Моря
Вивчення температурних рівнів у морських водах грає важливу рольу поясненні формування клімату на різних частинахсуші. Як приклад можна навести незамерзаючий порт Мурманськ, який розташований на крайній Півночі. Винятковість цього місця безпосередньо пов'язана з гілкою течії Гольфстріму, яка має значний теплий вплив на цей регіон. Ще один приклад. Красноярськ і Рига розташовані на одній широті, але в першому місті, яке знаходиться на великій відстані від моря, а саме в Сибіру, відзначається різко континентальний кліматз холодною зимоюта спекотного літа. У Ризі навпаки: зима м'яка і нетривала, а влітку часто дощова погода.
Вода поглинає більше тепла ніж повітря. Щоб збільшити температуру води та повітря в рівних обсягахна один градус, для нагрівання води знадобиться тепла більше ніж у 3 тисячі разів, ніж для нагрівання повітря.
Море нагрівається протягом усього літа. Вода в морі поглинає величезні обсяги тепла, але при цьому через високу тепло-поглинання та великий об'єм морської води зміни температури в цьому середовищі не такі помітні, як у повітрі. Влітку, як правило, рівень температури води нижчий, ніж повітря. Взимку все навпаки - рівень температури води перевищує рівень температури повітря. З цієї причини на морському узбережжі. Тому на морському березі не так важко літньою спекою, ніж у глибині континенту. З цієї причини вітер з моря прохолодний.
У зимовий періодмаси води, що нагрілися за літо, віддають повітрі частину свого тепла. Це тепло носить вітром на території в глибині континенту, роблячи клімат приморських територій вологим і теплим. Середня температура води на поверхні світового океану становить 17,4 градуса, тоді як середня температураповітря на всій нашій планеті дорівнює 14,0 градусів. Отже, в зимовий період океан виконує функцію гігантського "обігрівача", яка забезпечує теплом територію суші.
Рівень температури поверхні морської води дуже сильно коливається в залежності від пори року та практично не змінюється протягом доби.
Зміни температури води протягом доби мають більший вплив лише у прибережних областях або у бухтах та затоках.
Набагато помітніша сезонна зміна температурних показників води. Залежно від території коливання досить різняться: більшою міроювони помітні на теренах, де переважає помірний клімат. Наприклад, біля Британських берегів різниця температури води при зміні сезонів становить майже 10 градусів. У тропічних країнах, що розташовані біля екватора, сезонні змінитемператури практично непомітні і становлять трохи більше 2 градусів.
Яким би не було спекотним сонцем на території тропіків, температура води океану на поверхні не перевищить позначки 30 градусів. Так відбувається у зв'язку з тим, що океанічні води перебувають у безперервному русі і тому постійно перемішуються. Підвищена температура води в морі (близько 35 градусів) може спостерігатися тільки на тих ділянках, де вузькі затоки або моря оточені розжареною сушею, наприклад, у Червоному морі або Перській затоці.
Світовий океан
Від Сонця океан отримує велика кількістьтепла. Оскільки океан займає велику територію, Чим суша, тепла він отримує також більше.
Проте тепло від сонячних променів поширюється лише поверхневі шари океанічних вод, товщина яких становить лише кілька метрів. Далі тепло розповсюджується завдяки постійному перемішуванню вод. Проте слід зазначити, що рівень температури води зі зростанням глибини знижується. Спочатку це відбувається стрибками, потім відбувається рівними темпами. Глибинні води мають практично однакову температуру, оскільки на глибині океану вода, як правило, має те саме походження, і формується в полярних районах Землі. Температура води в океані на глибині понад 3000 – 4000 м становить від 2 до 0 градусів.
Температура води на поверхні також різна і залежить в основному від географічної широти. На більшій відстані від екватора температура буде нижче. Це залежить від кількості сонячного тепла. Через кулясту форму нашої планети кут падіння променів Сонця в районі екватора більший, ніж у навколополярних областях, через це екваторіальні води тепліші, ніж полярні. Температура екваторіальних вод є найвищою у світовому океані та становить 28-29 градусів. У напрямку на північ і південь від екватора рівень температури води знижується. Через те, що холодна Антарктидазнаходиться ближче, те й температура знижується до півдня швидше, ніж у бік півночі.
Температура води в морі залежить і від клімату територій, що омиваються морем. Рівень температур винятково високий у водах тих морів, які оточені спекотними пустельми. Так, температура води у Червоному морі досягає 34 градусів, а в Перській затоці – понад 35 градусів. У широтах із помірним кліматом температурний режимколивається в залежності від часу доби.
Крім вищеописаних факторів, клімату прилеглих територій та географічної широти, температура вод океану залежить від течій. Від екватора тепла вода виноситься теплими течіями в широти з помірним кліматом, холодні води приходять разом з холодними течіями з полярних областей. Такого роду обертання вод забезпечує рівномірний розподілтемператур у водних масах океану.
У Тихому океані найвища температура поверхневих вод становить 19,4 градуси. За ним іде по "теплоті" вод Індійський океан. Третє місце посів Атлантичний океан, Середня температура вод якого становить близько 16,5 градусів. Найнижча температура відзначається в Північному Льодовитому океані. Температура вод лежить на поверхні трохи більше 1 градуса. Отже, середня температура води лежить на поверхні Світового океану становить 17,5 градусів.
http://znaniya-sila. narod. ru/solarsis/zemlya/earth_ocean_10.htm
Володимир Каланов,
«Знання-Сила»
Температура води в Океані.
Світовий океан в цілому - це колосальне сховище холодної воли, зверху котороо, та й то не скрізь, знаходиться невеликий по товщині шар трохи більше теплої води. Вода тепліша за 10 градусів складає всього близько 8% загальних водних запасівСвітового океану. Цей теплий шар у середньому досягає товщини трохи більше 100 метрів. Під ним на високих глибинах температура води знаходиться в межах від 1 до 4оС. Таку температуру мають 75% океанської води. У глибоководних жолобах, а також у поверхневих шарах приполярних областей вода має ще більше низьку температуру.
Температурний режим океану відрізняється винятковою стійкістю. Якщо в глобальному масштабіабсолютна різниця температур повітря досягає 150оС, то різниця між максимальною та мінімальною поверхневою температурою води в океані в середньому на порядок менша.
У абсолютних величинця різниця у різних районах Світового океану становить від 4-5оС до 10-12оС протягом року. Наприклад, коливання температури поверхневих вод Тихого океану у районі Гавайських островів становить трохи більше 4оС, а районі на південь від Алеутських островів – 6-8оС. Тільки у мілководних прибережних районахморів помірних кліматичних зонці коливання можуть бути більшими. Наприклад, біля узбережжя Охотського моря різниця середніх температур поверхневої води в найтепліший і найхолодніший місяці року сягає 10-12оС.
Що стосується добових коливань поверхневої температури води, то вони у відкритому морі становлять лише 0,2-0,4оС. Лише в ясну погоду в найтепліший місяць літа вони можуть становити 2С. Добові коливання температури захоплюють дуже тонкий поверхневий шар океанської води.
Сонячним випромінюванням вода в океані навіть у екваторіальній зонінагрівається дуже незначну глибину (до 8-10 м). У глибші шари теплова енергія сонця проникає лише завдяки перемішування водних мас. Найбільш активна роль перемішуванні морської води належить вітру. Глибина вітрового перемішування води зазвичай становить 30-40 м. На екваторі, за умови хорошого вітрового перемішування, сонце прогріває воду до глибини 80-100 м.
У найбільш неспокійних широтах глибина вітрового перемішування значно більше. Наприклад, у південній частині Тихого океану, у смузі штормів між 50-ю та 60-ю паралелями, вітер перемішує воду до глибин 50-65 м, на південь від Гавайських островів – навіть до глибини 100 м. Інтенсивність теплового перемішування особливо велика в районах потужних океанічних течій. Наприклад, на південь від Австралії теплове перемішування води відбувається до глибини 400-500 м-коду.
* Найбільш стабільна температура поверхневої води в екваторіальній зоні океану. Тут вона знаходиться в межах 20-30оС. Сонце в цій зоні приносить будь-якої пори року приблизно однакову кількість тепла, а вітер постійно перемішує воду. Тому цілодобово зберігається постійна температура води. У відкритому океанісамі високі температуриповерхневої води відзначаються в зоні від 5 до 10 градусів С. Ш. У затоках температура води може бути вищою. Наприклад, у Перській затоці влітку вода прогрівається до 33°С.
Поверхнева теміература води у тропічній зоні майже незмінна протягом усього року. Вона ніколи не опускається нижче 20оС, а в екваторіальній зоні наближається до 30оС. На мілководді біля самого берега вдень вода може прогрітися і до 35-40оС. Але у відкритому морі температура підтримується з дивовижною сталістю (26-28оС) цілодобово.
У помірних широтах температура поверхневих вод, природно, нижче, ніж у приеваторіальних, а різниця між літньою та зимовою температурами замнтна і досягає 9-10оС. Наприклад, у Тихому океані в районі 40-го градуса С. Ш. середня температура поверхневої води становить у лютому близько 10°С, а в серпні – близько 20°С.
* Морська вода нагрівається в результаті поглинання нею сонячної енергії. Відомо, що вода погано пропускає червоні промені. сонячного спектру, а довгохвильові інфрачервоні промені, що несуть основну частину теплової енергії, проникають у воду лише на кілька сантиметрів. Тому нагрівання глибших шарів океану відбувається поза рахунок безпосереднього поглинання сонячного тепла, а внаслідок вертикальних переміщень водних мас. Але навіть у екваторіальній зоні, де сонячні променімайже під прямим кутом спрямовані до поверхні океану, а вітер активно перемішує воду, вона глибша за 300 м залишається постійно холодною. Сезонні коливаннямайже не стосуються морських глибин. У тропіках під шаром теплої води знаходиться зона завтовшки 300-400 м, де температура з глибиною швидко падає. Область швидкого падіння температури називається термокліном. Тут через кожних 10 м глибини температура знижується приблизно на 1 градус. У наступному шарі завтовшки 1-1,5 км швидкість зниження температури різко уповільнюється. У нижньої межіцього шару температура води вбирається у 2-3оС. У глибших шарах падіння температури продовжує, але відбувається все повільніше. Шари океанської води, починаючи з глибини 1,2-1,5 км, вже зовсім не реагують зміну зовнішніх температур. У придонному шарі води температура підвищується, що пояснюється впливом тепла земної кори. Жахливий тиск, що існує на великих глибинах, також перешкоджає подальшому падінню температури води. Так, вода полярних районів, обладнана біля поверхні, опустившись на глибину 5 км, де тиск збільшується в 500 разів, матиме температуру на 0,5 градуса вище за початкову.
* Приполярна область, як і екваторальна зона, є зоною стабільної температури поверхневих вод. Тут сонячні промені падають під гострим кутомдо поверхні океану, ніби ковзають над поверхнею. Значна їх частина не проникає у воду, а відбивається від неї і йде у світовий простір. У приполярних областях температура поверхневих вод влітку може підніматися за 10 градусів, взимку опускатися до 4-0 і навіть до -2оС.
Найхолоднішим районом Світового океану вважається море Уеделла біля берегів Антарктиди. Тут океанська вода має найнижчу температуру. Води Південної півкулі загалом значно холодніше вод Північної півкулі. Така відмінність пояснюється зігріваючим впливом материків, площа яких у Південній півкуліЗемлі значно менше. Тому так званий термічний екватор Світового океану, т. Е. Лінія найбільших поверхневих температур води, зміщений щодо географічного екватора на північ. Середньорічна поверхнева температураокеану на термічному екваторі становить близько 28оС у відкритій акваторії і близько 32оС – у замкнутих морях. Такі температури тримаються стабільно і постійно протягом багатьох років, століть, тисячоліть та, ймовірно, мільйонів років.
Води океану, як суходіл, нагріваються від припливу сонячного тепла на його поверхню. Температура поверхневих вод різних районів океану неоднакова і розподіляється залежно від географічної широти, тобто
підлягає закону широтної зональності. Найбільш висока температура води на поверхні Світового океану спостерігається в екваторіальних широтах – середня за рік +27…+28 0 С. У полюсів температура води знижується до –1,0…–1,8 0 С.
Зональний розподіл температури вод порушується впливом материків, панівних вітрів та течій. Прикладом впливу материків є температура води в Перській затоці (+35,6 0 С), яка є максимальною на поверхні Світового океану. Пояснюється це її розміщенням у тропічних широтах і, безумовно, його внутрішньоматериковим становищем, відокремленістю від Індійського океану. Іншим прикладом впливу материків є вплив річок формування температури вод океанів, у які вони впадають. Сибірські та північноамериканські річки несуть тепло, оскільки течуть вони з півдня на північ та підвищують температуру води верхніх шарів Північного. Льодовитого океану. А ось річки Альп несуть холодні води та знижують температуру прибережних вод Середземного моря.
Вплив панівних вітрів проявляється у тому, що здуваючи теплі води з поверхневих шарів океану, вітер сприяє спливу холодних глибинних вод на поверхню. Випливання глибинних вод до поверхні океану - дуже поширене явище у Світовому океані. Воно називається апвеллінгом. Райони апвеллінгу існують у західних берегівматериків: перуансько-чилійське - у Південної Америки, Каліфорнійський - у Північної Америки, Бенгельський – у Південно-Західної Африки, Канарський – у Північно-Західної Африки.
Вплив течій проявляється також і в тому, що теплі течії несуть теплі води з тропічних широт у високі широти, створюючи там теплі аномалії, як це має місце біля берегів Шпіцбергена, а холодні течії створюють холодні аномалії в тропічних широтах, наприклад, у північно-західних та південно-західних берегів Африки, де панують відповідно Канарська та Бенгельська течії. Східні райониокеанів у тропічних широтах холодніше західних, що пояснюється наявністю там холодних течій. Теплим є Тихий океан(+19,40 С), оскільки більша частинайого розташована в екваторіальних та тропічних широтах. Холодним є Північний Льодовитий океан (+0,750 С). Індійський океан має середню температуру +17,10С, Атлантичний +16,40С.
З глибиною температура води зазвичай знижується. Тому глибинні води Світового океану мають нижчу температуру, ніж поверхневі. Зміна температури води із глибиною називається температурною стратифікацією. Досить теплим є лише тонкий поверхневий шар, зазвичай не більше 200-400 м. Нижче виразно виділяється шар "стрибка" температури (10 і більше градусів), який називається головним термокліном. У цьому прошарку градієнт температури становить 0,10 на 1 м глибини. Нижче за головний термоклін температура води нижче +70 С, але знижується дуже повільно і досягає в придонних шарах +1 ... +2,5 0 С. У приарктичних та арктичних водах придонні температури негативні: від -0,2 до -1,30 З.
У розподілі температур вод із глибиною є й аномалії. Так, нещодавно на дні Тихого океану поблизу Галапагоських островів та поблизу північно-західного узбережжя США виявлено потужні підводні гейзери, що б'ють із глибини 2400-2650 м з температурою води близько +4000С.
Володимир Каланов,
«Знання-Сила»
Температура води в Океані.
Світовий океан в цілому - це колосальне сховище холодної воли, зверху котороо, та й то не скрізь, знаходиться невеликий по товщині шар трохи теплішої води. Вода тепліша за 10 градусів становить лише близько 8% загальних водних запасів Світового океану. Цей теплий шар у середньому досягає товщини трохи більше 100 метрів. Під ним на високих глибинах температура води знаходиться в межах від 1 до 4 про С. Таку температуру мають 75% океанської води. У глибоководних жолобах, а також у поверхневих шарах приполярних областей вода має ще нижчу температуру.
Температурний режим океану відрізняється винятковою стійкістю. Якщо в глобальному масштабі абсолютна різниця температур повітря досягає 150 о С, то різниця між максимальною та мінімальною поверхневої температуриводи в океані в середньому значно менше.
В абсолютних величинах ця різниця в різних районах Світового океану становить від 4-5 о С до 10-12 о С протягом року.Наприклад, коливання температури поверхневих вод Тихого океану в районі Гавайських островів становить не більше 4 про С, а в районі на південь від Алеутських островів – 6-8 про С. Тільки в мілководних прибережних районах морів помірних кліматичних зон ці коливання можуть бути більшими. Наприклад, біля узбережжя Охотського моря різниця середніх температур поверхневої води в найтепліший і найхолодніший місяці року досягає 10-12 о С.
Що стосується добових коливаньПоверхневої температури води, то вони у відкритому морі становлять всього лише 0,2-0,4 про С. Тільки в ясну погоду в найтепліший місяць літа вони можуть становити 2 про С. Добові коливання температури захоплюють дуже тонкий поверхневий шар океанської води.
Сонячним випромінюванням вода в океані навіть у екваторіальній зоні нагрівається не дуже незначну глибину (до 8-10 м). У глибші шари теплова енергіясонця проникає лише завдяки перемішування водних мас. Найбільш активна роль перемішуванні морської води належить вітру. Глибина вітрового перемішування води зазвичай становить 30-40 м. На екваторі, за умови хорошого вітрового перемішування, сонце прогріває воду до глибини 80-100 м.
У найбільш неспокійних широтах глибина вітрового перемішування значно більше. Наприклад, у південній частині Тихого океану, у смузі штормів між 50-ю та 60-ю паралелями, вітер перемішує воду до глибин 50-65 м, південніше Гавайських островів – навіть до глибини 100 м. Інтенсивність теплового перемішування особливо велика в районах потужних океанічних течій. Наприклад, на південь від Австралії теплове перемішування води відбувається до глибини 400-500 м-коду.
* Найбільш стабільна температура поверхневої води в екваторіальній зоні океану. Тут вона знаходиться в межах 20-30 о С. Сонце в цій зоні приносить у будь-яку пору року приблизно однакову кількість тепла, а вітер постійно перемішує воду. Тому цілодобово зберігається постійна температура води. У відкритому океані найвищі температури поверхневої води відзначаються у зоні від 5 до 10 градусів С.Ш. У затоках температура води може бути вищою. Наприклад, у Перській затоці влітку вода прогрівається до 33°С.
Поверхнева теміература води у тропічній зоні майже незмінна протягом усього року. Вона ніколи не опускається нижче 20°С, а в приекваторіальній зоні наближається до 30°С. З) цілодобово.
У помірних широтах температура поверхневих вод, природно, нижче, ніж у приеваторіальних, а різниця між літньою і зимовою температурами замнтна і досягає 9-10 о С. Наприклад, у Тихому океані в районі 40-го градуса С.Ш. середня температура поверхневої води становить лютому близько 10 про З, а серпні – близько 20 про З.
* Морська вода нагрівається в результаті поглинання нею сонячної енергії. Відомо, що вода погано пропускає червоні промені сонячного спектру, а довгохвильові інфрачервоні промені, що несуть основну частину теплової енергії, проникають у воду лише на кілька сантиметрів. Тому нагрівання глибших шарів океану відбувається поза рахунок безпосереднього поглинання сонячного тепла, а внаслідок вертикальних переміщень водних мас. Але навіть у екваторіальній зоні, де сонячні промені майже під прямим кутом спрямовані до поверхні океану, а вітер активно перемішує воду, вона глибша за 300 м залишається постійно холодною. Сезонні коливання майже стосуються морських глибин. У тропіках під шаром теплої води знаходиться зона завтовшки 300-400 м, де температура з глибиною швидко падає. Область швидкого падіння температури називається термокліном.Тут через кожних 10 м глибини температура знижується приблизно на 1 градус. У наступному шарі завтовшки 1-1,5 км швидкість зниження температури різко уповільнюється. У нижній межі цього шару температура води не перевищує 2-3 про С. У глибших шарах падіння температури продовжує, але відбувається все повільніше. Шари океанської води, починаючи з глибини 1,2-1,5 км, вже зовсім не реагують зміну зовнішніх температур. У придонному шарі води температура трохи підвищується, що пояснюється впливом тепла кори земної. Жахливий тиск, що існує на великих глибинах, також перешкоджає подальшому падінню температури води. Так, вода полярних районів, обладнана біля поверхні, опустившись на глибину 5 км, де тиск збільшується в 500 разів, матиме температуру на 0,5 градуса вище за початкову.
* Приполярна зона, як і екваторальна зона, є зоною стабільної температури поверхневих вод. Тут сонячні промені падають під гострим кутом до поверхні океану, ніби ковзають над поверхнею. Значна їх частина не проникає у воду, а відбивається від неї і йде у світовий простір. У приполярних областях температура поверхневих вод влітку може підніматися завж 10 градусів, взимку опускатися до 4-0 і навіть до -2°С.
Найхолоднішим районом Світового океану вважається море Уеделла біля берегів Антарктиди.Тут океанська вода має найнижчу температуру. Води Південної півкулі загалом значно холодніше вод Північної півкулі. Така відмінність пояснюється зігріваючим впливом материків, площа яких у Південній півкулі Землі значно менша. Тому так званий термічний екватор Світового океану, тобто лінія найбільших поверхневих температур води, зміщений щодо географічного екватора на північ. Середньорічна поверхнева температура океану на термічному екваторі становить близько 28 о С у відкритій акваторії і близько 32 про С - у замкнутих морях. Такі температури тримаються стабільно і постійно протягом багатьох років, століть, тисячоліть та, ймовірно, мільйонів років.
Вода - найпростіше хімічна сполукаводню з киснем, проте океанська вода – універсальний однорідний іонізований розчин, до складу якого входять 75 хімічних елементів. Це тверді мінеральні речовини(Солі), гази, а також суспензії органічного та неорганічного походження.
Вола має безліч різних фізичних і хімічних властивостей. Насамперед вони залежать до змісту і температури навколишнього середовища. Дамо коротку характеристикудеяким із них.
Вода – це розчинник.Оскільки вода є розчинником, можна судити про те, що всі води – це газо-сольові розчини різного. хімічного складута різної концентрації.
Солоність океанської, морської та річкової води
Солоність морської води(Табл. 1). Концентрація розчинених у воді речовин характеризується солоністю,яка вимірюється у проміле (%о), тобто в грамах речовини на 1 кг води.
Таблиця 1. Зміст солей у морській та річковій воді (в % усієї маси солей)
|
Основні з'єднання |
Морська вода |
Річкова вода |
|
Хлориди (NaCI, MgCb) |
||
|
Сульфати (MgS0 4 CaS0 4 K 2 S0 4) |
||
|
Карбонати (СаСОд) |
||
|
Сполуки азоту, фосфору, кремнію, органічні та інші речовини |
||
Лінії на карті, що з'єднують точки з однаковою солоністю, називають ізогалінами.
Солоність прісної води (див. табл. 1) у середньому дорівнює 0,146% про, а морський - в середньому 35 %о.Розчинені у воді солі надають їй гірко-солоного смаку.
Близько 27 з 35 г становить хлористий натрій ( кухонна сіль), тому вода солона. Солі магнію надають їй гіркого смаку.
Оскільки вода в океанах утворилася з гарячих солоних розчинів земних надр і газів, її солоність була початковою. Є підстави припускати, що у перших етапах формування океану його води за сольовим складом мало відрізнялися від річкових. Відмінності намітилися і почали посилюватися після перетворення гірських порідвнаслідок їх вивітрювання, а також розвитку біосфери. Сучасний сольовий склад океану, як свідчать викопні залишки, склався пізніше протерозою.
Крім хлоридів, сульфітів та карбонатів у морській воді виявлено майже всі відомі на Землі хімічні елементи, у тому числі і благородні метали. Однак вміст більшості елементів у морській волі мізерний, наприклад, золота в кубометрі води виявлено лише 0,008 мг, а на наявність олова та кобальту вказує їх присутність у крові морських тварин і в донних опадах.
Солоність океанських вод- Величина не постійна (рис. 1). Вона залежить від клімату (співвідношення опадів та випаровування з поверхні океану), утворення або танення льодів, морських течій, поблизу материків - від припливу прісних річкових вод.
Мал. 1. Залежність солоності вод від широти
У відкритому океані солоність коливається не більше 32- 38%; в окраїнних та середземних моряхколивання її значно більше.
Особливо сильно на солоність вод до глибини 200 м впливає кількість випадаючих та випаровування. Виходячи з цього можна говорити, що солоність морської води схильна до закону зональності.
В екваторіальних та субекваторіальних районах солоність становить 34 %с, тому що кількість опадів, що випадали. більше води, Витраченої на випаровування. У тропічних і субтропічних широтах — 37, оскільки опадів мало, а випаровування велике. У помірних широтах - 35% про. Найменша солоність морської води спостерігається в приполярних і полярних областях - всього 32, оскільки кількість опадів перевищує випаровування.
Морські течії, стік річкових вод та айсберги порушують зональну закономірність солоності. Наприклад, в помірних широтах Північної півкулі солоність вод більша за західні береги материків, куди за допомогою течій приносяться більш солоні субтропічні води, менша солоність води — біля східних берегів, куди холодні течії приносять менш солону воду.
Сезонна зміна солоності води відбувається в приполярних широтах: восени за рахунок утворення льоду та зменшення сили річкового стоку солоність збільшується, а навесні-влітку за рахунок танення льоду та посилення річкового стоку солоність зменшується. Навколо Гренландії та Антарктиди в літній період солоність стає меншою внаслідок танення прилеглих айсбергів та льодовиків.
Найсолоніший з усіх океанів - Атлантичний океан, найменшу солоність мають води Північного Льодовитого океану (особливо біля азіатського узбережжя, поблизу усть сибірських річок- менше 10% о).
Серед частин океану — морів та заток максимальна солоністьспостерігається в областях, обмежених пустельми, наприклад, у Червоному морі - 42%, у Перській затоці - 39%.
Від солоності води залежать її щільність, електропровідність, утворення льоду та багато інших властивостей.
Газовий склад океанської води
Крім різних солей, у водах Світового океану розчинені різні гази: азот, кисень, діоксид вуглецю, сірководень та ін. , що у 158 разів менше, ніж у атмосфері). Незважаючи на те, що гази займають порівняно мало місця у воді, цього достатньо, щоб впливати на органічне життя та різні біологічні процеси.
Кількість газів визначається температурою та солоністю вод: чим вища температура та солоність, тим менша розчинність газів і нижче їх вміст у воді.
Так, наприклад, при 25 ° С у воді може розчинитися до 4,9 см /л кисню і 9,1 см 3 /л азоту, при 5 ° С відповідно 7,1 і 12,7 см 3 /л. З цього випливають два важливі наслідки: 1) вміст кисню в поверхневих водах океану значно вищий у помірних і особливо полярних широтах, ніж у низьких (субтропічних та тропічних), що позначається на розвитку органічного життя- Багатстві перших і відносної бідності других вод; 2) в тих самих широтах вміст кисню у водах океану взимку вище, ніж влітку.
Добові зміни газового складуводи, пов'язані з коливаннями температури, невеликі.
Наявність в океанській воді кисню сприяє розвитку в ній органічного життя та окислення органічних та мінеральних продуктів. Головним джерелом кисню в океанській воді є фітопланктон, який називається « легкими планети». В основному кисень витрачається на дихання рослин та тварин у верхніх шарах морських вод та на окислення різних речовин. В інтервалі глибин 600-2000 м розташований шар кисневого мінімуму.Невелика кількість кисню тут поєднується з підвищеним вмістом вуглекислого газу. Причина - розкладання в цьому шарі води основної маси органічної речовини, що надходить зверху, і інтенсивне розчинення біогенного карбонату. Обидва процеси потребують вільного кисню.
Кількість азоту в морській воді набагато менша, ніж в атмосфері. Цей газ переважно потрапляє у воду з повітря під час розпаду органічних речовин, але також виробляється при диханні морських організмів та їх розкладанні.
У товщі води, в глибоких застійних улоговинах, в результаті життєдіяльності організмів відбувається утворення сірководню, який є отруйним і гальмує біологічну продуктивністьвод.
Теплоємність океанських вод
Вода - одне з найбільш теплоємних тіл у природі. Теплоємність лише десяти метрового шару океану в чотири рази більша за теплоємність усієї атмосфери, а шар води в 1 см поглинає 94 % сонячного тепла, що надходить на її поверхню (рис. 2). Завдяки цій обставині океан повільно нагрівається та повільно віддає тепло. Внаслідок високої теплоємності все водні об'єктиє потужними акумуляторами тепла. Охолоджуючись вода поступово віддає своє тепло в атмосферу. Тому Світовий океан виконує функцію терморегуляторапланети.
Мал. 2. Залежність теплоємності воли від температури
Найнижчу теплопровідність має лід та особливо сніг. Внаслідок цього лід є запобіжником води на поверхні водоймища від переохолодження, а сніг захищає від промерзання ґрунт, озимі культури.
Теплота випаровуванняводи - 597 кал/г, а теплота плавлення 79,4 кал/г – ці властивості дуже важливі для живих організмів.
Температура океанських вод
Показник теплового стануокеану – температура.
Середня температура океанських вод- 4 °С.
Попри те що поверхневий шар океану виконує функції терморегулятора Землі, своєю чергою, температура морських вод залежить від теплового балансу(Приходу та витрати тепла). Прихід тепла складається з , а витрата - з витрат на випаровування води та турбулентний теплообмін з атмосферою. Незважаючи на те, що частка тепла, що витрачається на турбулентний теплообмін, не велика, його значення величезне. Саме за його допомогою через атмосферу відбувається планетарний перерозподіл тепла.
На поверхні температура океанських вод коливається в межах від -2 ° С (температура замерзання) до 29 ° С у відкритому океані (35,6 ° С в Перській затоці). Середньо річна температураповерхневих вод Світового океану становить 17,4 ° С, причому в Північній півкулі вона приблизно на 3 ° С вище, ніж у Південному. Найбільша температура поверхневих океанських вод у Північній півкулі – у серпні, а найменша – у лютому. У Південній півкулі все навпаки.
Оскільки має теплові взаємозв'язки з атмосферою, температура поверхневих вод, як і повітря, залежить від широти місцевості, т. е. підпорядкована закону зональності (табл. 2). Зональність виявляється у поступовому зменшенні температури води від екватора до полюсів.
У тропічних та помірних широтах температура води в основному залежить від морських течій. Так, завдяки теплим течіям у тропічних широтах заході океанів температури на 5-7 °З вище, ніж Сході. Однак у Північній півкулі внаслідок теплих течійна сході океанів температури весь рік позитивні, а на заході через холодні течії вода взимку замерзає. У високих широтах температура під час полярного дня становить близько °С, а під час полярної ночі подільдом — близько -1,5 (-1,7) °С. Тут на температуру води переважно впливають льодові явища. Восени виділяється теплота, що пом'якшує температуру повітря та води, а навесні на танення витрачається тепло.
Таблиця 2. Середні річні температури поверхневих вод океанів
|
Середня річна температура, "С |
Середня річна температура, °С |
||||
|
Північна півкуля |
Південна півкуля |
Північна півкуля |
Південна півкуля |
||
Найхолодніший з усіх океанів— Північний Льодовитий, а найтепліший— Тихий океан, так як його основна площа розташовується в екваторіально-тропічних широтах (середня річна температура поверхні вод -19,1 °С).
Важливий вплив на показник температури океанічної водинадає клімат навколишніх територій, а також пору року, тому що від цього залежить сонячне тепло, що нагріває верхній шарСвітового океану. Найбільша температура води у Північній півкулі спостерігається у серпні, найменша – у лютому, а у Південній – навпаки. Добові коливання температури морської води всіх широтах становлять близько 1 °С, найбільші значеннярічних коливань температур спостерігаються у субтропічних широтах – 8-10 °С.
Температура океанської води змінюється з глибиною. Вона знижується і на глибині 1000 м майже всюди (у середньому) нижче 5,0 °З. На глибині 2000 м температура води вирівнюється, знижуючись до 2,0-3,0 ° С, а в полярних широтах - до десятих градусів вище нуля, після чого вона або знижується дуже повільно, або навіть трохи підвищується. Наприклад, у рифтових зонах океану, де на великих глибинах існують потужні виходи підземних гарячих вод, що під великим тиском, із температурою до 250-300 °З. Загалом у Світовому океані по вертикалі виділяють два основні шари води: теплий поверхневийі потужний холодний, що тягнеться до дна. Між ними розташований перехідний шар температурного стрибка,або головний термокліп, не більше нього відбувається різке зниження температури.
Ця картина вертикального розподілу температури води в океані порушується у високих широтах, де на глибині 300-800 м простежується шар більш теплої та солоної води, що надійшла з помірних широт (табл. 3).
Таблиця 3. Середні величини температури води океану, °С
|
Глибина, м |
||||||
|
Екваторіальні |
||||||
|
Тропічні |
||||||
|
Полярна |
||||||
Зміна об'єму води при зміні температури
Різке збільшення обсягу води під час замерзання- Це своєрідна властивість води. При різкому зниженні температури та її переході через нульову позначку відбувається різке збільшення обсягу льоду. При збільшенні обсягу лід стає легшим і спливає поверхню, стаючи менш щільним. Лід оберігає глибинні шари води від промерзання, оскільки є поганим провідником тепла. Більш ніж на 10% збільшується обсяг льоду порівняно з вихідним обсягом води. При нагріванні відбувається процес, зворотний до розширення, — стиск.
Щільність води
Температура і солоність - основні чинники, що зумовлюють густину води.
Для морської води чим нижча температура і вища солоність, тим більше щільністьводи (рис. 3). Так, при солоності 35 %о та температурі 0 °С щільність морської води становить 1,02813 г/см 3 (маса кожного кубометра такої морської води на 28,13 кг більше, ніж відповідного обсягу дистильованої води). Температура морської води найбільшої щільностіне +4 °С, як у прісної, а негативна (-2,47 °С при солоності 30 % і -3,52 °С при солоності 35 % о
Мал. 3. Зв'язок щільності морської воли з її солоністю та температурою
Завдяки наростанню солоності щільність води збільшується від екватора до тропіків, а в результаті зниження температури - від помірних широт до Полярним колам. Взимку відбувається опускання полярних вод та їх рух у придонних шарах до екватора, тому глибинні води Світового океану загалом холодні, але збагачені киснем.
Виявлено залежність щільності води та від тиску (рис. 4).
Мал. 4. Залежність щільності морської воли (Л" = 35% про) від тиску при різних температурах
Здатність води до самоочищення
Це важлива властивістьводи. У процесі випаровування вода проходить через ґрунт, який, своєю чергою, є природним фільтром. Однак за порушення межі забруднення процес самоочищення порушується.
Колір та прозорістьзалежать від відображення, поглинання та розсіювання сонячного світла, а також від наявності зважених частинок органічного та мінерального походження. У відкритій частині колір океану синій, біля узбережжя, там, де багато суспензій, — зелений, жовтий, коричневий.
У відкритій частині океану прозорість води вища, ніж біля узбережжя. У Саргасовому морі прозорість води - до 67 м. У період розвитку планктону прозорість зменшується.
У морях можливе таке явище, як світіння моря (біолюмінесценція). Світяться у морській водіживі організми, містять фосфор, передусім такі, як найпростіші (ночесветка та інших.), бактерії, медузи, черв'яки, риби. Імовірно, свічення служить для відлякування хижаків, для пошуків пиши або для залучення особин протилежної статі в темряві. Свічення допомагає рибальським судам знаходити косяки риб у морській воді.
Звукопровідність -акустична властивість води. В океанах виявлено звукорозсіюючий мійі підводний «звуковий канал»,що володіє звуковою надпровідністю. Звукорозсіювальний шар уночі піднімається, а вдень опускається. Він використовується підводниками, тому що гасить шум від двигунів підводних човнів, і рибальськими суднами для виявлення косяків риб. «Звуковий
сигнал» застосовується для короткострокового прогнозу цунамі хвиль, в підводній навігації для наддальньої передачі акустичних сигналів.
Електропровідністьморської води висока, вона прямо пропорційна солоності та температурі.
Природна радіоактивністьморських вод мала. Але багато тварин і рослин мають здатність концентрації радіоактивних ізотопівТому улов морепродуктів піддається перевірці на радіоактивність.
Рухливість — характерна властивість рідкої води. Під дією сили тяжіння, під впливом вітру, тяжіння Місяцем та Сонцем та інших факторів відбувається рух води. Під час руху вода перемішується, що дозволяє рівномірно розподілятися водам різних солоності, хімічного складу та температури.