Світовий океан. Температура в океані.

Наш союзник Bikinika

© Володимир каланамі,
"Знання-сила".

Часто можна чути вирази «тепле море» або «холодне, Студений море». Якщо мати на увазі тільки температуру води, то виявляється, що різниця між теплим і холодним морем абсолютно незначна і стосується вона тільки верхнього, щодо тонкого шару води. Тому згадані вирази можна сприймати тільки як літературний образ, як звичний мовної штамп.

Світовий океан в цілому - це колосальне сховище холодної води, зверху якого, та й то не скрізь, знаходиться невеликий по товщині шар трохи більше теплої води. Вода тепліше 10 градусів становить усього близько 8 відсотків загальних водних запасів Світового океану. Цей теплий шар в середньому досягає товщини не більше 100 метрів. Під ним на великих глибинах температура води знаходиться в межах від одного до чотирьох градусів за Цельсієм. Таку температуру мають 75% океанської води. У глибоководних жолобах, а також в 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 ° C, то різниця між максимальною і мінімальною поверхневою температури води в океані в середньому на порядок менше.

В абсолютних величинах ця різниця в різних районах Світового океану становить від 4-5 ° C до 10-12 ° C протягом року. Наприклад, коливання температури поверхневих вод Тихого океану в районі Гавайських островів протягом року становить не більше 4 ° C, а в районі на південь від Алеутських островів - 6-8 ° C. Тільки в мілководних прибережних районах морів помірних кліматичних зон ці коливання можуть бути більше. Наприклад, біля північного узбережжя Охотського моря різниця середніх температур поверхневої води в найтепліший і найхолодніший місяці року досягає 10-12 ° C.

Що стосується добових коливань поверхневої температури води, то вони у відкритому морі складають всього лише 0,2-0,4 градуса. Лише в ясну сонячну погоду в найтепліший місяць літа вони можуть скласти 2 градуси. Добові коливання температури захоплюють зовсім тонкий поверхневий шар океанської води.

Сонячним випромінюванням вода в океані навіть в екваторіальній зоні прогрівається на дуже незначну глибину (до 8-10 метрів). У більш глибокі шари теплова енергія Сонця проникає тільки завдяки змішуванню водних мас. Найбільш активна роль в перемішуванні морської води належить вітрі. Глибина вітрового перемішування води становить зазвичай 30-40 м. На екваторі, за умови хорошого вітрового перемішування, Сонце прогріває воду до глибини 80-100 м.

У найбільш неспокійних океанських широтах глибина теплового перемішування буває значно більше. Наприклад, в південній частині Тихого океану, в смузі штормів між 50-й і 60-й паралелями, вітер перемішує воду до глибин 50-65 метрів, а на південь від Гавайських островів - навіть до глибини 100 метрів.

Інтенсивність теплового перемішування особливо велика в районах потужних океанічних течій. Наприклад, на південь від Австралії теплове перемішування води відбувається до глибини 400-500 м.

У зв'язку з цим ми повинні пояснити деякі терміни, прийняті в океанології.

Перемішування, або вертикальний водообмін, буває двох видів: фрикційне і конвективное. Фрикційне перемішування відбувається в рухомому потоці води внаслідок відмінностей у швидкості її окремих шарів. Таке перемішування води відбувається при впливі вітру або припливу (відпливу) в море. Конвективне (плотностное) перемішування відбувається тоді, коли в силу якихось причин щільність вишележащего шару морської води буде вищою щільності підстилаючого шару. У такі моменти в море виникає вертикальна циркуляція вод. Найбільш інтенсивно вертикальна циркуляція відбувається в зимових умовах.

Щільність океанської води з глибиною зростає. Нормальний ріст щільності з глибиною називається прямий стратификацией океанічних вод. Буває і зворотна плотностная стратифікація, але вона спостерігається як короткочасне явище в океані.

Найбільш стабільна температура поверхневої води в екваторіальній зоні океану. Тут вона знаходиться в межах 20-30 ° C. Сонце в цій зоні приносить в будь-який час року приблизно однакову кількість тепла, а вітер постійно перемішує воду. Тому цілодобово зберігається постійна температура води. У відкритому океані найвищі температури поверхневої води відзначаються в зоні від 5 до 10 градусів північної широти. У затоках температура води може бути вище, ніж у відкритому океані. Наприклад, в Перській затоці влітку вода прогрівається до 33 ° C.

Поверхнева температура води в тропічній зоні майже незмінна протягом всього року. Вона ніколи не опускається нижче 20 ° C, а в приекваторіальній зоні наближається до 30 градусів. На мілководді біля самого берега днем ​​вода може прогрітися і до 35-40 ° C. Але у відкритому морі температура підтримується з дивовижною постійністю (26-28 градусів) цілодобово.

У помірних зонах температура поверхневих вод, природно, нижче, ніж в пріекваторіальних, а різниця між літньої і зимової температурами вже помітна і досягає 9-10 градусів. Наприклад, в Тихому океані в районі 40-го градуса північної широти середня температура поверхневої води становить в лютому близько 10 градусів, а в серпні - близько 20.

Морська вода нагрівається в результаті поглинання нею сонячної енергії. Відомо, що вода погано пропускає червоні промені сонячного спектра, а довгохвильові інфрачервоні промені, що несуть основну частину теплової енергії, проникають в воду лише на кілька сантиметрів. Тому нагрівання глибших шарів океану відбувається не за рахунок безпосереднього поглинання сонячного тепла, а внаслідок вертикальних переміщень водних мас. Але навіть в екваторіальній зоні, де сонячні промені майже під прямим кутом спрямовані до поверхні океану, а вітер активно перемішує воду, вона глибше 300 метрів залишається постійно холодної. Сезонні коливання майже не стосуються морських глибин. У тропіках під шаром теплої води знаходиться зона товщиною 300-400 метрів, де температура з глибиною швидко падає. Область швидкого падіння температури називається термоклином. Тут через кожні 10 метрів глибини температура знижується приблизно на 1 градус. У наступному шарі товщиною в 1-1,5 км. швидкість зниження температури різко сповільнюється. У нижньої межі цього шару температура води не перевищує 2-3 ° C. У більш глибоких шарах падіння температури триває, але відбувається ще повільніше. Шари океанської води, починаючи з глибини 1,2-1,5 км., Вже зовсім не реагують на зміну зовнішніх температур. У придонному шарі води температура дещо підвищується, що пояснюється впливом тепла земної кори. Існуюче на великих глибинах жахливий тиск також перешкоджає подальшому падінню температури води. Так, вода полярних районів, охолоджена у поверхні, опустившись на глибину 5 км., Де тиск збільшується в 500 разів, буде мати температуру на 0,5 градуса вище початкової.

Приполярна область, як і екваторіальна зона, є зоною стабільної температури поверхневих вод. Тут сонячні промені падають під гострим кутом до поверхні океану, як би ковзають над поверхнею. Значна їх частина не проникає в воду, а відбивається від неї і йде в світовий простір. У приполярних областях температура поверхневих вод влітку може підніматися до 10 градусів, а взимку опускатися до 4-0 або навіть до мінус 2 градусів. Як відомо, морська вода може перебувати в рідкому стані і при мінусовій температурі, тому що вона являє собою досить насичений розчин солей, що приблизно на 1,5 градуса знижує температуру замерзання чистої води.

Найхолоднішим районом Світового океану вважається морі Уедделла біля берегів Антарктиди. Тут океанська вода має найнижчу температуру. Води Південної півкулі в цілому значно холодніше вод Північної півкулі. Така відмінність пояснюється зігріваючим впливом материків, площа яких в Південній півкулі Землі істотно менше. Тому так званий термічний екватор Світового океану, тобто лінія найбільших поверхневих температур води, зміщений відносно географічного екватора на північ. Середньорічна поверхнева температура океану на термічному екваторі становить близько 28 ° C у відкритій акваторії і близько 32 ° C - у замкнутих морях. Такі температури тримаються стабільно і постійно протягом багатьох років, століть, тисячоліть і, ймовірно, мільйонів років.

Географи і астрономи, взявши за основу висоту Сонця над горизонтом, теоретично розділили поверхню Землі за допомогою двох тропіків і двох полярних кіл на п'ять геометрично правильних поясів або кліматичних зон.

У Світовому океані, взагалі кажучи, виділяють такі ж кліматичні зони. Але таке формальне поділ далеко не завжди узгоджується з інтересами конкретних видів науки і практики. Наприклад, в океанології, кліматології, біології, як і в практиці сільського господарства, зони, встановлені тільки на основі географічної широти, часто не збігаються з реальними кліматичними зонами, з фактичної зональностью розподілу опадів, рослин, тварин. Для морських біологів, судноводіїв, рибалок важливий не сам по собі полярне коло, їх цікавить насамперед межа плавучих льодів.

Кліматичні зони (пояса) в Світовому океані.

Вчені різних спеціальностей не мають єдиної думки, наприклад, в питанні про те, що вважати тропічної зоною океану, де вона починається і де закінчується. Одні фахівці вважають тропічної зоною океану тільки той пояс на північ і на південь від екватора, в якому можливе існування коралових рифів. Інші вважають, що така зона охоплює область поширення морських черепах і т.д. Деякі вчені вважають за необхідне виділити особливі субтропічні і субарктические зони.

Кліматологи і синоптики, які в своїй роботі повинні враховувати вплив численних природних факторів, - температуру, вологість, силу і напрям переважаючих вітрів, кількість опадів, близькість океану, тривалість сезонів і т.д., поділяють Землю на цілих 13 зон: одну екваторіальну і по дві субекваторіальних, тропічних, субтропічних, помірних, субполярних і полярних.

Ці приклади показують абсолютно нормальне положення в науці, коли кожна спеціальна дисципліна вимагає особливих вихідних, базових умов для вирішення поставлених перед нею завдань і отримання конкретних результатів. Головне, що ми повинні відзначити в питанні зональності Землі і Світового океану, полягає в тому, що, по-перше, широтная зональність як суші, так і океану не має або майже не має відношення до температурного режиму океанських глибин і до тим, що відбувається там фізичним і біологічних процесів. По-друге, будь-яке зональне розподіл Землі і океану умовно і не може бути універсальним для всіх галузей науки і практики.

Карта поверхневої температури океану.
Основне джерело даних - буї ARGO. Поля отримані за допомогою оптимального аналізу.

На нашому сайті розміщена карта поверхневих температур Світового океану, на якій зазначається температура води в конкретній точці океану в кожен даний момент в реальному режимі часу. Інформація про температуру океанської води передається в службу погоди багатьох країн з декількох тисяч суднових і стаціонарних синоптичних станцій, а також численними датчиками - буями, які встановлені на якорях або дрейфують в різних районах Світового океану. Вся ця система створена об'єднаними зусиллями десятків країн світу. Цінність такої системи очевидна: вона є важливим елементом Всесвітньої служби погоди і разом з метеорологічними супутниками бере участь в підготовці даних для складання глобальних аналізів і прогнозів погоди. А надійний прогноз погоди потрібен всім: вченим, водіям морських і повітряних суден, рибалкам, туристам.

© Володимир каланамі,
"Знання-сила"