Все о море
Сайт-энциклопедия о море
Почему нагревается и остывает морская вода?
Важнейшей физической характеристикой морской воды является ее температура. Главный источник тепловой энергии вод Мирового океана (так же, как суши атмосферы) - солнечная радиация. Есть и другие источники тепловой энергии, имеющие меньшее значение по сравнению лучистой энергией Солнца, - это энергия приливов и отливов, внутреннее тепло Земли и тепло, создаваемое при окислении органических веществ другими химическими реакциями, а также выделяемое находящимися в океанах и морях радиоактивными веществами.
Поверхностные слои воды океанов и морей нагреваются в результате теплопередачи при соприкосновении относительно теплого воздуха с холодной поверхностью моря, конденсации влаги, выпадения более теплых осадков и др.
Температура воды в данном месте моря может также повышаться от того, что течение приносит теплую воду из других районов.
Охлаждается вода при испарении, из тепловой энергии в атмосферу, конвективном теплообмене между морем и атмосферой, выпадении на поверхность моря более холодных осадков. Поверхностные слои могут охлаждаться также при перемешивании их с глубинными холодными водами, при сгоне поверхностных теплых вод ветром.
Какой бывает температура поверхностных вод Мирового океана? Максимальная температура поверхностных вод Мирового океана в слое толщиной от 0,5 до 1 м у экватора. К полюсам она постоянно убывает (рис. 1). Однако зона максимальных температур - термический экватор - в океане смещена к северу относительно географического экватора и находится между 5 и 10° с. ш. Это объясняется неравномерным распределением воды и суши на Земле, их различной теплоемкостыо и теплопроводностью. Максимальные температуры вод в области термического экватора от +27 до + 28 °С. Самые низкие - в полярных областях с их многолетними льдами.
B средних широтах температуры не превышают +20 °C, а в полярных + 3 °С. Средняя температура поверхностных вод Мирового океана (+17,4 °C) превышает на 3,1 °C среднюю температуру воздуха на земном шаре (+14,3 °С), вследствие чего океан влияет на тепловые процессы в атмосфере. Самый теплый океан - Тихий, средняя температура его поверхностных вод равна + 19,1 °C. В океане она равна + 17,0 °C, а в Атлантическом + 16,9 °C. Самая высокая температура поверхностной воды в Мировом океане (до +35,6 °C) зафиксирована в Персидском заливе и Красном море, а самая низкая (около - 2 °C) в водах Арктики и Антарктики.
Поверхностные слои воды океанов и морей нагреваются в результате теплопередачи при соприкосновении относительно теплого воздуха с холодной поверхностью моря, конденсации влаги, выпадения более теплых осадков и др.
Температура воды в данном месте моря может также повышаться от того, что течение приносит теплую воду из других районов.
Охлаждается вода при испарении, из тепловой энергии в атмосферу, конвективном теплообмене между морем и атмосферой, выпадении на поверхность моря более холодных осадков. Поверхностные слои могут охлаждаться также при перемешивании их с глубинными холодными водами, при сгоне поверхностных теплых вод ветром.
Какой бывает температура поверхностных вод Мирового океана? Максимальная температура поверхностных вод Мирового океана в слое толщиной от 0,5 до 1 м у экватора. К полюсам она постоянно убывает (рис. 1). Однако зона максимальных температур - термический экватор - в океане смещена к северу относительно географического экватора и находится между 5 и 10° с. ш. Это объясняется неравномерным распределением воды и суши на Земле, их различной теплоемкостыо и теплопроводностью. Максимальные температуры вод в области термического экватора от +27 до + 28 °С. Самые низкие - в полярных областях с их многолетними льдами.
B средних широтах температуры не превышают +20 °C, а в полярных + 3 °С. Средняя температура поверхностных вод Мирового океана (+17,4 °C) превышает на 3,1 °C среднюю температуру воздуха на земном шаре (+14,3 °С), вследствие чего океан влияет на тепловые процессы в атмосфере. Самый теплый океан - Тихий, средняя температура его поверхностных вод равна + 19,1 °C. В океане она равна + 17,0 °C, а в Атлантическом + 16,9 °C. Самая высокая температура поверхностной воды в Мировом океане (до +35,6 °C) зафиксирована в Персидском заливе и Красном море, а самая низкая (около - 2 °C) в водах Арктики и Антарктики.
Распределение средних годовых температур Мирового океана (восточное и западное полушарие)
Наглядное представление о распределение температуры воды поверхностных вод Мирового океана дают карты изотерм. На ход изотерм сильное влияние оказывают морские течения. Например, в северо-западных частях Атлантического и Тихого океанов под влиянием мощных теплых течений Гольфстрима и Куросио изотермы идут под углом 45 градусов к меридианам, иногда и вдоль меридианов. В районах взаимодействия теплых и холодных
течений изотермы сильно сгущаются. Здесь наблюдаются большие изменения температуры на участках малой протяженности, то есть большие горизонтальные градиенты температуры, например в районе острова Ньюфаундленд, где взаимодействуют холодное Лабрадорское течение с теплым Гольфстримом.
В южном полушарии водной поверхности значительно больше, чем суши, и преобладающие течения направлены на восток почти по параллелям. Поэтому и изотермы имеют здесь широтное направление.
Температура поверхностных вод морей зависит от физико-географических условий, в которых находится то или иное море. Так, летом температура воды в Чукотском море +1,6 °C, а в Аральском, Каспийском, Черном и Азовском морях 4-20 °C.
В морях более высоких широт (к ним относятся все моря постсоветского пространства) зимой отрицательные температуры, и эти моря частично или полностью замерзают. В морях низких широт (от 35 гр. с, ш.) температура поверхностной воды в течение всего года относительно высокая.
Как распределяется температура воды на глубинах Мирового океана? Температура воды по-разному распределяется в океанах и морях на различных широтах, а также в западных и восточных частях океанов. В то же время на огромных пространствах океанов в пределах 45° с. ш. и 45° ю. ш. в распределении температур воды в вертикальном направлении много общего. Здесь в открытой части океана она убывает с глубиной.
Для океана типична трехслойная структура: в верхнем (перемешанном) слое толщиной от 20 до 200 м температура одинаковая, в следующем за ним тонком слое (называемом термоклином) она резко падает, ниже термоклина и почти до дна температура понижается более плавно (у дна может быть некоторое повышение за счет глубинного тепла Земли). Температура воды в придонном слое океана от +1,4 до +1,8 °C, а в полярных областях - ниже 0 °C.
Полярные воды до глубины 50-100 м охлаждаются, глубже (примерно до 250-500 м), они немного теплее, а далее -
до дна - их температура постепенно понижается.
В арктических широтах температура в поверхностном слое - 1,6 °C, на глубине 50 м - 1,8 °C; затем она повышается до +3 °C на глубине от 200 до 500 м благодаря влиянию глубинных теплых вод Атлантического океана и далее уменьшается до 0 °C и несколько ниже.
Температура воды у дна в морях и заливах, как и на поверхности, зависит от физико-географических условий и изменяется от наибольшего значения +22 °С в Красном море до - 2,2 °С в Гудзоновом заливе.
Как изменяется температура воды океана во времени? Изменение температуры океанической воды но времени - так
называемый ход температуры - зависит главным образом от изменения количества солнечной радиации. В связи с этим рассматривается суточный и годовой ход температуры воды. Кроме того, на суточные и годовые изменения температуры воды влияют погодные и гидрологические условия, от которых зависят процессы излучения, испарения, перемешивания вод.
Суточные колебания (суточный ход) температуры воды на поверхности океана невелики, наибольшая их амплитуда в тропической части - не более 0,6 °С, к полярным областям она уменьшается. Суточный максимум в открытом океане обычно наступает спустя 2-3 часа после полудня, минимум - около 4-7 часов утра.
Вблизи берегов температура воды в течение суток иногда меняется на несколько градусов и более в результате ветрового сгона поверхностной теплой воды и поступления с глубины более холодной, Суточные колебания температуры быстро убывают с глубиной и затухают на глубине от 30 до 50 м. Годовые изменения температуры отличаются от суточных большими амплитудами и распространением колебаний температуры до значительных глубин. В годовом ходе температура поверхности наибольшей части океана в северном полушарии достигает максимума в августе и минимума в феврале, а в южном соответственно в феврале и августе.
B тропической зоне годовые амплитуды воды на поверхности составляют не более 3 °С. Невелики они в Арктике и Антарктике.
Самые большие годовые изменения температуры воды наблюдаются в умеренных широтах; в северном полушарии они достигают 12°С, а в южном составляют 7°C. Такая разница в величинах годовых амплитуд в северном и южном полушариях объясняется различным соотношением воды и суши.
На температуру морской воды большое влияние оказывает неравномерный нагрев суши, поэтому в морях годовая амплитуда температуры больше, чем в океанах в тех же широтах. Самые большие годовые амплитуды в морях характерны для средних широт, здесь они могут достигать +20 °С и более, как, например, в Черном море.
Как измеряют температуру поверхностных и глубинных вод Мирового океана? Для измерения температуры поверхностных и глубинных морских вод применяют разнообразные приборы и оборудование: простые ртутные термометры (для измерения температуры воды в поверхностном слое от 0,5 до 1 м) и глубоководные, или опрокидывающиеся, термометры (для измерения температуры воды на глубине); теометры сопротивления - электрические основанные на изменении сопротивления проводника в зависимости от температуры среды; приборы для непрерывной записи температуры воды по вертикали - батитермографы, термозонды и др.
Для измерения температуры воды применяют и так называемые радиационные термометры, основанные на учете длинноволновой (тепловой) радиации, излучаемой поверхностью моря, количество которой пропорционально температуре морской воды. Такие термометры устанавливают на самолетах и искусственных спутниках Земли.
Как влияет температура воды на процессы, происходящие в море? Температура морской воды является одной из важнейших физических характеристик Мирового океана, влияющих на многие природные и биологические явления и процессы, происходящие в океане и атмосфере Земли. От температуры и солености воды и ее распределения во многом зависит движение водных масс, существование теплых и холодных течений в океанах и морях. Зная распределение температуры и солености морской воды на поверхности и глубинах, можно составить специальные
карты распределения течений в данном районе. Состояние температуры поверхностных вод моря и температуры воздуха влияет на образование тумана на море и вообще на взаимодействие океана и атмосферы, а следовательно, на климат и погоду.
С температурой морской воды связано ее замерзание, развитие ледовых явлений на море и обледенение судов. Температура морской воды, наряду с соленостью и содержанием кислорода в воде, определяет условия существования рыб и других обитателей моря, От температуры и солености морской воды зависит ее плотность, которая влияет на осадку морских судов. Моряки учитывают это в судовождении. Температура и соленость морской воды влияют на скорость распространения в ней звука. Это следует учитывать при работе с эхолотами и другими гидроакустическими приборами на море.
Знать и учитывать сведения о температуре морской воды и ее распределении в океанах и морях в то или иное время необходимо ученым, морякам, рыбакам, метеорологам и др.
течений изотермы сильно сгущаются. Здесь наблюдаются большие изменения температуры на участках малой протяженности, то есть большие горизонтальные градиенты температуры, например в районе острова Ньюфаундленд, где взаимодействуют холодное Лабрадорское течение с теплым Гольфстримом.
В южном полушарии водной поверхности значительно больше, чем суши, и преобладающие течения направлены на восток почти по параллелям. Поэтому и изотермы имеют здесь широтное направление.
Температура поверхностных вод морей зависит от физико-географических условий, в которых находится то или иное море. Так, летом температура воды в Чукотском море +1,6 °C, а в Аральском, Каспийском, Черном и Азовском морях 4-20 °C.
В морях более высоких широт (к ним относятся все моря постсоветского пространства) зимой отрицательные температуры, и эти моря частично или полностью замерзают. В морях низких широт (от 35 гр. с, ш.) температура поверхностной воды в течение всего года относительно высокая.
Как распределяется температура воды на глубинах Мирового океана? Температура воды по-разному распределяется в океанах и морях на различных широтах, а также в западных и восточных частях океанов. В то же время на огромных пространствах океанов в пределах 45° с. ш. и 45° ю. ш. в распределении температур воды в вертикальном направлении много общего. Здесь в открытой части океана она убывает с глубиной.
Для океана типична трехслойная структура: в верхнем (перемешанном) слое толщиной от 20 до 200 м температура одинаковая, в следующем за ним тонком слое (называемом термоклином) она резко падает, ниже термоклина и почти до дна температура понижается более плавно (у дна может быть некоторое повышение за счет глубинного тепла Земли). Температура воды в придонном слое океана от +1,4 до +1,8 °C, а в полярных областях - ниже 0 °C.
Полярные воды до глубины 50-100 м охлаждаются, глубже (примерно до 250-500 м), они немного теплее, а далее -
до дна - их температура постепенно понижается.
В арктических широтах температура в поверхностном слое - 1,6 °C, на глубине 50 м - 1,8 °C; затем она повышается до +3 °C на глубине от 200 до 500 м благодаря влиянию глубинных теплых вод Атлантического океана и далее уменьшается до 0 °C и несколько ниже.
Температура воды у дна в морях и заливах, как и на поверхности, зависит от физико-географических условий и изменяется от наибольшего значения +22 °С в Красном море до - 2,2 °С в Гудзоновом заливе.
Как изменяется температура воды океана во времени? Изменение температуры океанической воды но времени - так
называемый ход температуры - зависит главным образом от изменения количества солнечной радиации. В связи с этим рассматривается суточный и годовой ход температуры воды. Кроме того, на суточные и годовые изменения температуры воды влияют погодные и гидрологические условия, от которых зависят процессы излучения, испарения, перемешивания вод.
Суточные колебания (суточный ход) температуры воды на поверхности океана невелики, наибольшая их амплитуда в тропической части - не более 0,6 °С, к полярным областям она уменьшается. Суточный максимум в открытом океане обычно наступает спустя 2-3 часа после полудня, минимум - около 4-7 часов утра.
Вблизи берегов температура воды в течение суток иногда меняется на несколько градусов и более в результате ветрового сгона поверхностной теплой воды и поступления с глубины более холодной, Суточные колебания температуры быстро убывают с глубиной и затухают на глубине от 30 до 50 м. Годовые изменения температуры отличаются от суточных большими амплитудами и распространением колебаний температуры до значительных глубин. В годовом ходе температура поверхности наибольшей части океана в северном полушарии достигает максимума в августе и минимума в феврале, а в южном соответственно в феврале и августе.
B тропической зоне годовые амплитуды воды на поверхности составляют не более 3 °С. Невелики они в Арктике и Антарктике.
Самые большие годовые изменения температуры воды наблюдаются в умеренных широтах; в северном полушарии они достигают 12°С, а в южном составляют 7°C. Такая разница в величинах годовых амплитуд в северном и южном полушариях объясняется различным соотношением воды и суши.
На температуру морской воды большое влияние оказывает неравномерный нагрев суши, поэтому в морях годовая амплитуда температуры больше, чем в океанах в тех же широтах. Самые большие годовые амплитуды в морях характерны для средних широт, здесь они могут достигать +20 °С и более, как, например, в Черном море.
Как измеряют температуру поверхностных и глубинных вод Мирового океана? Для измерения температуры поверхностных и глубинных морских вод применяют разнообразные приборы и оборудование: простые ртутные термометры (для измерения температуры воды в поверхностном слое от 0,5 до 1 м) и глубоководные, или опрокидывающиеся, термометры (для измерения температуры воды на глубине); теометры сопротивления - электрические основанные на изменении сопротивления проводника в зависимости от температуры среды; приборы для непрерывной записи температуры воды по вертикали - батитермографы, термозонды и др.
Для измерения температуры воды применяют и так называемые радиационные термометры, основанные на учете длинноволновой (тепловой) радиации, излучаемой поверхностью моря, количество которой пропорционально температуре морской воды. Такие термометры устанавливают на самолетах и искусственных спутниках Земли.
Как влияет температура воды на процессы, происходящие в море? Температура морской воды является одной из важнейших физических характеристик Мирового океана, влияющих на многие природные и биологические явления и процессы, происходящие в океане и атмосфере Земли. От температуры и солености воды и ее распределения во многом зависит движение водных масс, существование теплых и холодных течений в океанах и морях. Зная распределение температуры и солености морской воды на поверхности и глубинах, можно составить специальные
карты распределения течений в данном районе. Состояние температуры поверхностных вод моря и температуры воздуха влияет на образование тумана на море и вообще на взаимодействие океана и атмосферы, а следовательно, на климат и погоду.
С температурой морской воды связано ее замерзание, развитие ледовых явлений на море и обледенение судов. Температура морской воды, наряду с соленостью и содержанием кислорода в воде, определяет условия существования рыб и других обитателей моря, От температуры и солености морской воды зависит ее плотность, которая влияет на осадку морских судов. Моряки учитывают это в судовождении. Температура и соленость морской воды влияют на скорость распространения в ней звука. Это следует учитывать при работе с эхолотами и другими гидроакустическими приборами на море.
Знать и учитывать сведения о температуре морской воды и ее распределении в океанах и морях в то или иное время необходимо ученым, морякам, рыбакам, метеорологам и др.
