Światowy ocean, zajmujący 2/3 powierzchni Ziemi, to ogromny zbiornik wodny, którego masa wody wynosi 1,4 kilograma, czyli 1,4 miliarda kilometrów sześciennych. Woda oceaniczna stanowi 97% całej wody na planecie.
Oceany są przyszłością ludzkości. W jego wodach żyje wiele organizmów, z których wiele stanowi cenne zasoby biologiczne planety, a w grubości skorupy ziemskiej pokrytej Oceanem – przede wszystkim zasoby mineralne Ziemi.
W warunkach niedoboru surowców kopalnych i trwającego od pół wieku przyspieszonego postępu naukowo-technicznego, gdy eksploatacja eksplorowanych złóż surowców naturalnych na lądzie staje się coraz mniej opłacalna ekonomicznie, ludzie z nadzieją kierują wzrok na rozległe terytoria Ocean.
Ocean, a zwłaszcza jego strefa przybrzeżna, odgrywa wiodącą rolę w podtrzymywaniu życia na Ziemi. W końcu około 70% tlenu wchodzącego do atmosfery planety jest wytwarzane podczas fotosyntezy przez plankton (fitoplankton). Niebiesko-zielone algi żyjące w oceanach świata służą jako gigantyczny filtr oczyszczający wodę podczas jej krążenia. Otrzymuje zanieczyszczoną wodę rzeczną i deszczową, a poprzez parowanie zwraca wilgoć na kontynent w postaci czystych opadów.
światowe zasoby zanieczyszczeń oceanów
Cały Ocean Światowy zajmuje 361 milionów km2 (około 71% całej powierzchni Ziemi), z czego woda słodka zajmuje zaledwie 20 milionów km2, a całkowita objętość całej hydrosfery wynosi 1390 milionów metrów sześciennych. km, z czego faktyczne wody Oceanu stanowią 96,4%.
Oceany świata są zwykle podzielone na osobne oceany. Trzy z nich, te, które przecina równik, zwykle nie budzą wątpliwości, można jedynie spierać się o granice. Za granicą nie wszyscy nadal uznają niezależność Oceanu Arktycznego. Jej najzagorzalsi obrońcy byli w latach 30. XX wieku. Radzieccy naukowcy, którzy słusznie argumentowali, że ocean ten, choć niewielki, jest całkowicie niezależnym obszarem wodnym. Jeśli chodzi o Ocean Południowy, kiedyś był on zaznaczany na mapach, ale w latach 20. XX wieku zniknął, został podzielony pomiędzy Pacyfik, Atlantyk i Indie. I dopiero w latach 60., po kilku latach intensywnych prac badawczych na Antarktydzie, ponownie zaproponowano wyróżnienie go jako niezależnego.
Morze jest częścią Oceanu Światowego. Zatoka też. Nazywanie dowolnego obszaru wodnego morzem lub zatoką jest już wyłącznie kwestią tradycji. Dwa zbiorniki wodne o podobnych rozmiarach i podobnym reżimie, po przeciwnych stronach tego samego półwyspu, nazywane są Morzem Arabskim, a drugie Zatoką Bengalską. Malutkie Morze Azowskie to morze, a dwa ogromne obszary wodne na północ i południe od Ameryki Północnej nazywane są Zatoką Hudsona i Zatoką Meksykańską. Policz, ile mórz znajduje się w obrębie jednego Morza Śródziemnego. Nie ma więc potrzeby szukać obiektywnych kryteriów rozróżnienia mórz i zatok, niech będą nazywane po swojemu.
Mówiąc o cieśninach, musimy dowiedzieć się, czy uczniowie dobrze zrozumieli różnicę między pojęciami łączy i oddziela. Na przykład Cieśnina Bosfor oddziela półwyspy Bałkańskie i Azję Mniejszą (jeśli są szersze, to Europę i Azję) i łączy Morze Czarne z Morzem Marmara. Cieśnina Dardanele dzieli to samo, ale łączy Morze Marmara z Morzem Egejskim.
Według cech fizycznych i geograficznych wyrażonych w reżimie hydrologicznym Ocean Światowy dzieli się na osobne oceany, morza, zatoki, zatoki i cieśniny. Najbardziej rozpowszechniony współczesny podział Oceanu (Ocean Światowy) opiera się na idei cech morfologicznych, hydrologicznych i hydrochemicznych jego obszarów wodnych, mniej lub bardziej odizolowanych od kontynentów i wysp. Granice Oceanu (Oceanu Światowego) są wyraźnie wyrażone jedynie przez linie brzegowe obmywanego przez niego lądu; wewnętrzne granice pomiędzy poszczególnymi oceanami, morzami i ich częściami są w pewnym stopniu arbitralne. Kierując się specyfiką warunków fizycznych i geograficznych, niektórzy badacze wyróżniają także Ocean Południowy jako odrębny ocean z granicą wzdłuż linii zbieżności subtropikalnej lub subantarktycznej lub wzdłuż równoleżnikowych odcinków grzbietów śródoceanicznych.
Na półkuli północnej woda zajmuje 61% powierzchni globu, na półkuli południowej – 81%. Na północ od 81° N. w. na Oceanie Arktycznym i w przybliżeniu pomiędzy 56° a 63° S. w. Wody Oceanu (Ocean Światowy) pokrywają kulę ziemską ciągłą warstwą. Ze względu na rozmieszczenie wody i lądu kula ziemska jest podzielona na półkulę oceaniczną i kontynentalną. Biegun pierwszego znajduje się na Oceanie Spokojnym, na południowy wschód od Nowej Zelandii, drugi – na północy – 3. Francja. Na półkuli oceanicznej wody Oceanu (Ocean Światowy) zajmują 91% powierzchni, na półkuli kontynentalnej - 53%.
Właściwości i dynamika wód oceanicznych, wymiana energii i substancji zarówno w Oceanie Światowym, jak i pomiędzy oceanosferą a atmosferą silnie zależą od procesów, które determinują naturę całej naszej planety. Jednocześnie sam Ocean Światowy ma niezwykle silny wpływ na procesy planetarne, czyli na te procesy, które są związane z powstawaniem i zmianą natury całego globu.
Główne fronty oceaniczne prawie pokrywają się z frontami atmosferycznymi. Znaczenie frontów głównych polega na tym, że oddzielają one ciepłą i silnie zasoloną sferę Oceanu Światowego od zimnej i nisko zasolonej. Poprzez główne fronty w kolumnie oceanu następuje wymiana właściwości pomiędzy niskimi i wysokimi szerokościami geograficznymi, po czym kończy się końcowa faza tej wymiany. Oprócz frontów hydrologicznych wyróżnia się oceaniczne fronty klimatyczne, co jest szczególnie ważne, ponieważ oceaniczne fronty klimatyczne, mające skalę planetarną, podkreślają ogólny obraz strefowego rozkładu cech oceanologicznych i strukturę dynamicznego układu cyrkulacji wody na powierzchni Oceanu Światowego. Stanowią one również podstawę dla podziału na strefy klimatyczne. Obecnie w oceanosferze występuje dość duża różnorodność frontów i stref czołowych. Można je uznać za granice wód o różnej temperaturze i zasoleniu, prądy itp. Połączenie w przestrzeni mas wodnych i granic między nimi (frontów) tworzy poziomą strukturę hydrologiczną wód poszczególnych regionów i Oceanu jako cały. Zgodnie z prawem podziału geograficznego wyróżnia się następujące najważniejsze typy w poziomej strukturze wód: równikowy, tropikalny, subtropikalny, subarktyczny (subpolarny) i subantarktyczny, arktyczny (polarny) i antarktyczny. Każda pozioma strefa konstrukcyjna ma odpowiednio własną strukturę pionową, na przykład strefę strukturalną powierzchni równikowej, strefę pośrednią równikową, głębokość równikową, dno równikowe i odwrotnie; w każdej pionowej warstwie konstrukcyjnej można wyróżnić poziome strefy strukturalne. Ponadto w ramach każdej struktury poziomej wyróżnia się więcej podziałów, na przykład strukturę peruwiańsko-chilijską lub kalifornijską itp., Co ostatecznie decyduje o różnorodności wód Oceanu Światowego. Granicami wydzielenia pionowych stref strukturalnych są warstwy graniczne, a najważniejszymi rodzajami wód o strukturze poziomej są fronty oceaniczne.
· Struktura pionowa wód oceanicznych
W każdej strukturze masy wody o tym samym pionowym położeniu w różnych obszarach geograficznych mają różne właściwości. Naturalnie słup wody w pobliżu Wysp Aleuckich, u wybrzeży Antarktydy lub na równiku różni się wszystkimi swoimi właściwościami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Jednakże masy wody tego samego typu łączy wspólne pochodzenie, podobne warunki przemian i rozmieszczenia oraz zmienność sezonowa i długoterminowa.
Masy wód powierzchniowych są najbardziej podatne na hydrotermodynamiczne oddziaływanie całego zespołu warunków atmosferycznych, a zwłaszcza rocznych wahań temperatury powietrza, opadów, wiatrów i wilgotności. Wody powierzchniowe transportowane przez prądy z obszarów formacyjnych na inne obszary stosunkowo szybko ulegają przemianom i zyskują nowe cechy.
Wody pośrednie powstają głównie w strefach klimatycznych stacjonarnych frontów hydrologicznych lub w morzach typu śródziemnomorskiego w strefach subtropikalnych i tropikalnych. W pierwszym przypadku powstają jako odsolone i stosunkowo zimne, a w drugim – jako ciepłe i słone. Czasami identyfikuje się dodatkowy związek strukturalny - podpowierzchniowe wody pośrednie, znajdujące się na stosunkowo małej głębokości poniżej wód powierzchniowych. Tworzą się w obszarach intensywnego parowania z powierzchni (słone wody) lub w obszarach silnego ochłodzenia zimowego w subarktycznych i arktycznych obszarach oceanów (zimna warstwa pośrednia).
Główną cechą wód pośrednich w porównaniu z wodami powierzchniowymi jest ich niemal całkowita niezależność od wpływów atmosferycznych na całej drodze dystrybucji, chociaż ich właściwości u źródła powstawania różnią się zimą i latem. Ich powstawanie najwyraźniej następuje na drodze konwekcyjnej na powierzchni i w warstwach przypowierzchniowych, a także na skutek dynamicznego osiadania w strefach frontów i zbieżności prądów. Wody pośrednie rozprzestrzeniają się głównie wzdłuż powierzchni izopikalnych. Języki o podwyższonym lub zmniejszonym zasoleniu, występujące na odcinkach południkowych, przecinają główne strumienie strefowe cyrkulacji oceanicznej. Ruch pośrednich jąder wody w kierunku języków nadal nie ma zadowalającego wyjaśnienia. Możliwe jest, że odbywa się to poprzez mieszanie boczne (poziome). W każdym razie cyrkulacja geostroficzna w rdzeniu wód pośrednich powtarza główne cechy cyklu cyrkulacji subtropikalnej i nie różni się skrajnymi składnikami południkowymi.
Masy wód głębinowych i dennych powstają na dolnej granicy wód pośrednich w wyniku ich mieszania i przekształcania. Jednak za główne ośrodki pochodzenia tych wód uważa się szelf i kontynentalne zbocze Antarktydy, a także arktyczne i subpolarne regiony Oceanu Atlantyckiego. Są zatem związane z konwekcją cieplną w strefach polarnych. Ponieważ procesy konwekcyjne mają wyraźny przebieg roczny, intensywność powstawania i cykliczność w czasie i przestrzeni właściwości tych wód powinna wykazywać zmienność sezonową. Jednak procesy te prawie nie były badane.
Wymieniony zbiór mas wodnych tworzących pionową strukturę oceanu dał podstawę do wprowadzenia uogólnionej koncepcji stref strukturalnych. Wymiana właściwości i mieszanie się wód w kierunku poziomym następuje na granicach głównych elementów obiegu wody w skali makro, wzdłuż których przechodzą fronty hydrologiczne. Zatem obszary wodne mas wodnych są bezpośrednio połączone z głównymi obiegami wody.
Na podstawie analizy dużej liczby uśrednionych krzywych T, S w całym Oceanie Spokojnym zidentyfikowano 9 typów struktur (z północy na południe): subarktyczne, subtropikalne, tropikalne i wschodnio-tropikalne północne, równikowe, tropikalne i subtropikalne południowe, subantarktyczny, antarktyczny. Północne struktury subarktyczne i obie struktury subtropikalne mają odmiany wschodnie, ze względu na specyficzny reżim wschodniej części oceanu u wybrzeży Ameryki. Północno-wschodnia struktura tropikalna ciąży również w stronę wybrzeży Kalifornii i południowego Meksyku. Granice pomiędzy głównymi typami obiektów są wydłużone w kierunku równoleżnikowym, z wyjątkiem odmian wschodnich, w których granice zachodnie mają orientację południkową.
Granice między typami struktur w północnej części oceanu są zgodne z granicami typów stratyfikacji pionowych profili temperatury i zasolenia, chociaż materiały źródłowe i metody ich przygotowania są różne. Co więcej, kombinacja pionowych typów profili T i S definiuje konstrukcje i ich granice znacznie bardziej szczegółowo.
Subarktyczna struktura wód charakteryzuje się monotonnym pionowym wzrostem zasolenia i bardziej złożoną zmianą temperatury. Na głębokościach 100 - 200 m w zimnej warstwie przypowierzchniowej największe gradienty zasolenia obserwuje się w całym pionie. Gdy gradienty zasolenia słabną, obserwuje się ciepłą warstwę pośrednią (200 - 1000 m). Warstwa wierzchnia (do 50 - 75 m) w obu właściwościach podlega ostrym sezonowym zmianom.
Między 40 a 45° N. w. istnieje strefa przejściowa między strukturami subarktycznymi i subtropikalnymi. Poruszanie się na wschód od 165° - 160° W. itp., przechodzi bezpośrednio do wschodnich odmian struktur subarktycznych, subtropikalnych i tropikalnych. Na powierzchni oceanu, na głębokościach 200 m i częściowo 800 m, w całej tej strefie występują wody o podobnych właściwościach, należące do masy wód subtropikalnych.
Struktura subtropikalna jest podzielona na warstwy zawierające odpowiednie masy wody o różnym zasoleniu. Warstwa przypowierzchniowa o dużym zasoleniu (60 - 300 m) charakteryzuje się zwiększonymi pionowymi gradientami temperatur. Prowadzi to do zachowania stabilnego pionowego rozwarstwienia wód według gęstości. Poniżej 1000 - 1200 m występują wody głębokie, a poniżej 3000 m wody denne.
Wody tropikalne mają znacznie wyższe temperatury powierzchni. Warstwa podpowierzchniowa o wysokim zasoleniu jest cieńsza, ale ma większe zasolenie.
W warstwie pośredniej zmniejszone zasolenie wyraża się ostro ze względu na odległość od źródła formacji na froncie subarktycznym.
Strukturę równikową charakteryzuje powierzchnia odsolonej warstwy (do 50 - 100 m) z wysoką temperaturą na zachodzie i znacznym jej spadkiem na wschodzie. Zasolenie również spada w tym samym kierunku, tworząc wschodnią równikową masę wodną u wybrzeży Ameryki Środkowej. Warstwa przypowierzchniowa o podwyższonym zasoleniu zajmuje średnią miąższość od 50 do 125 m i pod względem wartości zasolenia jest nieco niższa niż w strukturach tropikalnych obu półkul. Woda pośrednia ma tutaj pochodzenie południowe, subantarktyczne. Na długiej trasie ulega intensywnej erozji, a jego zasolenie jest stosunkowo wysokie – 34,5 – 34,6%. Na północy struktury równikowej obserwuje się dwie warstwy o niskim zasoleniu.
Struktura wód na półkuli południowej ma cztery typy. Bezpośrednio obok równika znajduje się struktura tropikalna, która rozciąga się na południe do 30° S. w. na zachodzie i do 20° na południe. w. na wschodzie oceanu. Charakteryzuje się najwyższym zasoleniem na powierzchni i w warstwie przypowierzchniowej (do 36,5°/oo) oraz maksymalną temperaturą dla części południowej. Warstwa przypowierzchniowa o dużym zasoleniu sięga do głębokości od 50 do 300 m. Wody pośrednie pogłębiają się do 1200 - 1400 m przy zasoleniu w rdzeniu do 34,3 - 34,5%o. Szczególnie niskie zasolenie obserwuje się we wschodniej części struktury tropikalnej. Wody głębokie i przydenne mają temperaturę 1 - 2°C i zasolenie 34,6 - 34,7°/oo.
Południowa struktura subtropikalna różni się od północnej większym zasoleniem na wszystkich głębokościach. Struktura ta zawiera również podpowierzchniową warstwę zasolenia, ale często rozciąga się ona na powierzchnię oceanu. Tworzy się w ten sposób szczególnie głęboka, czasami do 300 - 350 m powierzchniowa, prawie jednolita warstwa o podwyższonym zasoleniu - do 35,6 - 35,7 °/oo. Na największej głębokości (do 1600 - 1800 m) występują wody pośrednie o niskim zasoleniu, o zasoleniu do 34,2 - 34,3%.
W strukturze subantarktycznej zasolenie powierzchni spada do 34,1 - 34,2%o, a temperatura - do 10 - 11°C. W rdzeniu warstwy o dużym zasoleniu wynosi 34,3 - 34,7%o na głębokościach 100 - 200 m, w rdzeniu wód pośrednich o niskim zasoleniu spada do 34,3%o, a w wodach głębokich i przydennych jest taka sama jak ogółem na Pacyfiku, - 34,6 - 34,7°/oo.
W strukturze Antarktyki zasolenie wzrasta monotonicznie w kierunku dna od 33,8 – 33,9%o do wartości maksymalnych w głębokich i przydennych wodach Oceanu Spokojnego: 34,7 – 34,8°/oo. Podczas stratyfikacji temperaturowej ponownie pojawia się zimna powierzchnia podpowierzchniowa i ciepła warstwa pośrednia. Pierwszy z nich położony jest na głębokościach 125 - 350 m z temperaturami w lecie do 1,5°, a drugi - od 350 do 1200 - 1300 m z temperaturami do 2,5°. Głębokie wody mają tutaj najwyższą dolną granicę - do 2300 m.
Struktura Oceanu Światowego to jego struktura - pionowe rozwarstwienie wód, pozioma (geograficzna) strefowość, charakter mas wodnych i frontów oceanicznych.
Rozwarstwienie pionowe Oceanu Światowego
W przekroju pionowym słup wody rozpada się na duże warstwy, podobne do warstw atmosfery. Nazywa się je również kulami. Wyróżnia się cztery następujące sfery (warstwy):
Górna kula powstaje w wyniku bezpośredniej wymiany energii i materii z troposferą w postaci układów mikrokrążenia. Obejmuje warstwę o miąższości 200-300 m. Ta górna kula charakteryzuje się intensywnym mieszaniem, przenikaniem światła i znacznymi wahaniami temperatury.
Górna kula jest podzielona na następujące warstwy cząstkowe:
- a) najwyższa warstwa o grubości kilkudziesięciu centymetrów;
- b) warstwa wiatroodporna o głębokości 10-40 cm; uczestniczy w emocjach, reaguje na pogodę;
- c) warstwa skoku temperatury, w której gwałtownie spada z górnej warstwy nagrzanej do dolnej, nienaruszonej i nieogrzewanej warstwy;
- d) warstwa penetracji sezonowej cyrkulacji i zmienności temperatury.
Prądy oceaniczne zwykle wychwytują masy wody tylko w górnej sferze.
Sfera pośrednia rozciąga się na głębokość 1500–2000 m; jego wody powstają z wód powierzchniowych podczas opadania. Jednocześnie są one schładzane i zagęszczane, a następnie mieszane w kierunkach poziomych, głównie ze składnikiem strefowym. Przeważają poziome transfery mas wody.
Głęboka kula nie sięga dna na głębokość około 1000 m. Kula ta charakteryzuje się pewną jednorodnością. Jego miąższość wynosi około 2000 m i skupia ponad 50% całej wody w Oceanie Światowym.
Dolna kula zajmuje najniższą warstwę oceanu i rozciąga się na odległość około 1000 m od dna. Wody tej kuli powstają w zimnych strefach Arktyki i Antarktyki i przemieszczają się po rozległych obszarach wzdłuż głębokich basenów i rowów. Odbierają ciepło z wnętrzności Ziemi i wchodzą w interakcję z dnem oceanu. Dlatego też, gdy się poruszają, ulegają znaczącym przemianom.
9.10 Masy wody i fronty oceaniczne górnej sfery oceanu
Masa wody to stosunkowo duża objętość wody, która tworzy się na określonym obszarze Oceanu Światowego i ma przez długi czas prawie stałe właściwości fizyczne (temperatura, światło), chemiczne (gazy) i biologiczne (plankton). Masa wody porusza się jako pojedyncza jednostka. Jedna masa jest oddzielona od drugiej frontem oceanu.
Wyróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:
- 1. Równikowe masy wody są ograniczone przez fronty równikowe i podrównikowe. Charakteryzują się najwyższą temperaturą na otwartym oceanie, niskim zasoleniem (do 34-32‰), minimalną gęstością, dużą zawartością tlenu i fosforanów.
- 2. Tropikalne i subtropikalne masy wody powstają w obszarach tropikalnych antycyklonów atmosferycznych i są ograniczone od stref umiarkowanych przez tropikalny front północny i tropikalny południowy, a subtropikalny przez północny umiarkowany i północno-południowy. Charakteryzują się dużym zasoleniem (do 37‰ i więcej) oraz dużą przezroczystością, ubóstwem soli odżywczych i planktonu. Z ekologicznego punktu widzenia tropikalne masy wodne są pustyniami oceanicznymi.
- 3. Umiarkowane masy wody znajdują się w umiarkowanych szerokościach geograficznych i są ograniczone od biegunów frontami arktycznymi i antarktycznymi. Charakteryzują się dużą zmiennością właściwości zarówno ze względu na szerokość geograficzną, jak i porę roku. Umiarkowane masy wodne charakteryzują się intensywną wymianą ciepła i wilgoci z atmosferą.
- 4. Polarne masy wodne Arktyki i Antarktyki charakteryzują się najniższą temperaturą, największą gęstością i dużą zawartością tlenu. Wody Antarktyki intensywnie zagłębiają się w dolną kulę i zaopatrują ją w tlen.
Wody powierzchniowe ze względu na duże właściwości mieszania są jednorodne, a grubość ich warstwy, ze względu na charakterystykę wymiany ciepła, znacznie zmienia się w zależności od pór roku i szerokości geograficznej obszaru. Zazwyczaj za dolną granicę wód powierzchniowych przyjmuje się głębokość, na której amplituda rocznych zmian temperatury jest praktycznie nieodróżnialna. Zalega średnio na głębokości 200-300 m, w obszarach cyrkulacji cyklonicznej i dywergencji wznosi się do 150-200 m, a w obszarach cyrkulacji antycyklonicznej i konwergencji spada do 300-400 m. W kierunku równoleżnikowym Wody powierzchniowe dzielą się na równikowe, tropikalne, subpolarne i polarne. Te pierwsze charakteryzują się najwyższą temperaturą, niskim zasoleniem i gęstością oraz złożoną cyrkulacją. Wody tropikalne charakteryzują się dużym zasoleniem i gęstością. Wody subpolarne w różnych oceanach mają dość zmienną charakterystykę. Wody polarne charakteryzują się ujemnymi temperaturami (-1,2-1,5°), niskim zasoleniem (32,5-34,6%o) i występują powyżej frontów arktycznego i antarktycznego.
Wody pośrednie zalegają pod wodami powierzchniowymi na głębokości 1000-1200 m. Ich warstwa osiąga maksymalną miąższość w rejonach polarnych i centralnych rejonach wirów antycyklonicznych.W strefie równikowej, gdzie woda się podnosi, grubość warstwy pośredniej maleje do 600-900 m.
Wody pośrednie Antarktyki powstają w wyniku działania Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego. Ruch wód przydennych w kierunku południowym kompensowany jest odpływem wód głębinowych i powierzchniowych na północ. Dalej na północ składniki Antarktyki ulegają stopniowym przemianom i wody te powracają na szerokości geograficzne Antarktyki w postaci głębokich wód okołobiegunowych. Zawierają zauważalną domieszkę stosunkowo bardziej słonych wód głębinowych z południowego Atlantyku. Płynąc na wschód, te masy wody są całkowicie włączone do krążenia okołobiegunowego. Około 55-60% to wody powierzchniowe Antarktyki, reszta to wody denne Antarktyki. Głębokie wody okołobiegunowe dostarczają duże ilości ciepła do mórz Antarktyki, gdzie jest ono wykorzystywane do ogrzewania zimnych wód i atmosfery. Wody powierzchniowe Antarktyki można prześledzić do strefy pomiędzy 50° a 60° S, gdzie szybko znikają, zderzając się z mniej gęstymi subantarktycznymi wodami powierzchniowymi, opadają pod nimi i biorą udział w tworzeniu się pośrednich wód Antarktyki, które pędzą na północ. Strefa kontaktu dwóch mas wód powierzchniowych znana jest jako Antarktyczna Strefa Konwergencji.
Wody głębokie powstają na dużych szerokościach geograficznych w wyniku zmieszania się wód powierzchniowych i pośrednich. Są jednorodne i sięgają głębokości 3000–4000 m.
Najpotężniejszym prądem na Oceanie Światowym jest Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy (zachodni prąd wiatrowy). Dryfuje wzdłuż wybrzeży Antarktydy, przekraczając trzy oceany, przenosząc w ciągu sekundy ponad 250 milionów m3 wody morskiej. Jego długość wynosi do 30 tysięcy km, szerokość - 1000-1500 km, głębokość od 2 do 3 km. Prędkość w górnych warstwach sięga 2 km/h.
Wody denne powstają również w wyniku osiadania wód leżących, głównie na dużych szerokościach geograficznych.
Cała grubość wody oceanicznej znajduje się w ciągłym ruchu, który jest wzbudzany przez termohalinę (ogrzewanie, chłodzenie, opady, parowanie) i czynniki mechaniczne (styczne naprężenie wiatru, ciśnienie atmosferyczne), a także siły pływowe.
Ogólny schemat występowania prądów (ryc. 5) w oceanie zdeterminowany jest głównie charakterem cyrkulacji atmosferycznej i położeniem geograficznym kontynentów. Oddzielają układ prądów poziomych i pionowych.
W strefie tropikalnej wiatry (pasaty) wieją z dużą częstotliwością i siłą ze wschodu na zachód, a jedynie w pobliżu równika występuje strefa spokojna. W związku z tym w oceanie powstają północne i południowe prądy wiatrowe, a między nimi występuje przeciwnie skierowany (z zachodu na wschód) międzybranżowy prąd wiatrowy. Pasaty tworzą prąd równikowy płynący ze wschodu na zachód. Po napotkaniu bariery kontynentalnej skręca w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej. Po obu stronach równika tworzą się prądy pierścieniowe, skierowane zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli północnej i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara na półkuli południowej.
Ryż. 5. Schemat powstawania przepływu (wg A.S. Konstantinowa, 1986)
W północnej i południowej strefie umiarkowanej przeważają wiatry zachodnie, a na dużych szerokościach geograficznych - wschodnie. Pod ich wpływem powstają prądy, których wielokierunkowość prowadzi do powstawania gigantycznych cykli wody oceanicznej. Na północ od równika znajduje się obszar północnego wiru tropikalnego (w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara), następnie subtropikalnego (w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara) i subarktycznego (w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara). Na półkuli południowej znajdują się trzy podobne wiry, ale o innym kierunku obrotu. Rozpatrywana cyrkulacja powoduje asymetrię wschód-zachód pola temperatury oceanu i determinuje rozmieszczenie organizmów morskich.
Życie w oceanach świata jest bezpośrednio zależne od Antarktycznego Prądu Okołokontynentalnego (ACC), który wydobywa na powierzchnię bogate w składniki odżywcze głębokie wody. Odkrycia sugerują, że życie morskie powinno być bardziej wrażliwe na zmiany klimatyczne, niż wcześniej sądzono, ponieważ większość modeli zmian klimatycznych sugeruje, że zmieni się również cyrkulacja oceaniczna. Chociaż oceanografowie zidentyfikowali kilka kierunków cyrkulacji oceanicznej, nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Princeton pokazuje, że trzy czwarte całej aktywności biologicznej w oceanach zależy od samego ACC. Według obliczeń, jeśli zmieni się ta cyrkulacja, produktywność biologiczna wszystkich oceanów zmniejszy się czterokrotnie.
Oprócz prądów powierzchniowych w Oceanie Światowym istnieje złożony system prądów głębokich. Wody denne wypełniające głębiny Oceanu Światowego powstają głównie na szelfie Antarktyki. Tutaj w wyniku tworzenia się lodu wzrasta zasolenie wody, która (będąc bardziej gęsta) opada na dno i przemieszcza się na północ. Napływ dobrze napowietrzonych wód Antarktyki dostarcza tlen do głębin oceanów, zapewniając tu istnienie życia.
Dorsz atlantycki migruje między tarliskami na południe od Islandii a żerowiskami wzdłuż Prądu Wschodnio-Grenlandzkiego.
Prędkość prądów głębokich może sięgać 10-20 cm/s, a więc jest porównywalna ze średnimi prędkościami prądów powierzchniowych. Dotyczy to zarówno prądów głębinowych, jak i przepływów przydennych.
Pionowe ruchy wody mogą być spowodowane zmianami gęstości położonych nad sobą warstw wody, jej zanurzeniem na wybrzeżu nawietrznym i podniesieniem na wybrzeżu zawietrznym, na skutek przejścia cyklonów i antycyklonów. Każde osiadanie mas wody odpowiada wyrównawczemu podnoszeniu się wody w innym miejscu. Istnieją obszary zbieżności (konwergencji) mas wody, gdzie wody powierzchniowe zanurzają się w głębiny, oraz obszary rozbieżności (rozbieżności), gdzie wody głębokie wypływają na powierzchnię.
Wraz z wodami głębokimi na powierzchnię wypływają związki azotu i fosforu, co powoduje szybki rozwój fitoplanktonu w strefach upwellingowych. Raki żywią się fitoplanktonem i służą jako pokarm dla ryb. Dlatego ryb jest tu zwykle więcej niż w innych częściach oceanu.
Powierzchnia oceanu ma złożoną dynamiczną topografię, której cechy są powiązane z cyrkulacją wody. Rozbieżności ograniczone do niecek rzeźby dynamicznej w centralnych częściach wirów cyklonicznych w polu prądów dryfowych w przybliżeniu pokrywają się z obszarami przepływu wód i ich wznoszenia się z głębin – upwellingu (ryc. 6). Zbieżności, ograniczone do grzbietów rzeźby dynamicznej w centralnych częściach wirów antycyklonowych, w obszarze prądów dryfowych w przybliżeniu pokrywają się z obszarami przypływu i osiadania wody w głąb - downwellingu.
Duże znaczenie w hydrodynamice oceanu mają fale, wywołane głównie wiatrem i działaniem sił pływowych, które jednocześnie determinują występowanie prądów pływowych (ryc. 7). Występują pływy półdobowe, dzienne i mieszane.
W Oceanie Światowym funkcjonowanie połączenia hydrologicznego przebiega w dwóch wzajemnie przeciwstawnych kierunkach: z jednej strony ma na celu ukształtowanie w miarę stabilnej dynamicznej struktury oceanu – izolacja mas wody, stratyfikacja
Ryż. 7. Dynamika fal pływowych na wyspie. Sachalin (na podstawie: Atlas, 2002)
z jednej strony fikacja jego wód, a z drugiej strony zniszczenie tych struktur, wyrównywanie gradientów właściwości fizykochemicznych wody morskiej.
Struktury hydrologiczne ze względu na bezwładność środowiska wodnego są stosunkowo stabilne w czasie i posiadają naturalne granice, dlatego ich rola w fizycznym i geograficznym zróżnicowaniu Oceanu Światowego jest szczególnie istotna. Jednak ze względu na ruchliwość wody ekosystemy wodne mogą zostać zniszczone i mieć niestabilne, niejasne granice. Efektem funkcjonowania elementu hydrologicznego Oceanu Światowego jest uporządkowanie warunków hydroklimatycznych.
Przyczyny zakłócające równowagę: Prądy Przypływy i odpływy Zmiany ciśnienia atmosferycznego Wiatr Linia brzegowa Spływ wody z lądu
Ocean światowy to system naczyń połączonych. Jednak ich poziom nie jest zawsze i nie wszędzie taki sam: na jednej szerokości geograficznej jest wyższy w pobliżu zachodnich wybrzeży; na jednym południku wznosi się z południa na północ
Układy cyrkulacyjne Poziomy i pionowy przepływ mas wody odbywa się w formie układu wirów. Wiry cykloniczne - masa wody porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i unosi się. Wiry antycykloniczne - masa wody porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara i opada. Obydwa ruchy są generowane przez frontalne zaburzenia hydrosfery atmosferycznej.
Zbieżność i rozbieżność Zbieżność to zbieżność mas wody. Poziom oceanów podnosi się. Ciśnienie i gęstość wody wzrasta, a ona opada. Dywergencja to rozbieżność mas wody. Poziom morza spada. Podnosi się głęboka woda. http://www. youtube. com/obejrzyj? v=dce. Mój k. G 2 j. kW
Rozwarstwienie pionowe Sfera górna (200 -300 m) A) warstwa górna (kilka mikrometrów) B) warstwa efektu wiatru (10 -40 m) C) warstwa skoków temperatur (50 -100 m) D) warstwa penetracji sezonowej cyrkulacji i zmienności temperatury Ocean prądy wychwytują tylko masy wody górnej kuli.
Głęboka kula Nie sięga dna na głębokości 1000 m.