Температурний режим океану

Значення солоності та густини морської води при вивченні природи Світового океану.Із зниженням температури густина солоної морської води збільшується. Під час осіннього та зимового охолодження вода на поверхні моря стає більш важкою, більш щільною. З подальшим охолодженням поверхнева морська вода, як більш щільна, занурюється і перемішується з більш теплою та легкою глибинною водою. Ця особливість морської води сприяє пом’якшенню клімату Землі в полярних та приполярних областях: морська вода солоністю 35‰ замерзає при температурі –1,9°С, відносно тепла поверхня води тривалий час стикається з атмосферою, і тепло надходить до повітря. При охолодженні 1 см3 морської води на 1°С 3134 см3 повітря нагріваються на 1°С.

Солоність морської води підсилює конвекцію (вертикальне перенесення) вод Світового океану, тому що густина води на морській поверхні збільшується не тільки при зниженні її температури, а й при випаровуванні та льодоутворенні. Вертикальна циркуляція в океанах і морях захоплює не тільки поверхневі шари води завдяки їх солоності, а й шар значно більшої потужності. Повітря одержує із солоних вод Світового океану набагато більше тепла, ніж воно отримало б, якби океанічні води були прісними. Окрім того, занурюючись, поверхнева солона морська вода несе з собою в глибину поглинутий з повітря кисень, необхідний для різних тварин і рослин.

Від солоності залежить інтенсивність замерзання морської води і розвиток льодових явищ в океанах і морях.

Горизонтальний і вертикальний розподіл густини морської води сприяє горизонтальній та вертикальній циркуляції вод. Якщо відомий вертикальний розподіл густини морської води, то можна визначити напрямок і швидкість течій, а також стійкість тієї чи іншої водної маси: якщо маса нестійка, то більш щільна вода лежить вище менш щільної, і води будуть переміщуватися (вертикальна циркуляція).

Однією з найважливіших фізичних характеристик морської води є її температура. Головним джерелом теплової енергії є сонячна радіація.

Інші джерела теплової енергії це:

- енергія припливів і відпливів;

- внутрішнє тепло Землі;

- тепло, яке утворюється при окисленні органічних речовин, інших хімічних реакціях;

- тепло, яке виділяють радіоактивні речовини, що знаходяться в океанах і морях;

- теплообмін поверхневих шарів вод океанів і морів з атмосферою;

- конденсація вологи;

- випадіння теплих опадів;

- теплі течії;

- виділення скритої теплоти при льодоутворенні.

Охолоджується вода:

- при випаровуванні;

- при випромінюванні теплової енергії в атмосферу;

- при конвективному теплообміні між морем і атмосферою;

- при випадінні холодних опадів;

- при перемішуванні поверхневих шарів з глибинними холодними водами;

- при згоні поверхневих теплих вод вітрами;

- внаслідок холодних течій.

Температура поверхневих вод Світового океану.Максимальна

температура поверхневих вод Світового океану знаходиться в шарі товщиною від 0,5 до 1 м біля екватора, до полюсів вона зменшується. Однак зона максимальних температур — термічний екватор — в океані знаходиться поміж 5 і 10° північної широти. Це пояснюється нерівномірним розподілом води і суші на Землі, їх різною теплоємністю і теплопровідністю. Максимальні температури вод в області термічного екватора від +27°С до +29°С. Найнижчі — у полярних широтах (до –2°С).

Розподіл температури води на поверхні океанів і морів має зональний характер: температура поступово знижується від екватора до полюсів. Вплив материків і течій порушує цю зональність. В екваторіально-тропічних широтах температура води в районі східного узбережжя на 2–3°С нижча від температури води поблизу західних берегів. Цьому сприяють пасати, які зносять поверхневий шар від східних берегів, а на їхнє місце піднімаються холодні глибинні води.

На хід ізотерм значно впливають морські течії. Наприклад, в північно-західних частинах Атлантичного і Тихого океанів під впливом теплих течій Гольфстріму і Куросіо ізотерми проходять під кутом 45° до меридіанів, інколи вздовж меридіанів. У районах взаємодії теплих і холодних течій ізотерми сильно згущаються. В цих районах спостерігаються великі зміни температури на ділянках незначної протяжності, тобто значні горизонтальні градієнти температури, наприклад, в районі Ньюфаундленду, де взаємодіють холодна Лабрадорська течія з теплою Гольфстрімом.

Середня температура поверхневих вод Світового океану, за розрахунками проф. В. Степанова, становить +17,54°С, що перевищує на 3,1°С середню температуру повітря на земній кулі (+14,5°С), внаслідок чого океан впливає на теплові процеси в атмосфері. Найтепліший Тихий океан, середня його температура +19,37°С, в Індійському океані +17,27°С, в Атлантичному +16,35°С, у Північному Льодовитому океані – 0.8˚С. Найвища температура океанічних поверхневих вод (+35,6°С) у Перській затоці та Червоному морі, а найнижча (–2°С) — у водах Арктики і Антарктики (рис. 4).

У Південній півкулі Світовий океан приблизно на 3°С холодніший, ніж у північній, через вплив Антарктиди. З цієї причини і термічний екватор зміщений на північ від географічного.

У Південній півкулі водної поверхні більше, ніж суходолу, і переважаючими є течії з напрямом на схід майже по паралелям, тому і ізотерми мають широтний напрямок.

Температура поверхневих вод морів залежить від фізико-географічних умов, в яких знаходиться те або інше море. Так, влітку температура води у Чукотському морі +1,6°С, а в Аральському, Каспійському, Чорному та Азовському морях — +20°С.

Рис. 4. Середня річна температура води на поверхні Світового океану

(за В. М. Степановим)

У морях більш високих широт взимку від’ємні температури, і ці моря частково або повністю замерзають. У морях низьких широт (від 35° північної широти) температура поверхневої води протягом року відносно висока.

Розподіл температури води на глибинах Світового океану.Температура води по-різному розподіляється в океанах і морях на різних широтах, а також в західних і східних частинах океанів.

Теплова енергія Сонця практично повністю вбирається верхнім 10–20-сантиметровим шаром води. За тихої погоди тепло проникає на глибину завдяки молекулярній дифузії, тому влітку в морях і океанах утворюється тонкий шар теплої води, нижче якого залягає холодна. Холодну і теплу воду розділяє шар різкої зміни температури — так званий термоклин, або шар температурного стрибка. Під дією вітру вода перемішується, і термоклин займає більшу глибину.

Для океану типова трьохшарова структура: у верхньому (перемішаному) шарі товщиною від 20 до 200 м температура однакова, в наступному шарі (термоклині) вона різкознижується, нижче термоклина і майже до дна температура знижується повільно. На глибинах нижче 3000 м вона становить 0–2°С. Біля самого дна температура трохи підвищується за рахунок теплого потоку від підстилаючої кори і досягає +1,4 — +1,8°С, а в полярних областях — нижче 0°С.

Полярні води до глибини 50–100 м охолоджуються, на глибині до 250–500 м вони стають теплішими, а потім до дна — температура поступово знижується.

В арктичнихширотах температура в поверхневому шарі –1,6°С, на глибині 50 м –1,8°С, потім на глибині від 200 до 500 м вона підвищується до +3°С завдяки впливу глибинних теплих вод Атлантичного океану, а потім знову зменшується до 0°С і навіть нижче.

У межах 45° північної широти і 45° південної широти у відкритій частині океану температура зменшується з глибиною.

У субтропічних широтах, де переважають антициклональні циркуляційні системи, утворюються зони сходження поверхневих вод — конвергенції. Зони розходження поверхневих вод називають зонами дивергенції.

Зміна температури води океану в часі.Зміна температури води в часі залежить головним чином від зміни кількості сонячної радіації. У зв’язку з цим розглядається добовий і річний хід температури води. Окрім того, на добові і річні зміни температури води впливають погодні і гідрологічні умови, від яких залежать процеси випромінювання, випаровування, перемішування вод.

Добові коливання температури води на поверхні океану незначні (0,2–0,3°С), найбільша їх амплітуда в районі тропіків (0,4–0,6°С), а до полюсів вона зменшується. Добовий максимум у відкритому океані зазвичай настає через 2–3 год. пополудні, мінімум — після сходу Сонця (біля 4–7 год. ранку).

Поблизу берегів температура води протягом доби інколи змінюється на декілька градусів внаслідок вітрового згону поверхневої теплої води і надходження з глибини більш холодної. На глибинах 25–30 м коливання добових температур практично припиняється.

Річні зміни температур відрізняються від добових більш значними амплітудами і поширенням коливань температури до значних глибин. У річному ході температура поверхні більшої частини океану в північній півкулі досягає максимуму в серпні і мінімуму в лютому, а в південній півкулі — відповідно в лютому і серпні.

Річна амплітуда на екваторі 1°С, в тропіках — не більше 3°С, в полярних широтах 4–5°С. Незначні вони в Арктиці та Антарктиці.

Найбільші річні зміни температури води спостерігаються в помірних широтах: у північній півкулі вони досягають 12°С, а в південній досягають 7°С. Ця різниця пояснюється різним співвідношенням води і суходолу.

На температуру морської води великий вплив чинить нерівномірне нагрівання суші, тому в морях нічна амплітуда температури більша, ніж в океанах у цих же широтах. Найбільші річні амплітуди в морях характерні для середніх широт і можуть досягати 20°С і більше, як, наприклад, у Чорному морі.

Вимірювання температури поверхневих та глибинних вод Світового океану.Для вимірювання температури води на поверхні та на глибині використовують: ртутні термометри (у поверхневому шарі від 0,5 до 1 м) і глибоководні або перехідні термометри (для вимірювання температури на глибині); термометри опору — електричні, які засновані на зміні опору провідника в залежності від температури середовища; прилади для безперервного запису температури води по вертикалі — батитермографи, термозонди та ін.

Для вимірювання температури застосовують також радіаційні термометри, які засновані на обліку довгохвильової (теплової) енергії, що випромінюється поверхнею моря, кількість якої пропорційна температурі морської води. Такі термографи встановлюють на літаках та штучних супутниках.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Густина морської води	\|	Дрейф льоду

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.