горы растают к 2020 году. Килиманджаро является главной достопримечательностью для туристов в Танзании и важнейшим источником дохода в стране, где большинство населения живет за чертой бедности.

• Гибель мировых ледников

  Смерть на ледниковом озере

  В американском штате Аляска находятся тысячи ледников. Недавнее исследование показало, что некоторые из них тают в 100 раз быстрее, чем полагали ученые. В начале августа в ледниковом озере Валдиз были найдены мертвыми двое немцев и австриец, катавшиеся по озеру на каяках. По мнению спасателей, туристов убило глыбами падающего сверху тающего льда.

• Гибель мировых ледников

  Ледник Якобсхавн в Гренландии: таяние опережает рост

  Исследования НАСА в 2019 году показали, что таяние крупнейшего гренландского ледника Якобсхавн замедлилось и его площадь даже начала расти. Причину этого связывают с притоком необычайно холодной воды из Северной Атлантики. Но скорость таяния общего покрова глетчера все еще превышает его рост. Ученые также опасаются, что вскоре вода в океане вновь прогреется, и объем Якобсхавна опять сократится.

  Автор: Лавдей Райт, Марина Барановская

Климат и свойства вод — урок. География, 7 класс.

Разнообразие климата Тихого океана связано с огромной протяжённостью с севера на юг. Океан расположен практически во всех климатических поясах кроме арктического. Наибольшая ширина океана приходится на экваториальные и тропические широты.

 

 

Тихий океан — самый тёплый океан на Земле. Средняя температура поверхностных вод составляет \(+19\) °С. Температура воды в экваториальных широтах в течение года составляет от \(+25\) °С до \(+30\) °С, на севере — от \(+5\) °С до \(+8\) °С, а вблизи Антарктиды опускается ниже \(0\) °С.

 

На формирование климата большое влияние оказывают преобладающие ветры. Это пассаты в тропических широтах, западные ветры — в умеренных широтах, муссоны — у берегов Евразии. Размеры Тихого океана и максимальные температуры его поверхностных вод в тропических широтах создают условия для зарождения тропических циклонов и ураганов. Они сопровождаются ветрами разрушительной силы и ливнями.

 

Максимальное количество осадков в год выпадает на Гавайских островах (до \(12 000\) мм), а минимальное — в восточных районах в тропических широтах (около \(100\) мм).

 

Средняя солёность поверхностных вод Тихого океана составляет \(34,6\) ‰, что ниже, чем в других океанах, так как с атмосферными осадками и реками поступает большое количество пресной воды.

В Тихом океане существуют два круговорота течений — в Северном и Южном полушариях. Под влиянием пассатов возникают устойчивые Северное Пассатное и Южное Пассатное течения.

 

 

Тёплое течение Куросио, отклоняясь на восток, подходит к берегам Северной Америки в виде Северо-Тихоокеанского течения. Далее оно входит в залив Аляска (Аляскинское течение) и достигает Берингова пролива.

 

Самое мощное течение Мирового океана — холодное течение Западных Ветров. Это единственное течение, которое огибает весь земной шар. Ветры, порождающие это течение — западный перенос — имеют необыкновенную силу, особенно в районе южной \(40\)-й параллели. Эти широты называют «ревущие сороковые».

 

В экваториальной части Тихого океана примерно через \(7\)–\(11\) лет периодически возникает тёплое поверхностное течение Эль-Ниньо. Причина его возникновения — понижение атмосферного давления на юго-востоке океана и повышение в его западной части. В этот период тёплые воды с запада Тихого океана устремляются к побережью Южной Америки.

Климатообразующий факторы. Температуры воздуха и поверхностных вод океанов МАТЕРИКИ И ОКЕАНЫ —КРУПНЫЕ ПРИРОДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ — ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИРОДЫ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ — Учебник География 7 класс, Гилецкий Й.Г.

РАЗДЕЛ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИРОДЫ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ

Тема 2. МАТЕРИКИ И ОКЕАНЫ —КРУПНЫЕ ПРИРОДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

§ 4. Климатообразующий факторы. Температуры воздуха и поверхностных вод океанов

Вспомни или догадайся

1. Что такое климат? Какие его основные характеристики?

2. От чего зависит распределение температур на Земле?

3. Одинаково ли нагреваются суша и водная поверхность?

4. Как распределяется температура на поверхности земного шара?

Климатообразующий факторы

Которые климатообразующий факторы влияют на климат? Ты уже знаешь, что климатом называют совокупность погодных условий, характерных для данной территории, что повторяются из года в год. Значительная часть ученых считает, что особенности климата определяются тремя климатообразующий факторами: величиной солнечной энергии, поступающей к земной поверхности, циркуляцией атмосферы и подстилающей поверхностью.

Атмосферной циркуляцией называют горизонтальные и вертикальные перемещения воздуха, что во многих случаях играют решающую роль в формировании климатического режима.

Подстилающей поверхностью, на которую попадают солнечные лучи, может быть водное пространство и сушу, сушу с различным рельефом, цветом поверхности, растительностью. От характера подстилающей поверхности также существенно зависят свойства воздуха приземного слоя тропосферы, а значит, климат территории.

Распределение солнечной энергии на Земле

Солнечная энергия и ее распределение в географической оболочке. Солнце излучает огромное количество энергии во всех направлениях. Лишь незначительную ее часть получает Земля. Однако за сутки поверхность земного шара получает от Солнца больше тепла, чем его могло бы дать все топливо, использованное человечеством за 1000 лет при нынешних годовых объемах потребления.

Воздух прозрачен, а потому не нагревается непосредственно от Солнца. От солнечной энергии нагревается земная поверхность, а уже от нее нагревается воздух.

Солнечная энергия, прежде чем достичь земной поверхности, проходит длинный путь в атмосфере. Преодолевая его, она в значительной степени поглощается и рассеивается воздушной оболочкой. Всего атмосфера поглощает около 20 % солнечной энергии, которая попадает на ее верхнюю грань (рис. 1.44).

Рис. 1.44. Распределение солнечной энергии, падающей на верхнюю границу атмосферы Земли

Еще 34 % солнечной энергии отражается от облаков в атмосфере и земной поверхности, и устремляется в космос.

Остальные 46 % от всей солнечной энергии, которая достигла водной поверхности и суши в виде прямых лучей или после рассеяния в атмосфере, поглощается земной поверхностью. Она затрачивается на нагрев поверхностных вод и горных пород, испарение воды, фотосинтез в зеленых листьях растений. Приземный слой воздуха нагревается не непосредственно от Солнца, а в результате передачи тепла от нагретой поверхности океана и суши.

Поэтому в тропосфере с высотой температура понижается.

Широтный распределение солнечной энергии. Больше всего энергии получают территории, расположенные вблизи экватора. Это прежде всего связано с тем, что солнечный луч здесь в полдень проходит под углом, близким к прямому, и распределяется на очень малую площадь. Поэтому небольшой участок поверхности получает большое количество энергии (рис. 1.45).

При очень малом угле падения солнечных лучей, наоборот, энергия лучей распределяется на большую площадь, а потому участок такого же размера, как на экваторе, здесь получает энергии значительно меньше (рис. 1.46). Наименьшие углы падения солнечных лучей у полюсов в полярные дни. Кроме того, энергия на этих широтах на протяжении долгих ночей возвращается в космос. Особенно активно происходит потеря энергии земной поверхностью, когда на небе отсутствуют облака.

Рис. 1.45. Зависимость нагревания поверхности от угла падения солнечных лучей

Рис. 1.46. Распределение энергии солнечных лучей на разных широтах Земли

Влияние подстилающей поверхности на климат

Сушу как подстилающей поверхности. Влияние подстилающей поверхности на климат заключается прежде всего в том, что от нее зависит, какая доля солнечной энергии просто отразится в космическое пространство, а значит, ничего полезного, кроме освещения, не даст для географической оболочки. Так, поверхность, покрытая снегом, отражает в среднем 85% солнечной энергии и только 15% затрачивается на нагревание, таяние снега и испарение воды (рис. 1.47). А вот уже суша, покрытая зелеными травами, использует почти 74% энергии, поступившей от Солнца. Поэтому территории в умеренных широтах, где сильно отличаются летний и зимний сезоны, в снежную зиму значительно меньше поглощают солнечной энергии, чем летом.

Рис. 1.47. Доля отраженной солнечной энергии снегом и травяным покровом

Известно ли тебе?

Очень тонкий приземный слой тропосферы получает тепло от соприкосновения с нагретой солнечными лучами земной поверхностью планеты. Нагретый воздух этого слоя становится легче и поднимается вверх. Холоднее, тяжелее воздуха опускается до земной поверхности. Этот процесс называют конвекцией. Земля, имея относительно высокую температуру поверхности, излучает невидимые для человеческого глаза тепловые лучи. Благодаря конвекции и излучению прогреваются и высшие слои воздуха тропосферы.

Водная поверхность и климат. Водная поверхность поглощает 90-95% энергии, поступившей от Солнца. При этом нагретая вода достаточно медленно отдает поглощенную энергию в космос. Поэтому озера, реки, а особенно океаны занимают 71% площади поверхности Земли, играют очень важную роль для удержания тепловой энергии. Благодаря этому в ночное время воздух относительно теплый не только над поверхностью океана, но и над прилегающими участками суши. Благодаря своей способности медленно отдавать тепло в космическое пространство огромные площади океана не замерзают и зимой, а потому не дают возможности слишком сильно охладиться и большим пространствам материков.

Рис. 1.48. Распределение среднегодовых температур

Закономерности изменения температуры воздуха и поверхностных вод океанов

Широтный распределение температур воздуха. Рассмотрев значение изотерм на климатической карте мира, можно сделать вывод, что у экватора среднемесячные температуры июля и января составляют свыше +24 °С. У полюсов они в зимние месяцы достигают до -24°, а летние — только до 0 °С. Значительные различия между температурами зимы и лета есть также и в умеренных (средних между полюсом и экватором) широтах. Однако в целом можно сказать, что с удалением от экватора среднегодовые температуры снижаются (рис. 1.48).

Главной причиной такого распределения температур является то, что из-за различия в углах падения солнечных лучей в разные широты получают в течение года различное количество солнечной энергии.

Изменение температуры поверхностных вод океана на разных широтах. Средняя температура всей массы океанической воды составляет примерно +4 °С, поскольку солнечная энергия, которую поглощает океан, расходуется прежде всего на нагревание верхнего слоя воды до глубины примерно 300 м. На больших глубинах на разных широтах температуры вод Мирового океана очень мало отличаются, составляя от +2 °С вблизи экватора до -2 °С в холодных поясах. Средняя температура поверхностных вод Мирового океана составляет более +17 °С. В Северном полушарии она на 3° выше, чем в Южной. В экваториальных широтах температура воды в течение года составляет +27-28 °С. В западных частях океанов в тропических широтах она не превышает +20-25°, а в восточных 1-15-20°. Именно в этих широтах зафиксированы самые высокие среднегодовые температуры поверхностных вод (в Персидском заливе — + 35 °С, в Красном море — + 32 °С).

Для умеренных широт характерна сезонная смена температур воды, а среднегодовая снижается постепенно в направлениях к полюсам от +10° до 0 °С.

В приполярных (близких к полюсам) широтах температура поверхностных вод океана в течение года меняется от 0° до -2 °С. При температуре около -2 °С морская вода средней солености замерзает (чем больше соленость, тем ниже температура замерзания). Поэтому возле Северного полюса сформировался многолетний ледовый покров толщиной до 4-7 м.

Проработав параграф, попробуй ответить

1. Которые климатообразующий факторы формируют климат?

2. Как распределяется солнечная энергия, поступающая к Земле?

3. Как и почему широтно распределяется солнечная энергия на поверхности Земли?

4. Как и почему подстилающей поверхности влияет на климат?

5. Какие пространственные закономерности прослеживаются в изменении температур приземного слоя воздуха тропосферы?

6. Как изменяются температуры поверхностных вод океана на разных широтах?

Примени знания, узнай больше

1. Определи, как и почему меняется характер подстилающей поверхности по сезонам в умеренных широтах.

2. Опиши, от которых климатообразующий факторов зависит температура приземного слоя воздуха в твоей местности в течение года.

Названия изображены объекты или явления

§ 41.

Свойства вод Мирового океана

§ 41. Свойства вод Мирового океана

 

1. Приведите примеры веществ, легко растворяются в воде.

2. Какова на вкус морская вода?

 

Температура воды. Мировой океан получает от Солнца много тепла. Но солнечные лучи нагревают только поверхностный слой воды. Его температура в разных районах океана неодинакова. Температура поверхностного слоя воды зависит от климата и снижается от экватора к полюсам. Самая высокая температура 25? 27 ⁰С — в экваториальных и тропических широтах с жарким климатом. Низкая (-1,8 ⁰С) - В полярных районах с холодным климатом.

При отрицательных температурах пресная вода рек и озер замерзает. Температура же замерзания соленой воды ниже и составляет -2 ⁰С. Поэтому воды Мирового океана покрываются льдом только в полярных районах. Лед постоянно покрывает только центральную часть Северного Ледовитого океана и окружает Антарктиду. Зимой ледовый покров расширяется, летом сокращается.

Кроме этого в океанах являются плавающие льды, откалываются от ледового покрова Антарктиды и островов полярных широт. Морские течения и ветры перемещают их в умеренные широты, где они постепенно тают.

Температура воды изменяется и с глубиной: чем глубже, тем вода холоднее. Глубже 1000 м температура всегда 2? 3 ⁰С. На дне глибоководих впадин она составляет 0 ⁰С. В среднем же температура всей массы океанической воды составляет всего 4 ⁰С. Теплые воды сосредоточены в относительно тонком поверхностном слое приблизительно 100-метровой толщины. До такой глубины проникает и солнечный свет, глубже — царит темнота. Следовательно, океан — холодный, соленый и темный.

Рис. Плавающая лед у берегов Антарктиды

 

Соленость морских вод. Вода - прекрасный растворитель. Поэтому в природе нет воды, которая не содержала бы определенной количества растворенных веществ. В морской воде растворенных веществ содержится огромное количество. Количество граммов веществ, растворенных в 1 л воды, называют соленостью. В 1 л морской воды растворено в среднем 35 г различных веществ. Соленость можно выразить и в единицах, называемых промилле. Промилле (‰) – это тысячная доля целого, в отличие от процента (%) — сотой доли целого. В этих единицах средняя соленость вод Мирового океана составляет 35 ‰. Это означает, что в 1 000 г (1 л) морской воды содержится 35 г солей.

Пресной считается вода, соленость которой не превышает 1 ‰. То есть воды рек тоже соленые, но очень незначительно по сравнению с морскими. Однако именно реки, стекая с суши, стали виновниками того, что за миллионы лет вода в Мировом океане становилась все более соленой.

В воде Мирового океана растворено все известные на Земле вещества, но в разной количестве. В ней обнаружены алюминий, медь, серебро и даже золото. Однако их количество мизерная. Наиболее же в морской воде растворено хорошо известной всем поваренной соли. Она придает ей соленого вкуса. А горьковатый привкус обеспечивают растворенные соли магния. Через большое содержание солей пити такую воду невозможно. Поэтому моряки, отправляющиеся на кораблях в плавание, берут с собой запас пресной воды.

Соленость вод Мирового океана не везде одинакова. Она зависит от испарения воды из поверхности океана и поступление в него пресной воды рек и с атмосферными осадками. Поэтому соленость воды меняется от экватора к полюсам. В тропических широтах соленость воды наибольшая — 38 ‰, так как осадков там мало, а испарения велико. При испарении воды соль в море остается. В экваториальных широтах соленость ниже (34 ‰) — там обильные осадки. В полярных районах соленость снижается до 32 ‰. Осадков там выпадает немного, но и испарения невелико. Соленость уменьшается и вследствие таяния льда.

Наибольшую соленость имеет Красное море (42 ‰), Которое расположено в тропических широтах и в которое не впадает ни одна река. Если бы в Красное море не поступала вода через пролив из Индийского океана, оно высохло бы. В Черном море, Благодаря притоку речных вод, соленость составляет 18 ‰. Азовское море есть малосоленая – 12–14 ‰. Наименее соленая водоем — Балтийское море (4 ‰).

 

Вопросы и задания

1. Как изменяется температура поверхностных вод Мирового океана от экватора к полюсов?

2. Почему температура воды снижается с глубиной?

3. Почему температура замерзания морской воды ниже 0⁰С?

4. Определите по карте, где проходит граница плавучих льдов?

5. Что называется соленостью воды? Что значит: соленость 14 ‰?

6. Что уменьшает соленость воды в океане? А что увеличивает соленость?

7. Вычислите, сколько килограммов различных веществ можно получить из 1 т черноморской воды, если ее соленость 18 ‰.

 

Урок 30. Воды Мирового океана (§30) — Рабочая тетрадь 6 класс

Мы ответим на следующие вопросы.

1. Что называют соленостью морской воды?

Морская вода — это особый тип природных вод. Важнейшей характеристикой морской воды является соленость — количество солей, растворенных в 1 л воды. Единица измерения солености — промилле (означает 1/1000 часть числа и обозначается знаком ‰). Средняя соленость вод Мирового океана составляет 35 ‰. Это означает, в 1 л морской воды растворено 35 г солей.

2. Какова соленость различных частей Мирового океана?

В тех районах Мирового океана, где выпадают обильные осадки, впадают крупные реки, происходит таяние льда, соленость вод понижается. Минимальная соленость (2 ‰) отмечена в Ботническом заливе Балтийского моря. Усиленное испарение воды с поверхности океана при небольшом количестве осадков приводит к повышению солености. Наибольшую соленость имеют воды Красного моря: на поверхности 42 ‰, а в отдельных точках вблизи дна — более 280 ‰ (рис. 90). На вкус морская вода горько-соленая. Это связано с составом растворенных солей. Соленый вкус морской воде придает поваренная соль, горьковатый — соли магния. Если все соли, растворенные в водах Мирового океана, выпарить и равномерно распределить по поверхности Земли, то нашу планету покроет слой соли толщиной 45 см.

3. При какой температуре замерзает морская вода?

Морская вода не имеет определенной точки замерзания. Температура при которой начинают образовываться кристаллы льда, зависит от солености: чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. При солености 35 ‰ температура замерзания морской воды равна -1,9 °С. Плотность морского льда меньше плотности морской воды. Поэтому плавучие льды возвышаются над поверхностью воды на 1/7-1/10 часть своей толщины (рис. 92).

4. Как изменяется температура воды в Мировом океане?

Уникальным свойством воды как вещества является ее способность медленно нагреваться и медленно остывать. Поэтому океан накапливает огромное количество тепла и служит регулятором температуры приземных слоев воздуха. Температура поверхности вод зависит от количества солнечного тепла и значительно изменяется по разным широтам (рис. 91) Температура поверхностных вод тропического пояса достигает 27 — 29 °С. По мере продвижения к полярным областям температура поверхностных вод понижается, достигая отрицательных величин: от -1,5 до -1,7°С в Северном Ледовитом океане и морях, окружающих Антарктиду. При погружении в глубины океана повсеместно отмечается понижение температуры воды (исключения составляют полярные области). В верхнем слое воды уже на глубине 300 — 500 м температура резко падает. Ниже температура воды убывает плавно. На глубинах более 3000 — 4000 м температура воды колеблется между +2 и -1°С.

5. Почему образуются течения в Мировом океане?

Воды Мирового океана постоянно находятся в движении: океанская вода перемещается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Ветер за счет силы трения и давления вызывает колебательные движения поверхностной воды. Так появляются ветровые волны (до 25 м в высоту) (рис. 94, 95). Вода поверхностных слоев может перемещаться на огромные расстояния. В океане существует целая система своеобразных «рек без берегов» — течений, которые рождаются по разным причинам. Главная причина образования течений — постоянные ветры, которые оказывают воздействие на морскую поверхность. Поверхностные воды начинают перемещаться по направлению ветра — так формируются ветровые (дрейфовые) течения. Они переносят огромные массы воды.

6. Какие течения называют теплыми, а какие — холодными?

Течения могут быть теплыми и холодными. Температура воды теплых течений выше, чем в окружающих водах. Вода холодных течений имеет более низкую температуры, чем окружающие их воды. Теплые течения образуются вблизи экватора, где Солнце сильнее нагревает воду. Количество солнечного тепла по направлению от экватора к полюсам уменьшается, поэтому течения, имеющие направления к полюсам, — теплые, а течения, направленные к экватору, — холодные. Поверхностные течения на карте показывают стрелками двух цветов. На географических картах синими стрелками обозначают холодные течения, а красными — теплые. Роль течений в жизни океана огромна. Они переносят тепло, корм для живых организмов, являются путями передвижения рыб и морских животных.

7. Каковы причины образования приливов и отливов?

Луна и Солнце силой своего притяжения вызывают приливные и отливные явления на Земле. Приливная волна вызывает подъем уровня воды в океане. Высший уровень воды во время прилива называют полной водой. Во время отлива уровень воды понижается, низший уровень воды во время отлива называют малой водой. Высота прилива соответствует разности уровней полной воды и малой воды и определяется взаимным расположением Земли, Луны и Солнца. Основные черты прилива определяются Луной, т.к. лунная сила действует в 2,5 раза сильнее солнечной. Кроме того, высота прилива зависит от географического положения, глубины моря и формы береговой линии.

---

Мы научимся составлять план текста с описанием океана и описывать океан по плану, составлять картосхему с «маршрутом глобального океанического конвейера».

1. Соленость морской воды

• Впишите пропущенные слова.

Соленость морской воды — это количество солей в воде, растворенных в 1 л (1000 г) воды. Средняя соленость Мирового океана 35 %. Главные соли морской воды поваренная и соль магния.

• Сколько граммов морской соли нужно растворить в литре пресной воды, чтобы получить морскую воду с соленостью, равной солености Мирового океана?

35 грамм

• Рассмотрите табл. 1. Определите, к какой группе по солености воды относятся моря, перечисленные в табл. 2. 

---

2. Температура морской воды

• Впишите пропущенные слова.

Температура морской воды от экватора к полюсам понижается от 27 до -1,7°С. Температура морской воды при погружении понижается до +2°С. При солености морской воды 35% температура замерзания морской воды равна -1,9°С.

Используя рис. 90 на с.154 учебника и данные табл. 3, определите, при какой температуре замерзает вода в разных морях, омывающих территорию России, и заполните табл. 4.

---

3. Движение морских вод

• Заполните схему.

• Используя карту полушарий в атласе, заполните табл. 5

• На схеме (рис.1) обозначены течения поверхностных вод одного из районов Мирового океана. По очертаниям крупных островов определите район океана, подпишите названия течений и островов. По карте полушарий атласа проверьте правильность выполнения задания.

• По космическому снимку (учебник, с. 157, рис. 95) определите основное направление движения морских вод в юго-восточной части Балтийского моря. Направление северо-восточное.

---

4. Приливы и отливы

• На рис. 2 обведите стрелки, указывающие на уровень полной воды и уровень малой воды. Подпишите положение Солнца, при котором высота прилива будет самой высокой.

---

5. Пример описания океана

• На основе текста учебника (с. 157 — 158) составьте план описания Северного Ледовитого океана. Используя составленный вами план, опишите другой океан (по выбору).

1) Площадь и объем в Мировом океане.
2) Местоположение океана относительно материков.
3) Связь океана с другими океанами.
4) Количество островов в океане.

Атлантический океан — второй по величине океан Земли после Тихого океана. Он находится между Гренландией и Исландией на севере, Европой и Африкой на западе и Антарктидой на юге. Площадь 91,6 млн км2, из которых около 16% приходится на моря, заливы и проливы. Площадь прибрежных морей не велика и не превышает 1% от общей площади. Объем вод составляет 329,7 млн км³, что равно 25% объема Мирового океана. Средняя глубина — 3736 м, наибольшая — 8742 м (желоб Пуэрто-Рико). Среднегодовая соленость вод океана составляет 35‰. Атлантический океан имеет сильно изрезанную береговую линию с выраженным делением на региональные акватории: моря и заливы.

---

Школа географа-следопыта

• Создайте схему глобального океанического конвейера в Мировом океане. План работы приведен в учебнике (с. 158 — 159).

Вывод. Глобальный океанический конвейер имеет замкнутый контур и состоит из теплых и холодных ветвей.

---

ГДЗ География 5‐6 класс. Учебник Дронов В.П., Савельева Л.Е. 2015 » Страница 69 » Shkola.

Center

Итоговые задания после §52

1. Что такое гидросфера? Какие ее составные части можно увидеть на физической карте? Какими условными знаками они обозначены? Какие части гидросферы не показаны на карте?

Гидросфера – водная оболочка Земли. На физической карте можно увидеть моря и океаны, реки и озера, болота, ледники. Элементы гидросферы на физической карте отражаются разными оттенками синего и голубого цвета. Моря и океаны показаны синими и голубыми цветами, глубина определяется по шкале глубин. Озера обозначаются также голубым цветом. Соленые озера – фиолетовым, сиреневым. Реки показаны извилистыми линиями, повторяющими форму русла реки. Болота отмечаются горизонтальной штриховкой поверх рельефа. Ледники показаны на картах белым цветов с мелкими Темными точками. На физической карте не отражены подземные воды.

2. В чем состоит особая роль круговорота воды для природы?

Круговорот воды обеспечивает связь всех частей гидросферы в единое целое. Это дает возможность для формирования осадков и получения воды разными территориями.

3. Какие явления, подтверждающие круговорот воды, вы наблюдаете в природе?

Испарение воды, конденсацию водяного пара, осадки, просачивание воды в почву, течения.

4. Каково значение гидросферы для человека и Земли в целом?

Гидросфера – обязательное условие жизни на Земле. Вода жизненно необходима всем живым организмам. Гидросфера влияет на рельеф, климат.

5. Чем окраинное море отличается от внутреннего? С помощью карты приведите примеры окраинных и внутренних морей.

Окраинные моря незначительно вдаются в материки и ограничены со стороны океанов островами и поднятиями подводного рельефа. Внутренние моря далеко врезаются в сушу. Окраинные моря – Охотское, море Лаптевых, Северное. Внутренние моря – Черное, Средиземное море.

6. Назовите моря, омывающую нашу страну. К каким океанам они относятся?

К бассейну Северного Ледовитого океана относятся шесть морей: Баренцево, Белое, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское. К бассейну Тихого океана относятся три моря: Берингово, Охотское и Японское, омывающие восточное побережье страны. К бассейну Атлантического океана принадлежат три моря: Балтийское, Черное и Азовское. К бассейну внутреннего стока относится Каспийское море.

7. Зачем человек изучает океан?

8. Используя карту мира, опишите географическое положение Средиземного моря, заполнив пропуски в предложениях:

Относится к Атлантическому океану. Располагается в северной части Атлантического океана. Соединяется с Атлантическим океаном через Гибралтарский пролив. Имеет приблизительную длину 3800 км и ширину 130 км (определите с помощью масштаба). Северной, западной и восточной частями омывает материк Евразия, а южной — материк Африка. Имеет крупные острова: Сицилия, Сардиния, Крит.

9. Перечислите свойства океанических вод. Везде ли в океане они одинаковы?

Свойства океанических вод – цвет, прозрачность, температура, соленость. Эти свойства на разных территориях разные.

10. Чем обусловлены различия в свойствах вод разных районов Мирового океана?

Различия свойств вод в большинстве случаев зависит от количества поступающей солнечной энергии.

Используя рисунки 146 и 147, проследите, как изменяется температура и соленость поверхностных океанических вод вдоль меридиана 180°. Результаты оформите в тетради в виде таблицы.

ТЕМПЕРАТУРА И СОЛЕНОСТЬ ВОД ОКЕАНА ВДОЛЬ МЕРИДИАНА 180°

Географическая широта	Температура, С	Соленость, %
0° (экватор)	25	35
20° с.ш.200 ю.ш.	2520	35-3735-37
40° с.ш.400 ю.ш.	2010-15	34-3634-35
600 с. ш.600 ю.ш.	10 0	32-3532-33
80° с.ш.66,5° ю.ш.(Южный полярный круг)	00	32 и менее 32 и менее

Проследите, как изменяются температура и соленость поверхностных вод в зависимости от географической широты. Сделайте выводы из установленных фактов.

Температура поверхностных вод уменьшается в направлении от экватора к полюсам, что связано с уменьшением солнечного тепла, которое получает поверхность. Соленость поверхностных вод зависит от температуры и испарения. Чем теплее воды, тем выше их соленость. Поэтому соленость вод так же уменьшается от экватора к полюсам. Однако, максимальной солености достигают воды в тропиках, а не на экваторе. Это связано с тем, что на экваторе выпадает большое количество осадков, которые опресняют воду.

11. Какие основные виды движений воды в океанах существуют? Какова главная причина этих движений в приповерхностных слоях вод?

Основные виды движения воды в океане – волны и течения. Главная причина этих движений – ветер.

12. Назовите главную реку вашей местности и найдите ее на карте. Охарактеризуйте эту реку.

ХАРАКТЕРИСТИКА РЕКИ ВОЛГА

a. Где начинается.

Волга берет начало на Валдайской возвышенности

b. Куда впадает.

Впадает в Каспийское море

c. К бассейну какой реки (озера, моря) относится.

Относится к бассейну Каспийского моря

d. По какой местности течет (по равнине, горам).

Течет по Восточно-Европейской равнине

e. Какие имеет притоки.

Имеет множество притоков. Крупнейшие притоки – Ока, Кама, Ветлуга, Кострома, Унжа, Сура.

f. Какие имеет источники питания и особенности режима.

Основное питание Волги осуществляется снеговыми (60 % годового стока), грунтовыми (30 %) и дождевыми (10 %) водами. Естественный режим характеризуется весенним половодьем (апрель — июнь), малой водностью в период летней и зимней межени и осенними дождевыми паводками (октябрь).

g. Как используется в хозяйстве.

Волга используется как судоходная артерия. На реке построены гидроэлектростанции. Забор вод осуществляется для нужд промышленности и сельского хозяйства.

h. Какие опасные явления наблюдаются.

До зарегулирования стока на реке часто случались паводки.

i. Как можно охранять реку от загрязнения.

Для охраны вод реки целесообразно устанавливать очистные сооружения на прилегающих предприятиях и контролировать сбросы сточных вод. Так же нужно правильно использовать химикаты и удобрения на сельскохозяйственных угодьях в бассейне реки.

15. Что такое подземные воды? Какое значение они имеют в жизни людей?

Подземные воды — это воды, находящиеся в горных породах земной коры. Подземные воды используются для водоснабжения. Минеральные воды используются в лечебных целях.

16. Может ли хозяйственная деятельность человека способствовать таянию ледников и многолетней мерзлоты? Приведите примеры таких видов хозяйственной деятельности.

Хозяйственная деятельность человека может способствовать таянию ледников и многолетней мерзлоты. В результате работы промышленных предприятий и транспорта в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа. Углекислый газ удерживает тепло в атмосфере, что становится причиной глобального потепления и таяния ледников. Таяние многолетней мерзлоты может быть связано так же с работой предприятий и электростанций. Тепловые электростанции используют воды из озер и водохранилищ для охлаждения. Это приводит к повышению температуры в водоеме и может вызывать таяние многолетней мерзлоты.

17. Какие меры вы можете предложить для сокращения потребления водных ресурсов человеком?

Для сокращения потребления водных ресурсов необходимо внедрять новые технологии, позволяющие использовать воды на предприятиях многократно.

Любое существенное уменьшение потерь воды, её использования или загрязнения, равно как и сохранение качества водных ресурсов. Внедрение систем управления водными ресурсами, сокращающих или благоприятствующих уменьшению избыточного потребления воды. Это может реализоваться в форме установки счетчиков воды, повторного использования сточных вод, использование морской и дождевой воды для слива и т.п.

индикаторов изменения климата: температура поверхности моря | Показатели изменения климата в США

Ключевые моменты

• Температура поверхности моря повысилась в течение 20 ^-го века и продолжает расти. С 1901 по 2015 год температура повышалась в среднем на 0,13 ° F за десятилетие (см. Рисунок 1).
• Температура поверхности моря в течение последних трех десятилетий постоянно была выше, чем когда-либо с момента начала надежных наблюдений в 1880 году (см. Рис. 1).
• Судя по историческим данным, повышение температуры поверхности моря в основном происходило в течение двух ключевых периодов: между 1910 и 1940 годами и примерно с 1970 года по настоящее время. Между 1880 и 1910 годами температура поверхности моря, похоже, снизилась (см. Рис. 1).
• Изменения температуры поверхности моря зависят от региона. Хотя в большинстве частей мирового океана наблюдается повышение температуры, в некоторых районах действительно наблюдается похолодание, например, в некоторых частях Северной Атлантики (см. Рис. 2).

Фон

Температура поверхности моря — температура воды у поверхности океана — является важным физическим атрибутом мирового океана. Температура поверхности Мирового океана изменяется в основном в зависимости от широты, причем самые теплые воды обычно находятся у экватора, а самые холодные воды — в арктических и антарктических регионах. По мере того как океаны поглощают больше тепла, температура поверхности моря повышается, а модели циркуляции океана, переносящие теплую и холодную воду по всему земному шару, меняются.

Изменения температуры поверхности моря могут повлиять на морские экосистемы несколькими способами. Например, колебания температуры океана могут влиять на то, какие виды растений, животных и микробов присутствуют в том или ином месте, изменять модели миграции и размножения, угрожать чувствительной океанской жизни, такой как кораллы, и изменять частоту и интенсивность вредоносного цветения водорослей, таких как «Красный прилив» 1. В долгосрочном плане повышение температуры поверхности моря может также уменьшить циркуляцию, которая переносит питательные вещества из морских глубин в поверхностные воды.Изменения в среде обитания на рифах и обеспечении питательными веществами могут резко изменить экосистемы океана и привести к сокращению популяций рыб, что, в свою очередь, может повлиять на людей, которые зависят от рыболовства в поисках пищи или работы. ²

Поскольку океаны непрерывно взаимодействуют с атмосферой, температура поверхности моря также может иметь глубокое влияние на глобальный климат. Повышение температуры поверхности моря привело к увеличению количества водяного пара в атмосфере над океанами. ³ Этот водяной пар питает погодные системы, которые производят осадки, увеличивая риск сильных дождей и снега (см. Показатели активности сильных осадков и тропических циклонов).Изменения температуры поверхности моря могут сместить траектории штормов, потенциально способствуя засухе в некоторых районах. ⁴ Ожидается также, что повышение температуры поверхности моря продлит период роста некоторых бактерий, которые могут загрязнять морепродукты и вызывать болезни пищевого происхождения, тем самым увеличивая риск воздействия на здоровье. ⁵

Об индикаторе

Этот индикатор отслеживает среднюю глобальную температуру поверхности моря с 1880 по 2015 год. Он также включает карту, показывающую, как изменение температуры поверхности моря менялось в Мировом океане с 1901 года.

Методы измерения температуры морской поверхности развивались с 1800-х годов. Например, самые ранние данные были собраны путем вставки термометра в пробу воды, собранную при опускании ведра с корабля. Сегодня измерения температуры собираются более систематично с судов, а также с стационарных и дрейфующих буев.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований тщательно реконструировало и отфильтровало данные на Рисунке 1, чтобы скорректировать систематические ошибки в различных методах сбора и минимизировать влияние изменений выборки в различных местах и ​​в разное время.Данные показаны в виде аномалий или различий по сравнению со средней температурой поверхности моря с 1971 по 2000 год. Карта на рисунке 2 была разработана Межправительственной группой экспертов по изменению климата, которая рассчитала долгосрочные тенденции на основе коллекции опубликованных исследований. .

О данных

Примечания к индикатору

Оба компонента этого индикатора основаны на инструментальных измерениях температуры поверхностных вод. Из-за более плотной выборки и улучшений в ее структуре и методах измерения новые данные более точны, чем старые.Более ранние тенденции, показанные этим индикатором, менее достоверны из-за более низкой частоты выборки и менее точных методов выборки.

Источники данных

Данные

для Рисунка 1 были предоставлены Национальными центрами экологической информации Национального управления океанических и атмосферных исследований и доступны в Интернете по адресу: www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature -ersst. Эти данные были восстановлены на основе измерений температуры воды, которые доступны в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований по адресу: http: // icoads.noaa.gov/products.html. Рисунок 2 представляет собой обновленную версию карты, которая появилась в Пятом оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (www.ipcc.ch/report/ar5/wg1), на котором собраны данные из различных исследований, которые предоставляют наилучшую доступную информацию о изменение климата.

Техническая документация

---

Ссылки

^1. Например, см .: Ostrander, G.K., K.M. Армстронг, Э. Кноббе, Д. Джерас и Э. Скалли.2000. Быстрый переход в структуре сообщества коралловых рифов: эффекты обесцвечивания кораллов и физических нарушений. P. Natl. Акад. Sci. США. 97 (10): 5297–5302.

^2. Пратчетт, М.С., С.К. Уилсон, М. Берумен, М.И. Маккормик. 2004. Сублетальное воздействие обесцвечивания кораллов на облигатных коралловых рыб-бабочек. Коралловые рифы 23 (3): 352–356.

^3. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук.Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

^4. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

^5. Тртань, Дж., L. Jantarasami, J. Brunkard, T. Collier, J. Jacobs, E. Lipp, S. McLellan, S. Moore, H. Paerl, J. Ravenscroft, M. Sengco и J. Thurston. 2016. Глава 6: Влияние климата на болезни, связанные с водой. Воздействие изменения климата на здоровье человека в Соединенных Штатах: научная оценка. Программа исследования глобальных изменений США. https://health3016.globalchange.gov.

^6. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2016. Расширенная реконструированная температура поверхности моря (ERSST.v4). Национальные центры экологической информации. По состоянию на март 2016 г. www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature-ersst.

^7. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

^8. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2016. Объединенный анализ глобальной температуры поверхности суши и океана NOAA (NOAAGlobalTemp): данные с привязкой к глобальной сетке 5 ° x 5 °. Национальные центры экологической информации. По состоянию на июнь 2016 г. www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/noaa-global-surface-temperature-noaaglobaltemp.

---

Полный текст и рисунки в формате PDF для печати

Управление океанических исследований и исследований NOAA

Температура воды в океане зависит от местоположения — как по широте, так и по глубине из-за изменений солнечной радиации и физических свойств воды.

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5.

Во время Océano Profundo 2018: исследование глубоководных мест обитания у Пуэрто-Рико и экспедиции на Виргинские острова США на корабле NOAA Okeanos Explorer мы нырнули на глубину 5000 метров (16 405 футов) на подводную гору Мона, где средний уровень воды в океане температура составляла 2,2 ° C (36 ° F). Это было самое глубокое погружение экспедиции, а также одно из самых глубоких погружений, когда-либо достигших морского дна в этой части мира.Несмотря на глубину погружения, на этом месте не было жизни: мы видели губки, кораллы, анемоны и даже некоторых рыб. Видео любезно предоставлено Управлением исследования океана NOAA, изучение глубоководных местообитаний у Пуэрто-Рико и Виргинских островов США. Скачать более крупную версию (mp4, 72,7 МБ).

Наша планета нагревается солнечной радиацией, поступающей от Солнца энергией. Поскольку Земля круглая, угол ее поверхности относительно падающего излучения зависит от широты.В низких широтах, около экватора, прямой солнечный свет, получаемый в течение всего года, нагревает поверхностные воды. В высоких широтах океанские воды получают меньше солнечного света — полюса получают только 40 процентов тепла, которое дает экватор. Эти колебания солнечной энергии означают, что температура поверхности океана может варьироваться от теплых 30 ° C (86 ° F) в тропиках до очень холодных -2 ° C (28 ° F) у полюсов. В некоторых областях эта температура поверхности относительно стабильна, в то время как в других она колеблется в зависимости от сезона (и, следовательно, количества получаемого солнечного света).

Температура воды в океане также зависит от глубины. В океане солнечная энергия отражается от верхней поверхности или быстро поглощается с глубиной, а это означает, что чем глубже в океан вы спускаетесь, тем меньше солнечного света. Это приводит к меньшему нагреванию воды. Следовательно, глубокий океан (ниже 200 метров глубины) холодный, со средней температурой всего 4 ° C (39 ° F). Холодная вода также более плотная и, как следствие, тяжелая, чем теплая. Более холодная вода опускается ниже теплой воды на поверхности, что способствует холодности океанских глубин.Вертикальная структура океана, созданная перепадами температур, оказывает большое влияние на распределение жизни в океане.

6.2 Температура — Введение в океанографию

Обычно температура океана составляет от -2 ^o до 30 ^o C (28-86 ^o F). Самой теплой водой обычно являются поверхностные воды в регионах с низкими широтами, в то время как поверхностные воды на полюсах, очевидно, намного холоднее (рис. 6.2.1). Обратите внимание, что на эквивалентных широтах вода на восточной стороне океанических бассейнов холоднее, чем вода на западной стороне.Это связано с характером поверхностных токов, как описано в разделе 9.1. Несмотря на то, что поверхностная вода может быть довольно теплой, большая часть воды в океанах более глубокая и холодная, поэтому средняя температура всего океана составляет около 4 ^o ° C, что примерно соответствует температуре внутри вашего холодильника.

Рисунок 6.2.1 Глобальная средняя годовая температура поверхности моря (Стивен Эрл, «Физическая геология»).

Типичный температурный профиль для воды открытого океана в средних широтах показан на рисунке 6.2.2. Вода наиболее теплая у поверхности, так как она нагревается солнцем, а солнечные лучи могут проникать только на глубину менее 1000 м (раздел 6.5). Поскольку поверхностная вода более теплая, она также менее плотная, чем глубокая вода (раздел 6.3), поэтому она остается на поверхности, где ее можно нагреть еще больше. Температура довольно постоянна в верхних слоях 100-200 м в так называемом смешанном слое . Смешанный слой является результатом поверхностных ветров, волн и течений, которые перемешивают верхние слои воды и распределяют тепло по всему слою.Ниже перемешанного слоя происходит быстрое снижение температуры на довольно узком увеличении глубины. Это называется термоклином . Ниже термоклина глубоководная температура океана довольно постоянна и составляет около 2 ^o ° C, вплоть до самого дна. В глубинах океана наблюдается небольшое изменение температуры, поскольку он удален от значительных источников тепла, что делает его одним из самых термостабильных регионов на Земле. В глубинах океана температура может колебаться менее чем на полградуса в год (рис.2.3).

Рис. 6.2.2 Типичный профиль температуры открытого океана для области средних широт, демонстрирующий смешанный слой, крутой термоклин и относительно стабильную температуру на глубине (общественное достояние через Wikimedia Commons). Рис. 6.2.3 Профиль температуры через Атлантический океан от побережья Флориды до побережья Африки (врезка). У поверхности в зоне термоклина наблюдается быстрое изменение температуры, но температура на глубине воды довольно стабильна (eWOCE, http: // www.ewoce.org/gallery/eWOCE_Tables.html#Atlantic).

Профили температуры меняются на разных широтах, так как поверхностные воды теплее у экватора и холоднее на полюсах. В тропических регионах низких широт поверхность моря намного теплее, что приводит к ярко выраженному термоклину (рис. 6.2.4). Кроме того, в тропических регионах не наблюдается значительных сезонных изменений температуры поверхности, поэтому в профилях мало сезонных изменений. В высокоширотных (полярных) регионах существует небольшая разница между температурой поверхности и температурой глубокой воды, и температура довольно постоянна (и холодна) на всех глубинах.Следовательно, в полярных водах отсутствует сильный термоклин, и, как и в случае с тропической водой, сезонные изменения температуры незначительны. В регионах с умеренным климатом в средних широтах сезонные колебания температуры поверхности выше, чем в полярных регионах или тропиках; разница в 8-15 ^o C от лета к зиме в умеренных зонах, по сравнению только с ~ 2 ^o C в полярных и тропических регионах. В регионах с умеренным климатом поверхностные воды летом намного теплее, а термоклин более выражен по сравнению с зимними месяцами.Но зимой термоклин на глубже на в средних широтах, чем летом. Это связано с тем, что зимние штормы поднимают поверхностные воды больше, чем летом, создавая более глубокий перемешанный слой и, следовательно, более глубокий термоклин (рис. 6.2.5).

Рис. 6.2.4 Типичные профили температуры для тропических, средних широт и полярных регионов (PW). Рис. 6.2.5 В регионах с умеренным климатом смешанный слой более глубокий и термоклин менее выражен зимой по сравнению с летом (PW).

Из-за высокой теплоемкости воды суточные колебания температуры океана довольно незначительны.

Изменение климата: теплосодержание океана

Растущее количество парниковых газов не позволяет теплу, излучаемому с поверхности Земли, уходить в космос так же свободно, как раньше. Большая часть избыточного атмосферного тепла возвращается в океан. В результате за последние несколько десятилетий теплосодержание верхнего слоя океана значительно увеличилось.

Изучите этот интерактивный график: Щелкните и перетащите, чтобы отобразить различные части графика.Чтобы сжать или растянуть график в любом направлении, удерживайте нажатой клавишу Shift, затем щелкните и перетащите. Этот график (исходные данные) показывает отличия от долгосрочного среднего глобального содержания тепла в океане (1955-2006 гг.) В верхних 700 метрах океана.

В среднем по поверхности Земли коэффициенты тепловыделения в 1993–2019 годах составляли от 0,36 (± 0,06) до 0,41 (± 0,04) ватт на квадратный метр для глубин от 0 до 700 метров и от 0,14 (± 0,04) до 0,32 (± 0,03) для глубин 700–2000 метров. Для глубин 2000–6000 м расчетное увеличение составило 0.06 (± 0,03) ватт на квадратный метр в период с июня 1992 года по июль 2011 года. Согласно отчету State of the Climate 2019 , «Суммируя три слоя (с их немного разными периодами времени), глубинный океан Прибыль тепла за период примерно с 1993 по 2019 год колеблется от 0,55 до 0,79 Вт на квадратный метр ».

Как движется тепло

Океан — крупнейший коллектор солнечной энергии на Земле. Вода не только покрывает более 70 процентов поверхности нашей планеты, она также может поглощать большое количество тепла без значительного повышения температуры.Эта огромная способность накапливать и выделять тепло в течение длительных периодов времени дает океану центральную роль в стабилизации климатической системы Земли. Главный источник тепла океана — солнечный свет. Кроме того, облака, водяной пар и парниковые газы выделяют тепло, которое они поглощают, и часть этой тепловой энергии поступает в океан. Волны, приливы и течения постоянно перемешивают океан, перемещая тепло из более теплых широт в более прохладные и на более глубокие.

Тепло, поглощаемое океаном, перемещается из одного места в другое, но не исчезает.Тепловая энергия в конечном итоге возвращается в остальную часть земной системы за счет таяния шельфовых ледников, испарения воды или прямого повторного нагрева атмосферы. Таким образом, тепловая энергия океана может нагревать планету в течение десятилетий после того, как она была поглощена. Если океан поглощает больше тепла, чем выделяет, его теплосодержание увеличивается. Знание того, сколько тепловой энергии поглощает и выделяет океан, необходимо для понимания и моделирования глобального климата.

Измерение тепла океана

Исторически сложилось так, что для измерения температуры океана корабли должны были опускать датчики или сборщики проб в воду.Этот трудоемкий метод может обеспечить температуру только для небольшой части огромного океана планеты. Чтобы получить глобальный охват, ученые обратились к спутникам, которые измеряют высоту поверхности океана. По мере того, как вода нагревается, она расширяется, поэтому оценки температуры океана можно вывести по высоте поверхности моря.

Чтобы получить более полную картину теплосодержания океана на разных глубинах, ученые и инженеры также используют ряд приборов для измерения температуры in situ . Среди них — флот из более чем 3000 роботизированных «поплавков», которые измеряют температуру океана по всему миру.Известные как плавает Арго, датчики дрейфуют в океане на разной глубине. Каждые 10 дней или около того, согласно их запрограммированным инструкциям, они поднимаются над водой, регистрируя температуру (и соленость) по мере всплытия. Когда поплавок достигает поверхности, он отправляет ученым свое местоположение и другую информацию через спутник, а затем снова спускается.

Ученые постоянно сравнивают данные со спутников, поплавков и зондов, чтобы убедиться, что получаемые ими значения имеют смысл. Они обрабатывают диапазон измерений для расчета оценки глобального среднего содержания тепла в океане каждые три месяца.Преобразование температуры в джоули (стандартная единица энергии) позволяет им сравнивать тепло в океане с теплом в других частях климатической системы Земли.

Изменение с течением времени

Более 90 процентов потепления, которое произошло на Земле за последние 50 лет, произошло в океане. По оценкам последних исследований, потепление в верхних слоях океана составляет около 63 процентов от общего увеличения количества накопленного тепла в климатической системе с 1971 по 2010 год, а потепление от 700 метров до дна океана добавляет еще около 30 процентов.

Менее одного ватта на квадратный метр может показаться небольшим изменением, но умноженное на площадь поверхности океана (более 360 миллионов квадратных километров), это приводит к огромному глобальному энергетическому дисбалансу. Это означает, что, хотя на данный момент атмосфера была избавлена ​​от полного глобального потепления, тепло, уже накопленное в океане, в конечном итоге будет высвобождено, что приведет к дополнительному потеплению на Земле в будущем.

В настоящее время потепление воды в океане приводит к повышению уровня мирового океана, потому что вода расширяется при нагревании.В сочетании с водой от таяния ледников на суше поднимающееся море угрожает естественным экосистемам и строениям человека вблизи береговых линий по всему миру. Потепление океанических вод также связано с истончением шельфовых ледников и морского льда, что имеет дополнительные последствия для климатической системы Земли. Наконец, потепление океанических вод угрожает морским экосистемам и средствам к существованию людей. Например, теплые воды ставят под угрозу здоровье кораллов и, в свою очередь, сообщества морских обитателей, которые зависят от них как убежища и пищи.В конечном итоге люди, которые зависят от морского рыболовства в плане питания и работы, могут столкнуться с негативными последствиями потепления океана.

Дополнительная литература

Информация о том, как теплосодержание океана рассчитывается по температуре океана, доступна в Национальном центре океанографических данных NOAA.

Скотт, Мишон. 2006. Большое тепловое ведро Земли. Земная обсерватория НАСА. По состоянию на 2 февраля 2011 г.

Линдси, Ребекка. 2008. Исправление похолодания океана. Земная обсерватория НАСА. Доступ 2 февраля 2011 г.

Список литературы

Джонсон, GC, JM Lyman, T. Boyer, L. Cheng, CM Domingues, J. Gilson, M. Ishii, RE Killick, D. Monselesan, SG Purkey, and SE Wijffels, 2020: Теплосодержание океана [в “State климата в 2019 г. »Глава 3]. Bull. Amer. Meteor. Soc., 101 (8), S140 – S144, https: // doi.org/10.1175/BAMS-D-20-0105.1.

Райн М., С. Р. Ринтул, С. Аоки, Э. Кампос, Д. Чемберс, Р. А. Фили, С. Гулев, Г. К. Джонсон, С. А. Джози, А. Костяной, К. Мауритцен, Д.Реммич, Л. Д. Талли и Ф. Ван, 2013: Наблюдения: Океан. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, DOI: 10.1017 / CBO9781107415324.010.

С. Левитус, Дж. И.Антонов, Т. П. Бойер, Р. А. Локарнини, Х. Э. Гарсия, А. В. Мишонов. 2009. «Глобальное теплосодержание океана в 1955–2008 гг. В свете недавно обнаруженных проблем с приборами» Письма о геофизических исследованиях , 36, L07608, doi: 10.1029 / 2008GL037155.

Т. П. Бойер, Дж. И. Антонов, О. К. Баранова, Х. Э. Гарсия, Д. Р. Джонсон, Р. А. Локарнини, А. В. Мишонов, Т. Д. О’Брайен, Д. Сеидов, И. В. Смоляр, М. М. Цвенг, 2009. World Ocean Database 2009 . С. Левитус, Ред., Атлас NOAA NESDIS 66, U.Типография S. Gov, Вашингтон, округ Колумбия, 216 стр., DVD.

Данные

Глобальное содержание тепла в океане из Национального центра океанографических данных.

морская вода | Плотность, состав, соленость, распределение и факты

Морская вода , вода, из которой состоят океаны и моря, покрывающая более 70 процентов поверхности Земли. Морская вода представляет собой сложную смесь 96,5% воды, 2,5% солей и меньшего количества других веществ, включая растворенные неорганические и органические материалы, твердые частицы и несколько атмосферных газов.

Багамы

Чистая вода океана возле пляжа на острове Гранд Багама на Багамах.

© Филип Кобленц — Digital Vision / Getty Images

Морская вода представляет собой богатый источник различных коммерчески важных химических элементов. Большая часть мирового магния извлекается из морской воды, как и большие количества брома. В некоторых частях мира хлорид натрия (поваренная соль) по-прежнему получают путем испарения морской воды. Кроме того, опресненная морская вода может обеспечить безграничный запас питьевой воды.Многие крупные опреснительные установки были построены в засушливых районах вдоль побережья Среднего Востока и в других местах, чтобы восполнить дефицит пресной воды.

Нехватка воды

Члены Сил обороны Новой Зеландии закачивают морскую воду в резервуары на атолле Фунафути для последующего опреснения в попытке уменьшить значительную нехватку пресной воды в Тувалу, 2011 г.

Alastair Grant / AP

Химические и физические свойства морской воды

Шесть наиболее распространенных ионов морской воды: хлорид (Cl ^— ), натрий (Na ⁺ ), сульфат (SO ² ₄ ^— ), магний (Mg ²⁺ ), кальций. (Ca ²⁺ ) и калий (K ⁺ ).По весу эти ионы составляют около 99 процентов всех морских солей. Количество этих солей в объеме морской воды варьируется из-за местного добавления или удаления воды (например, путем осаждения и испарения). Содержание соли в морской воде обозначается соленостью ( S ), которая определяется как количество соли в граммах, растворенной в одном килограмме морской воды, и выражается в частях на тысячу. Было замечено, что соленость в открытом океане колеблется от 34 до 37 частей на тысячу (0/00 или ppt), что также может быть выражено как от 34 до 37 практических единиц солености (psu).

Неорганический углерод, бромид, бор, стронций и фторид составляют другие основные растворенные вещества в морской воде. Из многих второстепенных растворенных химических компонентов неорганический фосфор и неорганический азот являются одними из наиболее заметных, поскольку они важны для роста организмов, населяющих океаны и моря. Морская вода также содержит различные растворенные атмосферные газы, в основном азот, кислород, аргон и углекислый газ. Некоторые другие компоненты морской воды представляют собой растворенные органические вещества, такие как углеводы и аминокислоты, и частицы, богатые органическими веществами.Эти материалы происходят в основном в верхних 100 метрах (330 футов) океана, где растворенный неорганический углерод превращается в процессе фотосинтеза в органическое вещество.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Многие характеристики морской воды соответствуют характеристикам воды в целом из-за их общих химических и физических свойств. Например, молекулярная структура морской воды, как и пресной воды, способствует образованию связей между молекулами.Некоторые отличительные качества морской воды связаны с содержанием в ней соли. Вязкость (то есть внутреннее сопротивление потоку) морской воды, например, выше, чем у пресной воды, из-за ее более высокой солености. Плотность морской воды также выше по той же причине. Температура замерзания морской воды ниже, чем у чистой воды, а точка кипения выше.

Химический состав

На химический состав морской воды влияет множество механизмов химического переноса.Реки добавляют растворенные и твердые химические вещества к окраинам океана. Переносимые ветром частицы переносятся в районы срединного океана за тысячи километров от их континентальных источников. Гидротермальные растворы, которые циркулировали через материалы земной коры под морским дном, добавляют как растворенные, так и твердые вещества в глубину океана. Организмы в верхних слоях океана превращают растворенные вещества в твердые вещества, которые в конечном итоге оседают на больших океанских глубинах. Твердые частицы, попадающие на морское дно, а также материалы как на морском дне, так и внутри него, подвергаются химическому обмену с окружающими растворами.Благодаря этим локальным и региональным механизмам поступления и удаления химикатов каждый элемент в океанах имеет тенденцию демонстрировать пространственные и временные изменения концентрации. Физическое перемешивание в океанах (термохалинная и ветровая циркуляция) способствует гомогенизации химического состава морской воды. Противоположные влияния физического перемешивания и биогеохимических механизмов поступления и удаления приводят к существенному разнообразию химического распределения в океанах.

Потепление океана | IUCN

Потепление океана приводит к деоксигенации — уменьшению количества растворенного в океане кислорода — и повышению уровня моря в результате теплового расширения морской воды и таяния континентальных льдов.Повышение температуры в сочетании с закислением океана (снижение pH океана из-за поглощения CO ₂ ) влияет на морские виды и экосистемы и, следовательно, на фундаментальные блага, которые люди получают от океана.

Воздействие на морские виды и экосистемы
Морские рыбы, морские птицы и морские млекопитающие сталкиваются с очень высокими рисками от повышения температуры, включая высокий уровень смертности, потерю нерестилищ и массовые перемещения по мере того, как виды ищут благоприятные условия окружающей среды.На коралловые рифы также влияет повышение температуры, которое вызывает обесцвечивание кораллов и увеличивает риск их гибели.

Воздействие на людей
По оценке Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций за 2012 год, морское и пресноводное рыболовство и аквакультура обеспечивают 4,3 миллиарда человек примерно 15% животного белка. Рыболовство и аквакультура также являются источником дохода для миллионов людей во всем мире. Из-за изменения распределения рыбных запасов и повышения уязвимости видов рыб перед болезнями потепление океана создает серьезную угрозу для продовольственной безопасности и средств к существованию людей во всем мире.Экономические потери, связанные с потеплением океана, могут составить от десятков до сотен миллионов долларов.

Повышение температуры также влияет на растительность и виды, строящие рифы, такие как кораллы и мангровые заросли, которые защищают береговую линию от эрозии и повышения уровня моря. Повышение уровня моря и эрозия особенно затронут низкорасположенные островные страны в Тихом океане, разрушая жилые дома и инфраструктуру и вынуждая людей переезжать.

Повышение температуры поверхности моря вызывает более сильные ураганы и усиление явлений Эль-Ниньо, вызывающих засухи и наводнения.Это может иметь значительные социально-экономические последствия и последствия для здоровья в некоторых регионах мира.

Повышение температуры океана связано с увеличением и распространением болезней среди морских видов. Люди рискуют напрямую передать эти заболевания при употреблении в пищу морских видов или от инфекций ран, обнаруженных в морской среде.

The Ocean & Temperature ~ MarineBio Conservation Society

При температуре 4 ° C чистая вода достигает своей максимальной или пиковой плотности, при дальнейшем охлаждении она расширяется и становится менее плотной, чем окружающая вода, поэтому, когда вода замерзает при 0 ° C, она плавает.

Соленость и плотность имеют положительную взаимосвязь. По мере увеличения плотности увеличивается количество солей в воде, также называемых соленостью. Различные события могут способствовать изменению плотности морской воды.

Соленость может уменьшаться в результате таяния полярных льдов или увеличиваться в результате замерзания полярных льдов. Испарение увеличивает соленость и плотность, а добавление пресной воды снижает соленость и плотность.

Дельта Миссисипи

Вода в океане постоянно перемешивается, принося питательные вещества наверх.Разница в плотности холодной воды по сравнению с плотностью более теплой воды ответственна за океанские течения и апвеллинг. Теплая морская вода плавает, а холодная (4 ° C), плотная (1 г / см3) опускается вниз, поэтому температура океана также варьируется по поверхности и на глубине.

Морская вода насыщена солями при 35 ppt, а при 4 ° C из-за солености плотность фактически составляет 1,0278 г / см3. Эта немного более высокая плотность является еще одним фактором, способствующим апвеллингу, поскольку он заставляет молекулы воды перекатываться друг с другом.

В большинстве случаев температура колеблется от -2 ° C до 28 ° C, но выше у гидротермальных источников или ближе к суше. Соленость обычно составляет 35 ppt (частей на тысячу), но может варьироваться от 28 до 41 ppt и является самой высокой в ​​северной части Красного моря.

Красное море

Когда температура, плотность или соленость слоя быстро меняются, эта область называется клином. Термоклины, или области быстрого изменения температуры, знакомые большинству людей, которые любят плавать в океане, являются наиболее важными из-за их воздействия на планктонные экосистемы и первичных продуцентов.Области быстрого изменения плотности — пикноклины, а области быстрого изменения солености — галоклины.

Термоклины возникают на небольшом расстоянии от берега, когда неглубокая поверхностная вода нагревается солнцем, в результате чего теплая, менее плотная вода остается на поверхности, а холодная плотная вода опускается. Сезонный термоклин образуется при охлаждении поверхностной воды и опускается на дно, в результате чего слои перемешиваются. Приближающаяся прохладная погода влияет на первичную продукцию в эвфотической зоне, охлаждая поверхностные воды и доставляя фитопланктон с питательными веществами живущим ниже существам.Более короткие дни и более низкие углы солнечного света ограничивают скорость роста фитопланктона, что, в свою очередь, ограничивает первичную продукцию и скорость роста организмов, находящихся на более высоких уровнях пищевой цепи.

Новый термоклин создается весной, когда увеличение солнечного света приводит к меньшему перемешиванию и «цветению» фитопланктона. Цвет воды меняется с синего на зеленый, поскольку увеличение количества фитопланктона, растворяющего неорганические питательные вещества, вызывает увеличение биомассы хлорофилла. Биомасса растительноядного зоопланктона также начинает увеличиваться, обеспечивая пищу для всей пищевой сети, указанной выше, которая зависит от выделяемой ими энергии.

Летом фитопланктон поглощает большую часть растворенных неорганических питательных веществ из поверхностных вод и потребляется зоопланктоном, снижая скорость фотосинтеза. Вертикальное перемешивание прекращается, и фитопланктон, который остается в верхних слоях, становится ограниченным по питательным веществам. Цикл начинается полностью осенью, когда поверхностная вода охлаждается, превращая более глубокие, богатые питательными веществами воды в истощенные поверхностные воды. Питательные вещества снова становятся доступными, и фитопланктон в большом количестве цветет весной после интенсивного зимнего перемешивания.Осень и лето — наименее плодородные месяцы из-за менее активной летней воды.

Сезонный цикл роста фитопланктона — удивительная демонстрация сложных и взаимосвязанных физических, химических и биологических процессов в океане. Доктор Шон Чемберлин описал это явление в следующем абзаце:

«Возникновение вертикальной стратификации — это физический процесс, стимулирующий биологический процесс, называемый первичной продуктивностью. Этот биологический процесс, известный как фотосинтез фитопланктона, влияет на химический процесс, который представляет собой концентрацию неорганических питательных веществ.По мере протекания фотосинтеза концентрация неорганических питательных веществ уменьшается. По иронии судьбы химические процессы (скорость, с которой становятся доступными новые неорганические питательные вещества) берут верх над биологическими процессами (скоростью фотосинтеза). В другом взаимодействии процессов мы также можем увидеть, как биологические процессы (увеличение содержания хлорофилла, детрита и бактерий, важных компонентов поглощения света) влияют на физический процесс (проникновение света в толщу воды).Геологические процессы, такие как выветривание горных пород, также являются основным источником всех питательных веществ в море, и, таким образом, геология влияет на биологию. Одна из самых захватывающих характеристик океана и природы — это взаимодействие между этими процессами и то, как большой неподвижный камень на суше может повлиять на крошечное плавающее микроскопическое растение в океане! »

Термохалинная циркуляция

Термохалинная циркуляция просто относится к глобальной циркуляции океанов, зависящей от плотности.Тепло (термо) и халин (плотность) — два основных фактора, определяющих плотность морской воды. Как вы, возможно, помните, между температурой и плотностью существует обратная зависимость, поэтому, когда поверхностные течения (т. Эти течения снова выходят на поверхность в северо-восточной части Тихого океана 1200 лет спустя. Океанская вода из всех океанических бассейнов тщательно перемешивается, неся тепловую энергию и материю в виде твердых тел и газов, что делает океан Земли глобальной системой.Как видите, состояние этой термохалинной циркуляции, иногда называемой глобальной конвейерной лентой, может иметь огромное влияние на климат нашей планеты.

Система

Ранние океанографы считали глубокий океан без ветра совершенно неподвижным. Однако с помощью современных приборов было установлено, что движение в глубоководных массах является частым. В отличие от ветра над сушей, основными движущими силами океанских течений являются различия в плотности и температуре.

Плотность океанской воды неодинакова повсюду, и есть четко определенные границы между водными массами, которые образуются на поверхности океана. Они располагаются друг над другом или под другим в зависимости от их плотности. Чтобы более легкие водные массы плавали над более плотными, они должны течь в нужное место. Перестановка слоев в наиболее устойчивые положения создает движущую силу для более глубоких течений.

Образование глубоководных масс

Холодные плотные водные массы, опускающиеся в глубокие бассейны, образуются в Северной Атлантике и Южном океане.Морская вода охлаждается ветром, и соленость воды увеличивается из-за соленой фракции воды, которая остается после образования льда. В ледяных карманах, похожих на соты, образуется чрезвычайно плотный рассол. Рассол медленно капает через сотовую матрицу и опускается на морское дно, стекая вниз по рельефу дна, как поток в океане, чтобы заполнить бассейны полярных морей.

Охлаждающий эффект ветра является основным фактором в Норвежском море и глубоководных водах Северной Атлантики (NADW), где холодная плотная вода заполняет бассейн и течет на юг через трещины, соединяющие Гренландию, Исландию и Великобританию.

Напротив, в море Уэдделла, расположенном к северу от Антарктиды, у края пакета льда, эффект ветрового охлаждения становится более интенсивным за исключением рассола. Результатом является опускание и направленное на север поток донных вод Антарктики (AABW) — морская вода настолько плотная, что фактически течет под NADW.

Движение глубоководных масс

Глубоководные воды Северной Атлантики являются результатом изменения плотности в Северной Атлантике и представляют собой не статическую массу воды, как раньше думали, а вместо этого медленно текущее течение на юг.Маршрут глубоководного потока проходит через Атлантический бассейн вокруг Южной Африки и в Индийский океан, а затем через Австралию в бассейн Тихого океана. Поток в Тихий океан заблокирован как для AABW, так и для NADW, поэтому NADW очень медленно течет в глубокие абиссальные равнины Атлантики всегда в южном направлении, а AABW также течет от дорожного заграждения. В случае с AABW блокадой является пролив Дрейка, расположенный между Антарктическим полуостровом и самой южной оконечностью Южной Америки.

Апвеллинг

Когда все плотные водные массы опускаются в океанские бассейны, исходная вода перемещается вверх, чтобы сохранить баланс. Хотя термохалинный апвеллинг является основным фактором, вызывающим океанские течения, это также очень медленный процесс, даже по сравнению с движением придонных водных масс. Поскольку все процессы, вызываемые ветром, происходят одновременно, может быть очень сложно определить, где происходит апвеллинг, просто используя текущие скорости. Поэтому вместо этого мы должны посмотреть на разложение твердых частиц, которые попадают в бассейны за их долгий путь, своего рода химическую сигнатуру.Путем анализа характеристик химических и изотопных соотношений можно определить скорость потока и возраст глубоководных масс. Эта сигнатура говорит нам о том, что наибольший апвеллинг происходит в поверхностных водах северной части Тихого океана.

Воздействие на глобальный климат

Термохалинная циркуляция ответственна за большую часть распределения тепловой энергии от экваториальных океанов к полярным областям океана. Это также обратный поток морской воды от поверхностных течений Североатлантического дрейфа и Гольфстрима.

Интересно, что таяние ледникового щита Гренландии, как предполагается, является причиной серьезного нарушения формирования глубинных вод и вариаций в Северной Атлантике, что ранее привело к целому климатическому периоду в Европе, известному как молодой дриас.

Дополнительная литература
Википедия: Thermohaline_circulation
Википедия: Свойства воды
Введение в физическую океанографию
НАСА: Обсерватория Земли: данные и изображения
Что такое фитопланктон? — Обсерватория Земли
Домашняя страница диатомовых водорослей — Университет Индианы
ВОДОРОСЛИ — Смитсоновский институт
Коллекция диатомовых водорослей — Калифорнийская академия наук
Страница вредоносных водорослей — Океанографическое учреждение Вудс-Хоул

.