На каких участках мирового океана максимальная соленость. От чего зависит соленость океанических вод

Главным признаком, отличающим воды Мирового океана от вод суши, является их высокая соленость . Количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды, называют соленостью.

Морская вода - это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая - горький. Соленость выражается в промилле (%о). Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о.

Количество солей, растворенных в , будет примерно 49,2 10 тонн. Для того чтобы наглядно представить себе, насколько велика эта масса, можно привести следующее сравнение. Если всю морскую соль в сухом виде распределить по поверхности всей суши, то та окажется покрытой слоем толщиной в 150 м.

Соленость вод океана не везде одинакова. На величину солености влияют следующие процессы:

• испарение воды. При этом процессе соли с водой не испаряются;
• льдообразование;
• выпадение , понижающих соленость;
• . Соленость вод океана у материков значительно меньше, чем в центре океана, так как воды опресняют ее;
• таяние льдов.

Такие процессы, как испарение и льдообразование, способствуют повышению солености, а выпадение осадков, сток речных вод, таяние льдов понижают ее. Главную роль в изменении солености играют испарение и выпадение осадков. Поэтому соленость поверхностных слоев океана, так же как и температура, зависит от , связанных с широтой.

Наша планета покрыта водой на 70 %, из них больше 96 % занимают океаны. Это означает, что большая часть воды на Земле соленая. Что такое соленость воды? Как она определяется и от чего зависит? Можно ли использовать такую воду в хозяйстве? Попробуем ответить на эти вопросы.

Что такое соленость воды?

Соленостью обладает большая часть воды на планете. Обычно она называется морской водой и содержится в океанах, морях и некоторых озерах. Остальная является пресной, её количество на Земле составляет меньше 4 %. Перед тем как разобраться, что такое соленость воды, нужно понять, что такое соль.

Соли представляют собой сложные вещества, которые состоят из катионов (положительно заряженных ионов) металлов и анионов (отрицательно заряженных ионов) кислотных оснований. Ломоносов определял их как «хрупкие тела, которые могут растворяться в воде». В морской воде растворено множество веществ. Она содержит сульфаты, нитраты, фосфаты, катионы натрия, магния, рубидия, калия и т.д. Вместе эти вещества определяются как соли.

Так что такое соленость воды? Это содержание растворенных в ней веществ. Она измеряется в тысячных частях - промилле, которые обозначаются специальным символом - %о. Промилле определяет количество граммов в одном килограмме воды.

От чего зависит соленость воды?

В разных частях гидросферы и даже в разные времена года соленость воды неодинакова. Она изменяется под действием нескольких факторов:

• испарение;
• образование льдов;
• осадки;
• таяние льдов;
• сток рек;
• течения.

При испарении воды с поверхности океанов соли остаются и не выветриваются. В результате их концентрация повышается. Подобным эффектом обладает процесс замерзания. Ледники содержат наибольший на планете запас пресной воды. Во время их образования соленость вод Мирового океана увеличивается.

Таяние ледников характеризуется противоположным действием, уменьшая содержание солей. Кроме них, источником пресной воды являются атмосферные осадки и реки, впадающие в океан. Уровень солей также зависит от глубины и характера течений.

Наибольшая их концентрация на поверхности. Чем ближе ко дну, тем соленость меньше. влияют на содержание солей в положительную сторону, холодные, наоборот, уменьшают её.

Соленость Мирового океана

Чему равна соленость морской воды? Мы уже знаем, что она далеко не одинакова в различных точках планеты. Её показатели зависят от географических широт, климатических особенностей местности, близости речных объектов и т.д.

Средняя соленость вод Мирового океана составляет 35 промилле. Меньшей концентрацией веществ характеризуются холодные районы возле Арктики и Антарктики. Хотя в зимнее время, когда образуется лед, количество солей возрастает.

По этой же причине наименее соленым океаном является Северный Ледовитый океан (32 %о). Самым высоким содержанием отмечается Индийский океан. Он охватывает область Красного моря и Персидского залива, а также южный тропический пояс, где соленость составляет до 36 промилле.

Тихий и Атлантический океаны имеют приблизительно равную концентрацию веществ. Их соленость понижается в экваториальной зоне и повышается в субтропических и тропических районах. Некоторые теплые и уравновешивают друг друга. Например, не соленое течение Гольфстрим и соленое Лабрадор в Атлантическом океане.

Соленость озер и морей

Большинство озер на планете - пресные, так как питают их в основном осадки. Это не значит, что солей в них нет вообще, просто их содержание крайне мало. Если количество растворенных веществ превысит один промилле, то озеро считается соленым или минеральным. Рекордным значением обладает Каспийское море (13 %о). Самое большое пресное озеро - Байкал.

Концентрация солей зависит от того, как вода покидает озеро. Пресные водоемы являются проточными, а более соленые закрыты и подвержены испарению. Определяющим фактором также служат породы, на которых сформировались озера. Так, в районе Канадского щита горные породы плохо растворимы в воде, поэтому и водоемы там «чисты».

Моря связаны с океанами через проливы. Их соленость несколько отличается и влияет на средние показатели океанических вод. Так, концентрация веществ в Средиземном море составляет 39 %о и отражается на Атлантике. Красное море с показателем в 41 %о сильно поднимает среднюю Самым соленым является Мертвое море, в нем концентрация веществ составляет от 300 до 350 %о.

Свойства и значение морской воды

Не пригодна для хозяйственной деятельности. Она не пригодна для питья, а также полива растений. Однако многие организмы давно приспособили к жизни в ней. Более того, они очень чувствительны к изменениям уровня её солености. Исходя из этого, организмы разделяют на пресноводных и морских.

Так, многие животные и растения, обитающие в океанах, не могут жить в пресной воде рек и озер. Исключительно морскими являются съедобные мидии, крабы, медузы, дельфины, киты, акулы и другие животные.

Для питья человек использует пресную воду. Соленую же применяют в лекарственных целях. В небольших количествах воду с морской солью употребляют для восстановления организма. Лечебный эффект производит купание и принятие ванн в морской воде.

3. Характеристика океанической водной среды.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила".

Океаническая среда, то есть морская вода – это не просто известное нам с самого рождения вещество, представляющее собой окись водорода Н 2 О. Морская вода – это раствор самых разнообразных веществ. В водах Мирового океана находятся в виде различных соединений практически все известные химические элементы.

Больше всего в морской воде растворено хлоридов (88,7 %), среди которых преобладает хлористый натрий, то есть обыкновенная поваренная соль NaCl. Значительно меньше содержится в морской воде сульфатов, то есть солей серной кислоты (10,8 %). На все другие вещества приходится лишь 0,5 % общего солевого состава морской воды.

После солей натрия на втором месте в морской воде стоят соли магния. Этот металл используется при изготовлении лёгких и прочных сплавов, необходимых в машиностроении, особенно в самолётостроении. В каждом кубометре морской воды содержится 1,3 килограмма магния. Технология его добычи из морской воды основана на переводе его растворимых солей в нерастворимые соединения и осаждении их известью. Себестоимость магния, получаемого непосредственно из морской воды, оказалась значительно ниже себестоимости этого металла, ранее добывавшегося из рудных материалов, в частности, доломитов.

Стоит отметить, что открытый в 1826 году французским химиком А. Баляром бром не содержится ни в одном минерале. Получить бром можно только из морской воды, где он содержится в относительно небольшом количестве – 65 граммов на кубический метр. Бром применяется в медицине как успокаивающее средство, а также в фотографии и нефтехимии.

Уже в конце XX века океан стал давать 90 % мирового производства брома и 60 % магния. Из морской воды в значительных количествах добывается натрий и хлор. А что касается пищевой (поваренной) соли, то человек издавна получал её из морской воды путём выпаривания. Морские соляные промыслы до сих пор действуют в тропических странах, где соль получают прямо на мелководных участках берега, отгораживая их дамбами от моря. Технология здесь не очень сложная. Концентрация поваренной соли в воде выше, чем остальных солей, и поэтому при выпаривании она первая выпадает в осадок. Осевшие на дне кристаллы извлекают из так называемого маточного раствора и промывают пресной водой, чтобы удалить остатки солей магния, которые придают соли горький вкус.

Более совершенная технология добычи соли из морской воды используется на многочисленных солеварнях Франции и Испании, которые в больших объёмах поставляют соль не только на европейский рынок. Например, один из новых способов получения соли состоит в том, что в бассейнах солеварен устанавливают специальные распылители морской воды. Вода, превращенная в пыль (суспензию), имеет огромную площадь испарения и из мельчайших капель она испаряется мгновенно, а на землю выпадает только соль.

Добыча поваренной соли из морской воды будет в дальнейшем возрастать, потому что залежи каменной соли, как и других полезных ископаемых, рано или поздно истощатся. В настоящее время в море добывается около четверти всей необходимой человечеству поваренной соли, остальное количество добывается в соляных копях.

Содержится в морской воде также йод. Но процесс получения йода непосредственно из воды был бы совершенно нерентабельным. Поэтому йод получают из высушенных бурых водорослей, растущих в океане.

Даже золото содержится в океанской воде, правда в ничтожных количествах – 0,00001 грамма на один кубометр. Известна попытка химиков Германии в 1930-х годах извлечь золото из вод Немецкого моря (так по-немецки часто называют Северное море). Однако наполнить хранилища рейхсбанка золотыми слитками не удалось: затраты на производство превысили бы стоимость самого золота.

Некоторые учёные предполагают, что в ближайшие несколько десятилетий может стать экономически целесообразным получение из моря тяжёлого водорода (дейтерия), и тогда человечество будет обеспечено энергией на миллионы лет вперёд... А вот уран из морской воды уже добывают в промышленных масштабах. С 1986 года на берегу внутреннего Японского моря работает первый в мире завод по извлечению урана из морской воды. Сложная и дорогостоящая технология рассчитана на получение 10 кг металла в год. Для получения такого количества урана требуется профильтровать и подвергнуть ионной обработке более 13 млн.тонн морской воды. Но настойчивые в труде японцы справляются с этой работой. К тому же им хорошо известно, что такое атомная энергия. -)

Показателем количества растворённых в воде химических веществ служит особая характеристика, которая называется солёностью. Солёность – это выраженная в граммах масса всех солей, содержащаяся в 1 кг морской воды . Солёность измеряется в тысячных долях, или промилле (‰). На поверхности открытого океана колебания солёности невелики: от 32 до 38‰. Средняя поверхностная солёность Мирового океана составляет около 35‰ (более точно – 34,73‰).

Воды Атлантического и Тихого океанов имеют солёность чуть выше среднего значения (34,87‰), а воды Индийского океана – чуть ниже (34,58‰). Здесь сказывается распресняющее действие антарктических льдов. Для сравнения укажем, что обычная солёность речных вод не превышает 0,15‰, что в 230 раз меньше, чем поверхностная солёность морской воды.

Наименее солёными в открытом океане являются воды приполярных районов обоих полушарий. Это объясняется таянием материковых льдов, особенно в Южном полушарии, и большим объёмам речных стоков в Северном полушарии.

К тропикам солёность увеличивается. Наибольшая концентрация солей наблюдается не на экваторе, а в полосах широт 3°-20° к югу и северу от экватора. Эти полосы иногда называют поясами солёности.

Тот факт, что в экваториальной зоне поверхностная солёность воды относительно низкая, объясняется тем, что экватор – это зона проливных тропических дождей, опресняющих воду. Нередко в районе экватора плотные облака закрывают океан от прямых солнечных лучей, что снижает в такие моменты испарение воды.

В окраинных и особенно во внутренних морях солёность отличается от океанской. Например, в Красном море поверхностная солёность воды достигает самых высоких в Мировом океане значений – до 42‰. Объясняется это просто: Красное море находится в зоне высокого испарения, причём с океаном оно сообщается через мелководный и неширокой Баб-эль-Мандебский пролив, а пресных вод с континента не получает, так как в это море не впадает ни одна река, а редкие дожди не в состоянии сколько-нибудь заметно распреснить воду.

Балтийское море, далеко вдающееся в пределы суши, сообщается с океаном через несколько мелких и узких проливов, находится в зоне умеренного климата и принимает воды множества крупных рек и небольших речек. Поэтому Балтика один из самых распресненных бассейнов Мирового океана. Поверхностная солёность центральной части Балтийского моря составляет всего 6-8 ‰, а на севере, в мелководном Ботническом заливе опускается даже до 2-3 ‰).

С увеличением глубины солёность меняется . Это объясняется движением подповерхностных вод, то есть гидрологическим режимом конкретного бассейна. Например, в экваториальных широтах Атлантического и Тихого океанов ниже глубины 100-150 м прослеживаются слои очень солёных вод (выше 36 ‰), которые образуются за счёт переноса глубинными противотечениями с западных окраин океанов более солёных тропических вод.

Солёность резко изменяется только до глубин порядка 1500 м. Ниже этого горизонта колебания солёности почти не наблюдается. На больших глубинах разных океанов показатели солёности сближаются. Сезонные изменения солёности на поверхности открытого океана незначительны, не более 1 ‰.

Аномалией солёности специалисты считают солёность воды в Красном море на глубине около 2000 м, которая достигает 300 ‰.

Основным методом определения солёности морской воды является метод титрования. Суть метода состоит в том, что к пробе воды добавляют некоторое количество азотнокислого серебра (AgNO 3), которое в соединении с хлористым натрием морской воды выпадает в осадок в виде хлористого серебра. Так как отношение количества хлористого натрия к другим растворённым в воде веществам постоянно, то, взвесив осаждённое хлористое серебро, можно довольно просто рассчитать солёность воды.

Имеются и другие способы определения солёности. Поскольку такие, например, показатели, как преломление света в воде, плотность и электропроводность воды зависят от её солёности, то, определив их, можно измерить солёность воды.

Взять пробы морской воды для определения её солёности или других показателей – совсем непростое дело. Для этого пользуются специальными пробоотборниками – батометрами, обеспечивающими взятие проб с разных глубин или из разных слоёв воды. Этот процесс требует от гидрологов много внимания и осторожности.

Итак, основными процессами, влияющими на солёность воды, являются скорость испарения воды, интенсивность перемешивания более солёных вод с менее солёными, а также частота и интенсивность осадков. Эти процессы определяются климатическими условиями того или иного района Мирового океана.

Кроме этих процессов на солёность морской воды влияют близость тающих ледников и объёмы пресной воды, приносимой реками.

В целом процентное соотношение различных солей в морской воде во всех районах океана почти всегда остаётся одинаковым. Однако в отдельных местах на химический состав морской воды заметное влияние оказывают морские организмы. Они используют для своего питания и развития многие растворённые в море вещества, хотя и в различных количествах. Некоторые вещества, как например, фосфаты и азотистые соединения, потребляются особенно в больших объёмах. В районах, где морских организмов много, содержание этих веществ в воде несколько уменьшается. Заметное влияние на химические процессы, происходящие в морской воде, оказывают мельчайшие организмы, входящие в состав планктона. Они дрейфуют по поверхности моря или в приповерхностных слоях воды и, отмирая, медленно и непрерывно падают на дно океана.

Солёность Мирового океана. Карта текущего мониторинга (увеличить) .

Каково же общее содержание солей в Мировом океане? Теперь ответить на этот вопрос совсем не сложно. Если исходить из того, что общее количество воды в Мировом океане равно 1370 млн.кубических километров, а средняя концентрация солей в морской воде равна 35‰, то есть 35 г в одном литре, то получается, что в одном кубокилометре содержится примерно 35 тысяч тонн соли. Тогда количество соли в Мировом океане выразится астрономической цифрой 4,8*10 16 тонн (то есть 48 квадриллионов тонн).

Это означает, что даже активное извлечение солей для бытовых и промышленных нужд не сможет изменить состав морской воды. В этом отношении океан без преувеличения можно считать неисчерпаемым.

Теперь необходимо ответить на не менее важный вопрос: откуда в океане столько соли?

Многие годы в науке господствовала гипотеза о том, что соль в море принесли реки. Но эта гипотеза, на первый взгляд вполне убедительная, оказалась научно несостоятельной. Установлено, что каждую секунду реки нашей планеты выносят в океан около миллиона тонн воды, а годовой их сток равен 37 тысячам кубических километров. Для полного обновления воды в Мировом океане требуется 37 тысяч лет – примерно за такое время можно речным стоком заполнить океан. И если принять, что в геологической истории Земли таких периодов было не менее ста тысяч, а содержание солей в речной воде в среднем приближении составляет около 1 грамма на литр, то получится, что за всю геологическую историю Земли в океан реками было вынесено около 1,4*10 20 тонн солей. А по подсчёту учёных, который мы только что привели, в Мировом океане растворено 4,8*10 16 тонн соли, то есть в 3 тысячи раз меньше. Но дело не только в этом. Химический состав солей, растворённых в речной воде, резко отличается от состава морской соли. Если в морской воде абсолютно преобладают соединения натрия и магния с хлором (89 % сухого остатка после выпаривания воды и лишь 0,3 % составляет углекислый кальций), то в речной воде углекислый кальций занимает первое место – свыше 60 % сухого остатка, а хлориды натрия и магния вместе – лишь 5,2 процента.

У учёных осталось одно предположение: океан стал солёным в процессе своего рождения. Самые древние животные не могли существовать в слабосолёных, а тем более в пресных бассейнах. Значит, состав морской воды не менялся с момента его возникновения. Но куда подевались карбонаты, приходящие в океан вместе с речными стоками в течение сотен миллионов лет? Единственно правильный ответ на этот вопрос дал основоположник биогеохимии, великий русский учёный академик В.И. Вернадский. Он утверждал, что почти весь углекислый кальций, а также соли кремния, приносимые реками в океан, сразу же извлекаются из раствора теми морскими растениями и животными, которым эти минералы нужны для их скелетов, панцирей и раковин. По мере отмирания этих живых организмов содержащийся в них углекислый кальций (CaCO 3) и соли кремния отлагаются на морском дне в виде осадков органического происхождения. Так живые организмы на протяжении всего времени существования Мирового океана поддерживают неизменным состав его солей.

А теперь несколько слов ещё об одном минерале, содержащемся в морской воде. Мы потратили так много слов для восхваления океана за то, что в его водах содержится много разных солей и других веществ, в том числе таких как дейтерий, уран и даже золото. Но мы не упомянули о главном и основном минерале, который находится в Мировом океане – о простой воде Н 2 О . Без этого «минерала» на Земле не было бы вообще ничего: ни океанов, ни морей, ни нас с вами. Об основных физических свойствах воды у нас уже была возможность поговорить. Поэтому здесь мы ограничимся лишь некоторыми замечаниями.

За всю историю науки люди не разгадали всех тайн этого достаточно простого химического вещества, молекула которого состоит из трёх атомов: двух атомов водорода и одного атома кислорода. К слову сказать, современная наука утверждает, что атомы водорода составляют 93 % всех атомов Вселенной.

А среди загадок и тайн воды остаются, например, такие: почему замёрзшие водяные пары превращаются в снежинки, форма которых является удивительно правильной геометрической фигурой, напоминающей великолепные узоры. А рисунки на оконных стёклах в морозные дни? Вместо аморфного снега и льда мы видим кристаллики льда, которые выстроились таким удивительным образом, что выглядят как листья и ветви каких-то сказочных деревьев.

Или вот ещё. Два газообразных вещества – кислород и водород, соединившись вместе, превратились в жидкость. Многие же другие вещества, в том числе твёрдые, соединившись с водородом, становятся, как и водород, газообразными, например, сероводород Н 2 S, селеноводород (H 2 Se), или соединение с теллуром (H 2 Te).

Известно, что вода хорошо растворяет многие вещества. Говорят, что она растворяет, хотя и в исчезающее малой степени, даже стекло стакана, в который мы её налили.

Однако самое важное, что нужно сказать о воде, это то, что вода стала колыбелью жизни. Вода, изначально растворив в себе десятки химических соединений, то есть став морской водой, превратилась в уникальный по разнообразию компонентов раствор, который в итоге оказался благоприятной средой для зарождения и поддержания органической жизни.

В первой главе этого нашего рассказа мы уже отметили, что является почти общепризнанной. Гипотеза теперь превратилась в теорию происхождения жизни, каждое положение которой, по мнению авторов этой теории, опирается на фактические данные космогонии, астрономии, исторической геологии, минералогии, энергетики, физики, химии, в том числе биологической химии и других наук.

Первым мнение о том, что жизнь зародилась в океане, высказал в 1893 году немецкий естествоиспытатель Г. Бунге. Он понял, что удивительное сходство между кровью и морской водой по составу растворённых в них солей не является случайным. Позднее теорию океанического происхождения минерального состава крови детально разработал английский физиолог Мак-Келлюм, который подтвердил правильность этого предположения результатами многочисленных анализов крови различных животных, начиная с беспозвоночных моллюсков и кончая млекопитающими.

Оказалось, что не только кровь, но и вся внутренняя среда нашего организма демонстрирует следы, сохранившиеся от длительного пребывания наших далёких предков в морской воде.

В настоящее время у мировой науки нет никаких сомнений по поводу океанического происхождения жизни на Земле.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

В водах Мирового океана растворено огромное количество химических элементов. Их достаточно, чтобы покрыть всю поверхность суши нашей планеты слоем в 240 м. Морская вода по массе состоит на 95 % из чистой воды и более 4 % из растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц. Поэтому морская вода отличается от воды пресных водоемов рядом особенностей: горько-соленым вкусом, удельным весом, прозрачностью, цветом, более агрессивным воздействием на строительные материалы.

Все это объясняется содержанием в морской воде значительного количества растворенных твердых веществ и газов, а также взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.

Количество растворенных твердых минеральных веществ (солей), выраженное в граммах на килограмм (литр) морской воды называется ее соленостью.

Средняя соленость Мирового океана равна 35 ‰. В отдельных районах Мирового океана соленость может в широких пределах отклоняться от средней величины в зависимости от гидрологических и климатических условий.

В морской воде растворено много различных веществ, но представлены они неодинаково. Одни вещества содержатся в ней в сравнительно больших количествах (в граммах на 1 кг (литр) воды), другие - в количествах, исчисляемых лишь тысячными долями грамма на тонну воды. Эти вещества - микроэлементы, распространенные в морской воде.

Впервые состав морской воды был определен Дитмаром на основании исследования 77 проб, собранных в различных пунктах Мирового океана. Вся масса океанической воды представляет собой жидкое "рудное тело". В ней содержатся практически все элементы таблицы Менделеева.

Теоретически в морской воде находятся все известные химические элементы, но весовое их содержание различно. Выделяют две группы элементов, содержащихся в морской воде. К первой группе относятся 11 основных элементов, которые, собственно, и определяют свойства морской воды, главнейшие из них мы уже называли; ко второй группе относятся все остальные элементы - их часто называют микроэлементами, общее содержание которых не превышает 3 мг/кг. Так, например, в 1 кг морской воды содержится 3х10-7 г серебра, 5х10-7 золота, а такие элементы, как кобальт, никель, олово, обнаруживают только в крови морских животных, улавливающих их из воды.

Основные элементы находятся в морской воде обычно в виде соединений (солей), главными из которых являются:

1) хлориды (NaCl и MgCl), составляющие 88,7 % от веса всех растворенных в морской воде твердых веществ;

2) сульфаты (MgSO4, СаБ04,К2804), составляющие

3) карбонаты (CaCO3) - составляющие 0,3 %.

Изменение солености поверхностных вод Мирового океана по широтам. Соленость на поверхности океана в открытых его частях зависит главным образом от соотношения между количеством осадков и величиной испарения. Чем больше разность температуры воды и воздуха, скорости ветра, тем больше величина испарения.

Выпадение осадков уменьшает поверхностную соленость. Кроме того, существенное влияние на изменение солености оказывает перемешивание вод океанов и морей. В полярных областях соленость изменяется при таянии, образования льда. Вблизи устьев рек соленость зависит от стока пресной воды.

Все перечисленные факторы позволяют судить об изменении солености по широтам.

Колебания солености по широтам имеют примерно одинаковый характер для всех океанов. Соленость увеличивается в направлении от полюсов к тропикам, достигает максимального значения около 20-25 северных и южных широт и снова уменьшается на экваторе. Такая закономерность связана с режимом осадков и испарения.

В полосе пассатной циркуляции большую часть года сохраняется ясная, солнечная погода без осадков, постоянно дующие сильные ветры при достаточно высокой температуре воздуха, что вызывает интенсивное испарение, достигающее 3 м в год, в результате чего соленость поверхностных вод в тропических широтах океанов постоянно самая высокая.

В экваториальной зоне, где ветры очень редки, несмотря на высокую температуру воздуха, а выпадающие осадки обильны, наблюдается некоторое понижение солености.

В умеренной полосе осадки преобладают над испарением и соленость в связи с этим понижается.

Равномерное изменение поверхностной солености нарушается благодаря наличию океанических и прибрежных течений, а также в результате выноса пресных вод крупными реками (Конго, Амазонка, Миссисипи, Брахмапутра, Меконг, Хуанхэ, Тигр, Евфрат и др.).

Область самой высокой солености Мирового океана (S = 37,9 %), не считая некоторых морей, лежит к западу от Азорских островов. Соленость морей тем больше отличается от солености океана, чем меньше моря сообщаются с океаном, и зависит от их географического положения. Соленость вод большую, чем воды океана, имеют моря: Средиземное - на западе 37-38 %, на востоке 38-39 %; Красное - на юге 37 %, на севере 41 %; Персидский залив - на севере 40 %, в восточной части 41 %. Соленость на поверхности морей Евразии колеблется в широких пределах. В Азовском море в средней его части составляет 10-12 % , а у берегов 9,5 %; в Черном море - в средней части 18,5 %, а в северо-западной части 17 %; в Балтийском море при восточных ветрах 10 %, при западных и юго-западных 20-22 %, а в Финском заливе, в отдельные дождливые годы, при восточных ветрах соленость уменьшается до 2-3 % . Соленость полярных морей в удаленных от берега районах составляет 29-35 % и может несколько изменяться в зависимости от притока вод из других областей океана.

Бессточные моря (Каспийское и Аральское) имеют соответственно среднюю соленость 12,8 % и 10 %.

Изменение солености по глубине. По глубине заметные колебания солености происходят лишь до 1500 м, а ниже этого горизонта соленость меняется незначительно. В ряде мест величина солености стабилизируется начиная с меньшей глубины.

В приполярных областях при таянии льда соленость с глубиной повышается, а при образовании льда - понижается.

В умеренных широтах соленость мало изменяется с глубиной.

В субтропической зоне соленость быстро убывает до глубины 1000-1500 м.

В тропической зоне соленость нарастает до глубины 100 м, затем убывает до глубины 500 м, после чего незначительно увеличивается до глубины 1500 м и ниже остается неизменной.

На распределение солености по глубине так же, как и на поверхности, влияют горизонтальные перемещения и вертикальная циркуляция водных масс.

Распределение солености на поверхности Мирового океана на картах показано при помощи линий, называемых изогалины - т. е. линии равной солености.

В различные периоды года соленость тоже имеет свои колебания. Для анализа изменения солености во времени строится график - галиноизоплет, на котором по вертикальной оси выписывается величина солености, а по горизонтали - время наблюдения. Горизонтальное распределение солей на различных глубинах существенно отличается от распределения ее по поверхности. Это объясняется рядом причин. Одна из них состоит в том, что распределение воды в океане по слоям определяется ее плотностью, а так как температура воды с глубиной обычно понижается, то для устойчивого равновесия не требуется повышения солености по мере увеличения глубины. Соленость с глубиной может понижаться (анагалинность), возрастать (катагалинность) или оставаться неизменной (гомогалинность).

Так, например, в высоких широтах обильные осадки распресняют поверхностную воду, делают ее менее плотной, что вызывает большую устойчивость вод и препятствует перемешиванию. Поэтому в районах минимальной поверхностной солености не обязательно ожидать аналогичного положения солености на глубине. Большую роль в нарушении согласованности в горизонтальном распределении солености на поверхности и на глубинах играют глубинные течения. Так, в горизонте 75-150 м у экватора в Тихом и Атлантическом океанах уже не прослеживается вторичный минимум солености, свойственный поверхностным горизонтам. Здесь поверхностные воды подстилаются горизонтом высокосоленой воды (36 %о), глубинными экваториальными противотечениями Кромвела и Ломоносова.

Происхождение солей в Мировом океане. На вопрос о происхождении солей в Мировом океане ученые еще не дали определенного ответа. До недавнего времени имелись два предположения на этот счет. Согласно первому вода Мирового океана была соленой со времени его возникновения. Согласно второму океан осолонялся постепенно, вследствие выноса солей в океан реками и благодаря вулканической деятельности.

В подтверждение правильности первого предположения приводятся анализы состава древнейших отложений калийной соли, образовавшихся в отдаленные эры существования Земли. Эти отложения возникли вследствие усыхания морских бассейнов с соленой водой. Остатки древних морских организмов, сохранившихся в упомянутых отложениях, дают основания предполагать, что они существовали в соленых водах. К тому же вода является прекрасным растворителем, и невозможно предполагать, что воды первичного океана были пресными.

Очевидной является правильность второго предположения об изменчивости солености и солевого состава под влиянием речного стока и процессов дегазации Мантии Земли. И особенно справедливо это утверждение для периода, предшествовавшего появлению биологического регулятора солевого состава.

В последние годы выдвинута еще одна гипотеза по поводу про-исхождения солености Мирового океана, являющаяся как бы синтезом различных сторон рассмотренных только что предположений. Согласно этой гипотезе:

1. Воды первичного океана были солеными с момента его возникновения, но их соленость и солевой состав, безусловно, были иными, чем теперь.

2. Соленость Мирового океана и состав его солей по своему генезису являются результатом сложных и длительных процессов, связанных с историей развития Земли. Роль одного только речного стока хотя и может объяснить накопление всей массы солей по количеству, но недостаточна для объяснения существующего ныне состава. Поступление главнейших катионов в воды океана действительно обязано процессам выветривания горных пород и речному стоку, большинство же их, наверное, поступило из недр земных.

3. Соленость менялась в течение всего периода существования Мирового океана, как в сторону ее повышения, так и в сторону понижения, а не односторонне, как это следует согласно второму предположению. К концу палеозоя, судя по составу солей существующих тогда морей и впоследствии высохших, химический состав океана был уже близок к современному.

4. Соленость и состав воды меняются и в настоящее время, но этот процесс настолько медленный, что из-за недостаточной чувствительности методов химического анализа люди не могут заметить эти изменения. Смена геологических периодов, резко отличающихся характером горообразовательной, вулканической деятельности, а также климатическими условиями, появление жизни в океане - вехи, знаменующие направленность процесса изменчивости солевого состава и солености Мирового океана.

Поверхность океанов и морей покрывает около 70% поверхности нашей планеты. Это целый мир, о котором мы знаем еще меньше, чем о том мире, который называется сушей. Мы коснемся его лишь несколькими словами, поскольку, сказавши слово "вода", не сказать слова "морская" просто нельзя.

Морская вода очень сложна по составу и содержит практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева. К примеру, одного только золота в ней около трех миллиардов тонн, то есть по весу столько же, сколько всей рыбы в морях и океанах. Вместе с тем, это очень стабильная среда. В открытых частях Океана морская вода в среднем содержит 35 г/кг солей, в Средиземном море - 38 г/кг, в Балтийском - 7 г/кг, в Мертвом море - 278 г/кг. Соли в морской воде находятся в основном в виде соединений, главным из которых являются хлориды (88% от веса всех растворенных твердых веществ), далее идут сульфаты (10,8%) и карбонаты (0,3%), в остальные (0,2%) входят соединения кремния, азота, фосфора, органических веществ.

Соленый вкус воды зависит от содержания в ней хлористого натрия, иначе поваренной соли, горький вкус формируют хлористый магний, сульфаты натрия и магния. Слабощелочная реакция морской воды, pH которой равняется 8,38-8,40, зависит от преобладающего количества щелочных элементов: натрия, кальция, магния, калия.

По своему составу морская вода очень схожа с соляным составом крови человека. Во время Великой Отечественной Войны при нехватке донорской крови советские медики в качестве кровезаменителя вводили внутривенно морскую воду.

Океан - аккумулятор жизни на нашей Планете. Главная особенность океана, если рассматривать его как жизненное пространство, состоит в том, что водная толща заселена во всех трех измерениях от поверхности до донных отложений. Основой жизни в Океане является планктон.

Р аспределение солености в океанах зависит, главным образом, т климатических условии, хотя на соленость отчасти влияют и некоторые другие причины, в особенности характер и направление течений. Вне непосредственного влияния суши соленость поверхностных вод в океанах колеблется от 32 до 37,9 промиле.

Распределение солености по поверхности океана вне непосредственного влияния стока с суши определяется прежде всего приходо-расходным балансом пресной воды. Если приход пресной воды (осадки + конденсация) больше ее расхода (испарение), т. е. приходо-расходный баланс пресной воды положителен, соленость поверхностных вод будет ниже нормальной (35 промиле). Если же приход пресной воды меньше расхода, т. е. приходо-расходный баланс отрицателен, соленость будет выше 35 промиле.

Понижение солености наблюдается у экватора, в штилевой полосе. Соленость здесь равна 34-35 промиле, так как здесь большое количество атмосферных осадков превышает испарение.

К северу и югу отсюда соленость сначала повышается. Область наибольшей солености находится в полосах пассатов (приблизительно между 20 и 30° северной и южной широты). Мы видим на карте, что в Тихом океане особенно ясно выражены эти полосы. В Атлантическом океане соленость вообще больше, чем в других океанах, и максимумы находятся как раз у тропиков Рака и Козерога. В Индийском океане максимум находится около 35° ю. ш.

К северу и югу от своего максимума соленость убывает, и в средних широтах умеренного пояса она ниже нормальной; еще меньше она в Северном Ледовитом океане. Такое же уменьшение солености видим в южном кругополярном бассейне; там она доходит до 32 промиле и даже ниже.

Такое неравномерное распределение солености зависит от распределения барометрического давления, ветров и осадков. В экваториальной полосе ветры не сильны, испарение не велико (хотя и жарко, но небо покрыто облаками); воздух влажный, содержит много паров, осадков выпадает много. Вследствие сравнительно небольшого испарения и разбавления соленой воды осадками соленость становится несколько ниже нормальной. К северу и югу от экватора, до 30° с. ш. и ю. ш., - область высокого барометрического давления, воздух тянет к экватору: дуют пассаты (постоянные северо-восточные и юго-восточные ветры).

Нисходящие токи воздуха, свойственные областям высокого давления, опускаясь к поверхности океана, нагреваются и удаляются от состояния насыщения; облачность мала, осадков мало, свежие ветры способствуют испарению. Благодаря большому испарению приходо-расходный баланс пресной воды отрицателен, соленость выше нормальной.

Дальше к северу и югу дуют довольно сильные ветры, главным образом юго-западные и северо-западные. Влажность здесь значительно больше, небо покрыто облаками, много выпадает осадков, приходо-расходный баланс пресной воды положителен, соленость делается меньше 35 промиле. В приполярных областях таяние выносимого льда также увеличивает приход пресной воды.

Уменьшение солености в полярных странах объясняется низкой в этих областях температурой, незначительным испарением, большой облачностью. Кроме того, к северным полярным морям прилегают обширные пространства, суши с большими полноводными реками; большой приток пресной воды сильно уменьшает соленость.

.Понятие о водном балансе. Мировой водный баланс.

Количественно круговорот воды характеризуется водным балансом. Все составляющие вод баланса можно разбить на две части: приходную и расходную. В целом для земного шара приходную часть водного баланса составляют одни атмосферные осадки. Приток водяных паров из глубоких слоев земли и их конденсация играют ничтожную роль. Расходная часть для земного шара в целом состоит только из испарения.

Ежегодно с поверхности земного шара испаряется 577 тыс. км3 воды.

В течение года в Мировом влагообороте принимает участие всего 0,037% общей массы гидросферы. Так как скорость переноса отдельных видов воды неодинакова, то и время их расходования и возобновления различно (табл. 2). Наиболее быстро возобновляются биологические воды, входящие в состав растений и живых организмов. Смена атмосферной влаги и запасов воды в руслах рек осуществляется за несколько дней. Запасы воды в озерах возобновляются в течение 17 лет, в крупных озерах этот процесс может длиться несколько сот лет. Так, в озере Байкал полное возобновление водных запасов происходит в течение 380 лет. Наиболее длительный период восстановления имеют запасы воды в подземных льдах зоны многолетней мерзлоты - 10000 лет. Полное возобновление океанических вод происходит через 2500 лет. Однако за счет внутреннего водообмена (морских течений) воды Мирового океана в среднем совершают полный оборот в течение 63 лет.

5.Тепловой и ледовый режим океанов и морей .

Сам.выс.темп. на поверхности красного моря +32С. На поверхности.

В черн.м(летом-+26С, зимой-образуется лед)

В азовском м.(летом-+24С,зимой-0С)

В балтий.м.(летом-+17С)

В балтий.зал.(летом-+10-+12С,зимой замерзает)

В бел.м.(летом-+14С,зимой-замерзает)

На температуру слоев может влиять внутр.температура земли(+72С)

Основной источник поступления тепла,получаемого поверхностью Мир.ок.- суммарная солнечная радиация. Ее доля в экваториально-тропических широтах-90%. Главная статья расхода- затрата тепла на испарение, которая в тех же широтах достигает 80%. ДОПОЛН.ИСТОЧНИК перераспределения тепла- речные воды, материки, господствующие ветры, морские течения.

Вода- самое теплоемкое тело, а Миров.ок. составляет 71% поверхности земного шара, выполняет роль аккумулятора и выполняет функцию терморегулятора планеты. Средн.темп.поверхности вод= +17,4 на 3 больше сред.годовой темп.воздуха.

Благодаря малой теплопроводности воды тепло слабо передается на глубину.Поэтому в целом мир. ок. является холодной сферой и имеет сред.темп. около +4.

В распределении температуры поверхностых вод Океана наблюдается зональность.(уменьшается от экватора к полюсу).

В тропических и особенно умеренных широтах зональная закономерность температуры вод нарушается течениями, что приводит к региональности (провинциальности)

В тропич.зонах на западе океанов вода на 5-7С благодаря теплым течениям теплее, чем на востоке,где холодные течения.

В умеренных широтах южного полушария, где господствуют морские просторы, темп.воды плавно понижается в направлении полюсов. В северном полушарии эта закономерность нарушается течениями.

Во всех океанах, кроме высоких широт, по вертикали выделяют 2 основных слоя: теплый поверхностный и мощный холодный, простирающийся до дна. Между ними лежит переходный слой температурного скачка, или главный термоклин, в пределах которого темп. Резко понижается на 10-12С. Выравниванию температур в поверхностном слое способствует конвекция за счет сезонного изменения температуры деятельной поверхности и солености, а также волнение и течения.

В полярных и субполярных широтах распределение темп. По вертикали другое: сверху располагается тонкий холодный опресненный слой, образующийся благодаря таянию материковых и речных льдов. Далее температура повышается на 2С в результате притока холодных и плотных притоков.

Солоноватая вода, как и пресная, замерзает при достижении температуры замерзания, а соленая – при температуре наиб.плотности.

Замерзанию полярных морей препятствует ветровое волнение, а способствуют реки и дожди, уменьшая соленость воды, а также снег и айсберги,которые не только опресняют воду, но и понижают ее темп. И ослабляют волнение.

МОРСКАЯ ВОДА НАЧИНАЕТ ЗАМЕРЗАТЬ при -2С.

ЛЬДЫ В ОКЕАНЕ бывают сезонными и существующими более одного года. Процесс образования льда проходит несколько стадий.

Начальная форма-(иглы кристаллы),после пятна-диски (ледяное сало) одновременно появляется снежура(кашеобразная масса из снега, пропитанного водой) и шуга(скопление льда в виде полос). В это же время у берегов на мелководьях образуются ледяные забереги(полосы льда, примерзшие к суше)..после превращаются в береговой припай, при дальнейшем понижении темп. Образуются ледяные диски(блинчатый лёд). При тихой погоде образуется сплошная тонкая ледяная корка(в опресненной воде-склянкой, а в соленой-наласом). Молодой лёд толщиной до 10 см. называется молодик.,утольщаясь он становится взрослым льдом.

В арктике и Антарктиде,помимо сезонного льда, есть льды однолетние(мощность до 1м), двулетние(мощность достигает до 2м.), многолетние(полярный пак,существующий более 2 лет,толщиной 5-7 м,голубого цвета).

Классификация льдов.

По происхождению льды в ОКЕАНЕ делятся на морские(слабосоленые,занимают основную часть площади льдов в мировом ок.), речные(распространенны лишь в сев.полушарии.) и материковые(тоже пресные).

По подвижности льды в морях подразделяются на неподвижные(основная форма-береговой припай,шириной в несколько десятков и даже сотен км.также к таким льдам относятся стамухи-льды,примезшие ко дну на мелководьях) и дрейфующие(перемещаются под влиянием ветра и течения.относятся айсберги или ледяные горы,ледяные острова).

Разрушение льда происходит под действием солнечной радиации и теплых воздушных масс.

6. Динамика вод Мирового океана. Волны. Уровни воды в океане. Приливы и отливы. Моретрясения и цунами .

Динамика вод Мирового океана

Воды Мирового океана никогда не находятся в состоянии покоя. Движения происходят не только в поверхностных водяных массах, но и в глубинах, вплоть до придонных слоев. Частицы воды совершают как колебательные, так и поступательные движения, обычно сочетающиеся, но при заметном преобладании одного из них.

Волновые движения (или волнение) - преимущественно колебательные движения. Они представляют собой колебания водной поверхности вверх и вниз от среднего уровня, в горизонтальном направлении водные массы при волнении не перемещаются. В этом можно убедиться, наблюдая поплавок, качающийся на волнах.

Волны характеризуются следующими элементами:

Подошва волны - наиболее низкая ее часть;

Гребень волны - наиболее высокая ее часть;

Крутизна склона волны - угол между ее склоном и горизонтальной поверхностью;

Высота волны - расстояние по вертикали между подошвой и гребнем. Она может достигать 14-25 метров;

Длина волны - расстояние между двумя подошвами или двумя гребнями. Наибольшая длина достигает 250 м, но редко встречаются волны до 500 м.;

Скорость волны - расстояние, пробегаемое гребнем за секунду. Скорость волны характеризует быстроту продвижения ее.

По происхождению различают следующие типы волн: волны трения(ветровые и глубинные), анемобарические, сейсмические, сейши, приливные волны.

Главной причиной образования волн является ветер. При малых его скоростях возникает рябь - система мелких равномерных волн. Они появляются с каждым порывом ветра и мгновенно затухают. Гребни ветровых волн запрокинуты в ту сторону, куда дует ветер; когда ветер стихает, поверхность воды продолжает колебаться по инерции - это зыбь. Крупную зыбь с малой крутизной и длиной волны до 400 м при отсутствии ветра называют ветровой зыбью. При очень сильном ветре, переходящем в шторм, подветренный склон оказывается круче наветреного, а при очень сильном ветре гребни срываются вниз и образуют белую пену - «барашки».

Волнение, вызванное ветром, с глубиной затухает. Глубже 200 м даже сильное волнение незаметно. При подходе к пологому берегу нижняя часть набегающей волны тормозится о грунт; длина уменьшается, а высота увеличивается. Верхняя часть волны движется быстрее нижней, волна опрокидывается, и гребень ее, падая, рассыпается на мелкие, насыщенные воздухом, пенистые брызги. Волны, разрушаясь у берега, образуют прибой. Он всегда параллелен берегу. Вода, выплеснутая волной на берег, медленно стекает обратно. При подходе к обрывистому берегу волна со всей силы ударяется о скалы. Сила удара порой доходит до 30 тонн на 1 м2. При этом главную роль играют не механические удары водных масс о скалы, а образующиеся водные пузырьки. Они и разрушают горные породы, слагающие скалы (см. «Береговая зона»). Для защиты от волн портовых сооружений, рейдовых причалов, берегов из камня или бетонных глыб строят волноломы.

Форма волны все время меняется, производя впечатление бегущей. Это происходит вследствие того, что каждая водная частица равномерным движением описывает круги около уровня равновесия. Все эти частицы движутся в одну сторону. В каждый момент частицы находятся в разных точках круга, это и есть система волн.

Наибольшие ветровые волны наблюдаются в Южном полушарии, так как большая его часть занята океаном и западные ветры наиболее постоянны и сильны. Здесь волны могут достигать 25 метров в высоту и 400 метров в длину. Скорость передвижения их около 20 м/сек. В морях волны меньше по размеру: так, например, в большом Средиземном море они достигают только 5 м.

Для оценки степени волнения моря применяется 9-балльная шкала Бофорта.

Вследствие подводных землетрясений и вулканов возникают сейсмические волны - цунами (японск.). Это гигантские волны, обладающие разрушительной силой. Подводные землетрясения или извержения вулканов обычно сопровождаются сильным подземным толчком, передаваемым водой на поверхность, что бывает небезопасно для судов, находящихся в этом районе. Последующие волны, вызванные ударом, в открытом море заметить практически невозможно, поскольку они здесь пологие. Приближаясь к берегу, они становятся круче и выше, приобретает страшную разрушительную силу. В результате на побережье могут обрушиваться гигантские волны; высота их до 50 м и больше, а скорость распространения от 50 до 1000 км/час.

Наиболее часто цунами обрушиваются на побережье Тихого океана, что связано с высокой сейсмической активностью этого района. За последнее тысячелетие Тихоокеанское побережье подвергалось ударам цунами около 1000 раз, в то время как в других океанах (кроме Северного Ледовитого) эти гигантские волны возникали только десятки раз.

Обычно перед приходом цунами в течение нескольких минут вода отступает от берега на несколько метров, а иногда и на километры; чем дальше отступает вода, тем большей высоты цунами следует ожидать. Существует специальная служба оповещения, заблаговременно предупреждающая жителей побережья о возможной опасности. Благодаря ей число жертв становится меньше.

Ущерб, причиняемый цунами, во много раз превосходит последствия, вызываемые самим землетрясением или извержением вулкана. Большие разрушения причинили Курильское цунами (1952 г.), Чилийское (1960 г.), Аляскинское (1964 г.).

Цунами могут распространяться на очень большие расстояния. Например, от волн, возникших при землетрясении в Чили, существенно пострадали берега Японии, а цунами, вызванное извержением вулкана Кракатау в Индонезии (1912 год), обошло весь Мировой океан и было зафиксировано в Гавре (Франция) через 32 часа 35 минут после последнего взрыва, пройдя расстояние, равное половине окружности земного шара. Ущерб, нанесенный этой гигантской волной, даже трудно оценить: были затоплены берега всех близлежащих островов, с них были смыты не только жители, но и вся почва, в порту о. Ява крупные корабли сорвало с якорей, и они были заброшены на 9 метров в высоту на 3 км в глубь суши; были фактически стерты с лица Земли постройки.

С цунами связаны не только сильные разрушения, но и значительные человеческие жертвы. Цунами, вызванные извержением вулкана Кракатау в 1883 году, унесли жизни 40 000 человек, а во время цунами в 1703 году в Японии погибло около 100 000 человек.

Под действием силы притяжения Луны и Солнца возникают периодические колебания уровня океана - приливно-отливные движения океанских вод. Эти движения происходят примерно два раза в сутки. Во время прилива уровень океана постепенно повышается и достигает наивысшего положения. При отливе уровень постепенно падает до наинизшего. При приливе вода течет к берегам, при отливе - от берегов. Приливы и отливы - это стоячие волны.

По законам взаимодействия космических тел Земля и Луна притягивают друг друга. Это притяжение способствует «выгибанию» поверхности океанов навстречу лунному притяжению. Луна движется вокруг Земли, и за ней «бежит» по океану приливная волна, дойдет она до берега - прилив. Пройдет немного времени, вода вслед за Луной отойдет от берега - отлив. По тем же космическим законам приливы и отливы образуются и от притяжения Солнца. Оно притягивает Землю значительно сильнее, чем Луна, но Луна гораздо ближе к Земле, поэтому лунные приливы вдвое сильнее солнечных. Если бы не было Луны, то приливы на Земле были бы в 2,17 раз меньше. Объяснение приливообразующих сил впервые было дано И.Ньютоном.

Высший уровень воды во время прилива называется полной водой, низший уровень при отливе - малой водой. Наиболее распространены полусуточные приливы, при которых за лунные сутки (24 час. 50 мин.) бывают 2 полные и 2-малые воды. В зависимости от положения Луны относительно Земли и от конфигурации береговой линии бывают отклонения от такого правильного чередования. Иногда наблюдается 1 полная и 1 малая вода в сутки. Такое явление можно наблюдать на островных дугах и побережьях Восточной Азии, Центральной Америки.

Высота приливов разнообразна. Теоретически одна полная вода при лунном приливе равна 0,53 м и 0,24 м при солнечном. Таким образом, самый высокий прилив должен иметь высоту 0,77 м. В открытом океане и у островов величина прилива близка к теоретической: на Гавайских островах - 1 м; на островах Фиджи - 1,7 м, на острове Святой Елены - 1,1 м. У материков, при входе в сужающиеся заливы, величина прилива значительно больше: в Мезенской губе Белого моря - 10 м; в Бристольском заливе в Англии - 12м.

Наиболее крупными из зарегистрированных в Мировом океане являются следующие приливы:

в Атлантическом океане в заливе Фанди - 16-17 м. Это самый большой показатель прилива на всем земном шаре.

в Охотском море в Пенжинской губе - 12-14 м. Это самый большой прилив у берегов России.

Значение приливов огромно: каждая приливная волна несет огромный запас энергии, и сейчас в ряде стран строятся приливные электростанции. Кроме того, значение приливов велико и для морского судоходства.

Поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами, называется морскими или океаническими течениями. Это «реки в океане». Движутся они со скоростью до 9 км/час. Причинами, вызывающими течения, являются нагревание и охлаждение поверхности воды, осадки и испарение, различия в плотности воды, но наиболее значимой причиной образования океанических течений является ветер.

Течения по преобладающему в них направлению делятся на зональные (течения западных ветров), идущие на запад, на восток, и меридиональные - несущие свои воды на север или юг (Гольфстрим). В отдельные группы можно выделить противотечения и муссонные течения. Противотечения - это такие течения, которые идут навстречу соседним, более мощным и протяженным. Потоки, которые изменяют свою силу от сезона к сезону в зависимости от направления прибрежных ветров, называются муссоны.

Самым мощным в Мировом океане является течение Западных ветров. Оно располагается в Южном полушарии в широтах у побережья Антарктиды, где нет значительных массивов суши. Над этим пространством преобладают сильные и устойчивые западные ветры, способствующие интенсивному переносу воды океанов в восточном направлении. Течение Западных ветров соединяет в своем круговом потоке воды трех океанов и переносит каждую секунду до 200 млн. тонн воды. Ширина течения Западных ветров 1300 км, а вот скорость его невелика: чтобы обойти Антарктиду один раз, водам течения необходимо 16 лет.

Другим мощным течением является Гольфстрим. Он переносит каждую секунду 75 млн. тонн, что в 3 раза меньше, чем течение Западных ветров. Роль Гольфстрима очень велика: он переносит тропические воды Атлантического океана к умеренным широтам, благодаря чему климат Европы является мягким и теплым. Подходя к Европе, Гольфстрим уже не тот поток, что вырывается из Мексиканского залива, поэтому северное продолжение этого течения называется Северо-Атлантическим течением.

Океанические течения отличаются не только направлениями, но и в зависимости от температуры разделяются на теплые, холодные и нейтральные. Течения, направляющиеся от экватора, являются теплыми, а к экватору - холодными. Они обычно менее соленые, чем теплые, так как текут из областей, где выпадает много осадков, или из областей, где опресняющее действие оказывает таяние льда. Холодные течения тропических широт образуются благодаря поднятию холодных глубинных вод. Примерами теплых течений являются Гольфстрим, Куросио, Северо-Атлантическое, Северо-Тихоокеанское, Северное пассатное, Южное пассатное, Бразильское и др. Примерами холодных течений являются течение Западных ветров (или Антарктическое), Перуанское, Калифорнийское, Канарское, Бенгальское и другие.

На направление океанических течений оказывает большое влияние ускорение Кориолиса, и направление ветра не совпадает с направлением течений. Течение отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном от направления ветра на угол до 45°.

Многочисленные измерения показали, что течения оканчиваются на глубине, не превышающей 300 м, но иногда обнаруживают течения в глубинных слоях. Причиной этого является разная плотность воды. Она может быть вызвана давлением массы воды сверху (например, в местах нагона или сгона ее ветром), изменениями температуры воды и солености. Изменения плотности - причина постоянных вертикальных перемещений воды: опускания холодной (или более соленой) и подъема теплой (менее соленой).

Кроме ветровых течений, широко распространены также приливные течения, меняющие направление 4 или 2 раза в сутки; в узких проливах скорость этих течений может достигать 6 м/сек (22 км/час).

Значение океанических течений заключается прежде всего в перераспределении на Земле солнечного тепла: теплые течения способствуют повышению температуры, а холодные понижают ее. Огромное влияние оказывают течения на распределение осадков на суше. Территории, омываемые теплыми водами, всегда имеют влажный климат, а холодными - сухой; в последнем случае дожди не выпадают, увлажняющее действие имеют только туманы. С течениями переносятся и живые организмы. Это в первую очередь относится к планктону, вслед за которым движутся и крупные животные. При встрече теплых течений с холодными образуются восходящие токи воды, которые поднимают глубинную воду, богатую питательными солями. Она благоприятствует развитию планктона, рыб и морских животных, поэтому эти места являются важными промысловыми участками.

Итак, течения в океане вызываются ветром (ветровые океанические течения); возникают вследствие разной высоты уровня воды (стоковые течения) и разной ее плотности (плотностные течения). Во всех случаях на направление течения оказывает действие вращение Земли. Ветровые океанические течения можно классифицировать по направлению и температуре.

7. Зональность вод Мирового океана(широтная поясность).

Широтная зональность - закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов геосистем от экватора к полюсам.

Первичная причина зональности - неравномерное распределение солнечной энергии по широте вследствие шарообразной формы Земли и изменении угла падения солнечных лучей на земную поверхность. Кроме того, широтная зональность зависит и от расстояния до Солнца, а масса Земли влияет на способность удерживать атмосферу, которая служит трансформатором и перераспределителем энергии.

Большое значение имеет наклон оси к плоскости эклиптики, от этого зависит неравномерность поступления солнечного тепла по сезонам, а суточное вращение планеты обуславливает отклонение воздушных масс. Результатом различия в распределении лучистой энергии Солнца является зональный радиационный баланс земной поверхности. Неравномерность поступления тепла влияет на расположение воздушных масс, влагооборот и циркуляцию атмосферы.

Зональность выражается не только в в среднегодовом количестве тепла и влаги, но и во внутригодовых изменениях. Климатическая зональность отражается на стоке и гидрологическом режиме, образовании коры выветривания, заболачивания. Большое влияние оказывается на органический мир, специфические формы рельефа. Однородный состав и большая подвижность воздуха сглаживают зональные различия с высотой.

В каждом полушарии выделяют по 7 циркуляционных зон.

8. ТЕЧЕНИЯ и макроциркуляция Мирового океана. Глобальный океанический конвейер .

Существует 11 крупных циркул.течений(систем)

5 тропических

1.Сев-атлант

2.Сев-тихо-океан

3.южно-атлан.

4.южно-тихо-океан

5.южно-индийское

6.экваториально-против.теч.

7.атлантическ.и исландское

8.тихо-океан(алеудское)

9.индийская-муссонная сист.

10.полярные(антарктические)

11.арктическая

Океанические, или морские, течения - это поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами. Хотя наиболее значительной причиной, образующей течения, является ветер, они могут сформироваться и из-за неодинаковой солёности отдельных частей океана или моря, разности уровней воды, неравномерного нагрева разных участков акваторий. В толще океана существуют вихри, созданные неровностями дна, их размер нередко достигает 100-300 км в диаметре, они захватывают слои воды в сотни метров толщиной.

Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для тех же широт, называют тёплыми, ниже - холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, - нейтральными.

Муссонные течения изменяют своё направление от сезона к сезону, в зависимости от того, как дуют прибрежные ветры муссоны. Навстречу соседним, более мощным и протяжённым течениям в океане, движутся противотечения.

На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, - сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном - влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.

В Мировом океане постоянно существуют тысячи больших и малых течений, которые огибают континенты и сливаются в пять гигантских колец. Система течений Мирового океана называется циркуляцией и связана, прежде всего, с общей циркуляцией атмосферы.

Океанические течения перераспределяют солнечное тепло, поглощённое массами воды. Тёплую воду, нагретую солнечными лучами на экваторе, они переносят в высокие широты, а холодная вода из приполярных областей благодаря течениям попадает на юг. Тёплые течения способствуют повышению температуры воздуха, а холодные, наоборот, понижению. Территории, омываемые тёплыми течениями, отличаются тёплым и влажным климатом, а те, около которых проходят холодные течения, - холодным и сухим.

Самое мощное течение Мирового океана - холодное течение Западных Ветров, называемое также Антарктическим циркумполярным (от лат. cirkum - вокруг). Причиной его образования являются сильные и устойчивые западные ветры, дующие с запада на восток на огромных пространствах Южного полушария от умеренных широт до побережья Антарктиды. Это течение охватывает зону шириной 2500 км, распространяется на глубину более 1 км и переносит каждую секунду до 200 млн. тонн воды. На пути течения Западных Ветров не встречается крупных массивов суши, и оно соединяет в своём круговом потоке воды трёх океанов - Тихого, Атлантического и Индийского.

Гольфстрим - одно из крупнейших тёплых течений Северного полушария. Оно проходит через Мексиканский залив (англ. Gulf Stream - течение залива) и несёт тёплые тропические воды Атлантического океана к высоким широтам. Этот гигантский поток тёплых вод во многом определяет климат Европы, делая его мягким и тёплым. Каждую секунду Гольфстрим переносит 75 млн. тонн воды (для сравнения: Амазонка, самая полноводная река в мире, - 220 тыс. тонн воды). На глубине около 1 км под Гольфстримом наблюдается противотечение.

Общая схема циркуляции поверхностных вод Океана

Последовательная зональная смена макроциркуляционных систем (крупномасштабная система движений) является общей закономерностью планетарной циркуляции вод.

В соответствии с зональным распределением солнечной энергии по поверхности планеты и в океане, и в атмосфере создаются однотипные и генетически связанные циркуляционные системы. Перемещение водных и воздушных масс определяется общей для атмо- и гидросферы закономерностью: неравномерным нагреванием и охлаждением поверхности Земли. От этого макроциркулярные системы более или менее симметрично располагаются по обе стороны от экватора.

От него в низких широтах возникают восходящие токи (циклонические вихри) и убыль масс, в других - высоких широтах развиваются нисходящие токи, происходит увеличение масс (воды, воздуха), что характерно для антициклональных вихревых систем. Взаимодействие этих систем и есть циркуляция, движения атмо- и гидросферы.

В тропических областях характер движений антициклонический, то есть течения движутся по часовой стрелке, а в умеренных и субполярных широтах течения образуют круговорот, направленный против часовой стрелки, то есть имеют циклонический характер. И циклонические, и антициклонические вихри в океане соответствуют климатическим минимумам и максимумам атмосферного давления.

Антициклонические и циклонические круговороты в каждом полушарии связаны между собой таким образом, что одни и те же потоки (течения) являются одновременно периферийной частью двух круговоротов. Например, Североатлантическое течение является северной ветвью тропического круговорота и одновременно южной ветвью циклонического круговорота умеренных и субполярных широт. Благодаря этому круговороты взаимодействуют между собой. Поэтому воды и переносимые ими различные вещества (соли, взвеси и т. д.) способны, переходя из системы в систему, перемещаться по всей протяжённости океана. Перенос масс, обмен энергии и вещества в приповерхностном слое океана происходит в основном в широтном направлении. Межширотный обмен осуществляется за счёт меридионального обмена на периферии квазистационарных круговоротов вод. В низких широтах вдоль западных берегов океана происходит вынос лёгких тропических вод в умеренную зону. В умеренных же и субполярных широтах, наоборот, более плотные воды переносятся вдоль западных побережий, а менее плотные воды умеренного и тропического поясов выносятся вдоль восточных берегов в высокие широты Мирового Океана. Создающееся таким образом различие плотностей воды в меридиональном направлении увеличивает интенсивность пограничных течений в прибрежных частях антициклонических и циклонических систем.

Одни и те же макроциркуляционные системы сохраняются в течение круглого года. Для сезонной изменчивости циркуляции вод характерно небольшое смещение в холодное время года в меридиональном направлении (в зиму северного полушария - к северу, в лето северного полушария - к югу), а также усиление интенсивности циркуляции в результате увеличения термических контрастов между тропическими и полярными широтами.

Установлено, что непосредственное воздействие ветра ограничивается верхним слоем толщиной около 30-50 м. Уже в подповерхностном слое между 50-100 и 200-300 м, решающую роль играет плотностная (вертикальная) циркуляция.

В океане скорость вертикальных движений меньше горизонтальных примерно на три-пять порядков, а в атмосфере - приблизительно на два-три порядка. Но значение их велико, поскольку благодаря им происходит обмен поверхностных и глубинных вод энергией, солями и питательными веществами.

Наиболее интенсивный вертикальный обмен осуществляется в зонах конвергенции (схождения) и дивергенции (расхождения) потоков водных масс. В зонах конвергенции наблюдается погружение водных масс, в зонах дивергенции - подъём их к поверхности, называемый апвелингом. Зоны дивергенции формируются в областях циклонических круговоротов, где центробежные силы разносят воды от периферии к центру и возникает подъём вод в центральной части круговорота. Дивергенция возникает у берегов и там, где преобладает ветер с суши (сгон поверхностных вод). В антициклональных системах и в тех прибрежных зонах, где господствует ветер с океана, происходит опускание вод.

Распределение зон конвергенции и дивергенции однотипно в различных океанах. Несколько севернее экватора располагается экваториальная конвергенция. По обе стороны от неё по ложбинам тропических циклонических систем протягиваются тропические дивергенции, затем по осям субтропических антициклонических систем - субтропические конвергенции. Высокоширотным циклоническим системам соответствуют полярные дивергенции, гребню арктического круговорота воды соответствует арктическая конвергенция.

Это идеальная (осреднённая) схема поверхностных течений океана. Реальная, конкретная ситуация гораздо сложнее, поскольку течения меняют скорость, интенсивность, а иногда и направление. Некоторые из них временами исчезают. Океанические потоки имеют сложную структуру. Подобно рекам, они меандрируют, образуя завихрения меньших размеров (300-400 км в диаметре).

Структура поверхностных океанических течений, захватывающих верхние сотни метров, в основных чертах совпадают со структурой атмосферной циркуляции. Исключение составляют западные течения, замыкающие круговороты и идущие необязательно по ветру, плюс межпассатные противотечения. Следовательно, в природе существует более сложная, нежели простая, связь ветер - океанические течения. Действительные противотечения. Общее количество солнечной энергии, поглощаемой Мировым Океаном, определено в 29,7∙1019 ккал/год, что составляет почти 80% всей радиации, достигающей поверхности планеты (36,5∙1019 ккал). К тому же Океан является главным аккумулятором солнечного тепла; в нём содержится почти в 21 раз больше того количества тепла (76∙1022 ккал), которое ежегодно поступает от Солнца к поверхности Земли. В десятиметровом слое океанических вод тепла в 4 раза больше, нежели во всей атмосфере.

Около 80% солнечной энергии, поглощаемой Мировым Океаном, расходуется на испарение - 26,8∙1019 ккал/год, что составляет всего 3% тепла, накопленного Мировым Океаном. На турбулентный теплообмен с атмосферой уходит остальная часть поглощаемой солнечной радиации - 2,7∙1019 ккал/год. Это лишь 0,4% общего теплосодержания Океана. Сопоставляя величину приходно-расходных сумм теплообмена через поверхность Мирового Океана с его теплосодержанием, придём к выводу, что ежегодно в такой обмен с атмосферой вовлекается поверхностный слой толщиной около 50 м. Теплообмен наиболее деятельной 200-метровой толщи вод осуществляется через 3-4 года. То есть распределение энергии в значительной степени зависит от структуры океанических течений (Гольфстрим несёт в 22 раза больше тепла, чем все реки земного шара).

Атмосферные движения вынуждены приспосабливаться к структуре океанических движений, поэтому океанические и воздушные течения образуют единую систему, возникающую в результате приспособления их друг к другу.

9. Водные массы и гидрологические фронты .

Водные массы - это большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга температурой, соленостью, плотностью, прозрачностью, количеством кислорода и другими свойствами. В отличие от воздушных масс, в них большое значение имеет вертикальная зональность. В зависимости от глубины различают:

Поверхностные водные массы . Они формируются под воздействием атмосферных процессов и притока пресных вод с материка до глубины 200-250 м. Здесь часто меняются температура воды, соленость, образуются волны, а горизонтальный их перенос в виде океанических течений значительно сильнее переноса глубинного. В поверхностных водах самое большое содержание планктона и рыбы;

Промежуточные водные массы . Они имеют нижнюю границу в пределах 500-1000 м. В тропических широтах промежуточные водные массы формируются в условиях повышенного испарения и постоянного повышения солености. Именно этим объясняется тот факт, что промежуточные воды встречаются между 20° и 60° в Северном и Южном полушарии;

Глубинные водные массы. Они формируются в результате перемешивания поверхностных и промежуточных, полярных и тропических водных масс. Их нижняя граница 1200-5000 м. Вертикально эти водные массы движутся крайне медленно, а горизонтально они движутся со скоростью 0,2-0,8 см/с (28 м/ч);

Придонные водные массы. Они занимают зону Мирового океана ниже 5000 м и имеют постоянную соленость, очень большую плотность, а горизонтальное их перемещение более медленно, чем вертикальное.

В зависимости от происхождения различают следующие типы водных масс:

Экваториальные . В течение всего года вода сильно нагревается солнцем. Температура ее 27-28°С. По сезонам она меняется не больше чем на 2°. Эти водные массы имеют соленость ниже, чем в тропических широтах, так как опресняющее действие на них оказывают многочисленные реки, впадающие в океан в экваториальных широтах, и обильные атмосферные осадки;

Тропические. Они формируются в тропических широтах. Температура воды здесь 20-25°. На температуру тропических водных масс оказывают большое влияние океанические течения. Более теплыми являются западные части океанов, куда приходят теплые течения (см. Океанические течения) от экватора. Восточные части океанов холоднее, так как сюда приходят холодные течения. По сезонам температура тропических водных масс меняется на 4°. Соленость этих водных масс значительно больше, чем экваториальных, так как в результате нисходящих воздушных потоков здесь устанавливается область высокого давления и выпадает мало осадков;

Умеренные водные массы. В умеренных широтах Северного полушария холодными являются западные части океанов, где проходят холодные течения. Восточные области океанов согреваются теплыми течениями. Даже в зимние месяцы вода в них имеет температуру от 10°С до 0°С. Летом она изменяется от 10°С до 20°С. Таким образом, по сезонам температура умеренных водных масс различается на 10°С. Для них уже характерна смена времен года. Но наступает она позднее, чем на суше, и выражена не так резко. Соленость умеренных водных масс ниже, чем тропических, так как опресняющее действие оказывают не только реки и атмосферные осадки, которые здесь выпадают, но и айсберги, заходящие в эти широты;

Полярные водные массы. Формируются в Арктике и у берегов Антарктиды. Эти водные массы могут выноситься течениями в умеренные и даже тропические широты. В полярных областях обоих полушарий вода охлаждается до -2°С, но еще остается жидкой. Дальнейшее понижение температуры приводит к образованию льда. Для полярных водных масс характерно обилие плавающего льда, а также льда, формирующего огромные ледяные пространства. В Северном Ледовитом океане лед держится весь год и находится в постоянном дрейфе. В Южном полушарии в районах полярных водных масс морские льды заходят в умеренные широты много дальше, чем в Северном. Соленость полярных водных масс низка, так как лед оказывает сильное опресняющее влияние.Между перечисленными водными массами нет четких границ, а существуют переходные зоны - зоны взаимовлияния соседних водных масс. Наиболее отчетливо они выражены в местах соприкосновения теплых и холодных течений. Каждая водная масса более или менее однородна по своим свойствам, но в переходных зонах эти характеристики могут резко меняться.

Водные массы активно взаимодействуют с атмосферой: отдают ей тепло и влагу, поглощают из нее углекислый газ, выделяют кислород.

При встречах водных масс с разными свойствами образуются океанологические фронты(зоны конвергенции)-образуются на стыке теплых и холодных поверхностных течений и характеризуются опусканием водных масс. В мировом океане несколько фронтальных зон, но основных 4.

Есть в океане и зоны дивергенции-зоны расходимости поверхностных течений и подъема глубинных вод: у запад.берегов материков умер.широт и над термическим экватором у восточных материков.Такие зоны богаты фитопланктоном и зоопланктоном,хорош рыбный промысел.