Мировой океан это источник тепла

Океан — источник тепла

Океан — источник тепла

Около 95°/о водной массы в океане имеет среднюю температуру 3,8°.

Эта температура в современных климатических условиях практически остается неизменной. Зато температура воды на поверхности океана разнится значительно: в экваториальной зоне вода нагрета до 25—26°, а в приполярных областях ее температура опускается ниже 0° (лед в воде с соленостью 35% о образуется при температуре — 1,9°).

Сезонные колебания температуры воды в средних широтах составляют 5—10°, в северо-западных частях Атлантического и Тихого океанов, где встречаются теплое и холодное течения, они достигают иногда 15°, а в полярных областях (где лето холодное) и в тропиках (где не бывает зимы) колебания температуры на поверхности океана в течение года не превышают 2° (в экваториальной зоне — не более 0,5°). Температура придонных вод полярных областей океана ниже 0°, а в средних и экваториальных широтах около 2°.

В океанах и морях наблюдаются и многолетние потепления и похолодания верхних слоев воды, которые оказывают влияние на климат, погоду и распределение рыбы.

Температура воды в океане с глубиной обычно снижается. В северных широтах верхний слой прогретой воды к осени достигает толщины 10—15 м, в средних широтах — 40 — 50 м. Под ним наблюдается тонкий сезонный слой резкого скачка температуры. Его называют термоклином. Ниже термоклина вода намного холоднее. При сильном волнении и зимнем охлаждении слой температурного скачка разрушается, температура воды становится однообразной до глубины 50 м, а местами даже до 200 м, в зависимости от силы волнения или степени охлаждения.
Схема распределения температуры воды в океане.

Зимой охлаждение воды начинается сверху.
Холодная вода тяжелее и плотнее теплой, поэтому она опускается вниз и перемешивается с нижней, более теплой водой.
Такая вертикальная циркуляция морской воды обогащает ее нижние слои кислородом и углекислым газом, поглощенными из воздуха, и поднимает к поверхности питательные соли, накопившиеся в глубинах при разложении отмерших организмов.
Поэтому в полярных морях жизнь очень богата.

Вертикальная циркуляция в холодное время года «выкачивает» накопленное в воде тепло в атмосферу. От экватора до 50—60° северной и южной широты на глубине от 100 до 700 м существует круглогодичный термоклин.

С изменением температуры меняется и плотность воды. Где скачок температуры — там и скачок плотности.
Поэтому около термоклина всегда скапливаются мелкие животные организмы: при вертикальном перемещении они не в состоянии преодолеть этот барьер. Вслед за планктоном здесь собирается и рыба.

Термоклин отчасти препятствует распространению в воде звука. Шум гребных винтов подводной лодки, находящейся ниже термоклина, акустическими приборами надводного судна не улавливается — подводная лодка может чувствовать себя в безопасности.

Моряки-подводники называют термоклин жидким грунтом, потому что лодка, погрузившаяся в плотный слой воды под термоклином, остановив двигатели, лежит, «как на дне», точнее, держится в нем на плаву.

Известно, что вода обладает большой теплоемкостью: 1 м 3 воды, охладившись на 1°, может нагреть на 1° более 3300 м 3 воздуха.

Благодаря этому океаны и моря служат аккумулятором и распределителем солнечного тепла на поверхности нашей планеты. В умеренных и полярных широтах морские воды летом накапливают тепло, а зимой отдают его в’ атмосферу.
В тропиках же вода нагревается с поверхности круглый год.

Течения переносят теплые экваториальные воды в высокие широты, а холодные воды возвращаются в тропики в противотечениях.

Гольфстрим смягчает климат Англии и Скандинавии, а течение Куро-Сио делает более теплым климат Японии. В то же время холодные Восточно-Гренландское, Лабрадорское и Курильское противотечения охлаждают соответственно восточные берега Северной Америки и Азии.

Белое море, Черное и даже Каспийское, отдавая зимой тепло, немного повышают температуру воздуха над прилегающим побережьем.

Источник

Температура и соленость вод Мирового океана

Баланс тепла на поверхности океана

Расстояние от нашей планеты до Солнца около 150 млн. км, поэтому с учетом малых размеров Земли (диаметр меньше 13 тыс. км) на нее падает ничтожная доля солнечной энергии — всего около одной двухмиллиардной!

Однако в земных масштабах и эта часть солнечного тепла очень значительна. Подсчитано, что верхние слои атмосферы в одну секунду получают 1,78х10 17 Дж тепловой энергии, что примерно эквивалентно количеству тепла, которое можно извлечь в результате сжигания 1 млрд. т условного топлива * !

* ( 1 т условного топлива соответствует 1 т нефти, или 1000 м 3 природного газа, или 1420 кг угля.)

Это количество тепла создается тепловым потоком в 1400 Вт /_{м 2} . Однако вследствие вращения и шарообразной формы Земли в атмосферу проникает менее 25% солнечной энергии, всего около 1000 кДж /_{см 2} в год из общего количества в 4200 кДж /_{см 2} в год. Более того, часть этой энергии, проникающей в атмосферу, отражается облаками и поверхностью Земли. Отношение доли отраженной энергии ко всей поступившей называется альбедо, величину которого для Земли в целом оценивают в 28%. Таким образом, солнечная энергия достигает нижних слоев атмосферы в количестве около 720 кДж /_{см 2} в год.

Здесь эта энергия, в основном (около 96 %) в виде тепла, перераспределяется следующим образом. Четверть солнечной энергии, или 250 кДж /_{см 2} в год, поглощает атмосфера, а на долю земной поверхности приходятся остальные 470 кДж /_{см 2} в год. В соответствии с соотношением площадей суши и моря основная доля этой энергии — в среднем около 334 кДж /_{см 2} в год — достигает поверхности Мирового океана. Однако поглощение энергии происходит неравномерно и зависит от угла падения лучей Солнца. В тропических широтах с почти вертикальным падением солнечных лучей величина поглощаемого солнечного тепла максимальна и достигает 420-500 кДж /_{см 2} в год. В высоких широтах удельное поглощение снижается до 20-40 кДж /_{см 2} в год. Малые углы падения солнечных лучей, высокая отражательная способность снежно-ледовой поверхности, чистота и прозрачность атмосферы являются причинами того, что в Арктике и Антарктике образуются своеобразные «окна», через которые тепло рассеивается в околоземном пространстве. Поэтому в Антарктиде и расположен полюс холода, а термический экватор смещен примерно на 10 к северу относительно географического.

В среднем в полярных областях океан теряет тепловой энергии на 20-40 кДж /_{см 2} в год больше, чем получает от Солнца. Практически область отрицательного баланса начинается с 40-45 южной широты и 50° северной широты. В Тихом океане, к востоку от Японских островов, зафиксирована область максимальной теплоотдачи, превышающая здесь 200 кДж /_{см 2} в год, т. е. двух третей поступающего тепла.

В целом альбедо Мирового океана выше, чем для Земли в среднем, и составляет 49%. Оно изменяется от 80% в полярных областях (лед, снег) до 5-15% в обычном море. Из общего теплового потока в 350 Вт /_{м 2} поверхности океана достигает всего 51%, или 176 Вт /_{м 2} .

В среднем Мировой океан термически уравновешен и отдает все поступающее на его поверхность тепло. Основная часть этого тепла в количестве 88 Вт /_{м 2} расходуется на испарение воды, после чего эта энергия в виде теплоты конденсации поступает в атмосферу. Около 61 Вт /_{м 2} поглощенной энергии возвращается обратно в виде теплового инфракрасного излучения, 14 Вт /_{м 2} расходуется на турбулентный поток тепла в атмосферу и тепловое перемешивание верхних слоев Мирового океана, а остальные 13 Вт /_{м 2} отражаются его поверхностью в атмосферу.

Энергия Солнца — главный, но не единственный источник тепла на планете. Другой, значительно менее интенсивный источник — это глубинное тепло недр Земли, где оно выделяется при распаде радиоактивных элементов. Глубинный тепловой поток оценивают в среднем для планеты в 48 мВт /_{м 2} , что примерно в 3000 раз слабее потока солнечного тепла. Правда, нельзя забывать, что приток глубинного тепла относительно стабилен во времени, в то время как поступление солнечной энергии на поверхность океана подвержено суточным и сезонным колебаниям. Поэтому низкая температура глубинных и придонных вод Мирового океана практически постоянна, а более высокая температура поверхностных вод колеблется в зависимости от сезона и времени суток.

По сравнению с воздухом морская вода обладает значительно более высокой теплоемкостью и поэтому способна аккумулировать значительные запасы тепловой энергии. В Тихом океане их величину оценивают в 1,62х10 22 кДж, в Атлантическом океане — 0,77х10 22 кДж, в Индийском — 0,69х10 22 кДж. Суммарные запасы тепла Мирового океана, таким образом, можно оценить в 3,08х10 22 кДж, что соответствует 25 годам полного поглощения всей поступающей на поверхность океана солнечной энергии без рассеяния в атмосфере и отражения.

Источник

Мировой океан — это что такое?

• 16 Января, 2019
• Достопримечательности
• Alyona Shanti

Наша огромная планета Земля площадью 510 100 000 км² состоит из 6 материков, множества различных островов и Мирового океана, который занимает основную часть всей поверхности — около 70,8 % (площадь — 370,8 км 2 ). Он состоит из морей, океанов, заливов и проливов. На самих материках находятся реки, озера, подземные воды и льды, что вместе с Мировым океаном составляет гидросферу. Далее рассмотрим подробнее.

Что такое Мировой океан?

Все мы прекрасно знаем, что на Земле есть те или иные вещи и явления, но часто не вдаемся в подробности. Давайте ознакомимся с одним из самых масштабных и прекрасных природных творений. Мировой океан — это водная поверхность земного шара, занимающая большую часть планеты и являющаяся основной составной гидросферы (водной оболочки Земли). Он омывает большое количество крупных и малых островов, материки. В целом подразделяется на четыре большие части: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океан. Все они различаются рельефом дна, различными свойствами, глубиной, флорой и фауной, особенностями движения воды. Также выделяют и пятую часть под названием Южный океан.

Характеристики

Средняя глубина Мирового океана составляет 3 711 м. Это значение мало о чем говорит. Если смотреть максимальные показатели, то можно обнаружить, что наибольшая его глубина — 11 022 м. Просто поразительные цифры!

Далее будет представлена разница глубины Мирового океана в таблицах. Приведем следующие интересные факты.

Объем воды — 1338,5 км 3 . Средняя температура Мирового океана составляет 5° C. Он отличается своей особой соленостью, так как морская вода — это раствор 44 химических элементов. Соленость Мирового океана выражается в промилле (тысячная доля числа). На 1 литр океанской воды приходится в среднем 35 граммов разных веществ, соленость — 35 %. Естественно, в различных местах соленость Мирового океана неодинакова. Это вызвано следующим фактором. В толще воды происходят своеобразные природные процессы, влияющие на количество соли в ней. Наука, изучающая океан, и все, что с ним связано, называется океанологией.

Значение океана

Роль и ценность воды очень высока для всего животного мира и человечества. Океан богат различной флорой и фауной, полезными ископаемыми. Сегодня это невероятно огромный и важный источник ресурсов для людей. Человек многое делает на благо себя и общества, ставя целью получение продуктов питания, передвижение на различные расстояния по воде, отдых, извлечение прибыли. Получили развитие такие отрасли, как:

• судоходство (мировой рыбный промысел);
• аквакультура (искусственное выращивание живых организмов);
• добыча газа, нефти и других полезных ископаемых (минеральные ресурсы);
• водная добыча (химические ресурсы);
• производство электроэнергии;
• добыча «тяжелой воды» (энергетические ресурсы);
• лечебно-оздоровительная среда (отдых, туризм) и так далее.

Очевидно, что океан дает всему миру свои, как может казаться, безграничные ресурсы и богатства. Но в наше время человек использует это все не совсем разумно, нарушая экологию природы и ее баланс. Поэтому рациональное потребление — всегда актуальный вопрос, который обсуждается и решается разными способами как на региональном, так и на мировом уровне.

Виды океанов

Рассмотрим подробнее. Каждый океан — особенный по-своему. Ниже в таблицах представлены сравнительные характеристики глубины Мировых океанов и других показателей:

1. Тихий — самый большой по площади океан на Земле, располагающийся между материками Австралией и Евразией на западе, Северной и Южной Америкой — на востоке, Антарктидой — на юге.

Площадь	178,684 млн км²
Объем	710,36 млн км³
Наибольшая глубина	10 994 м
Средняя глубина	3984 м

2. Атлантический — второй по величине и глубине океан после Тихого, расположен между Гренландией и Исландией на севере, Европой и Африкой — на востоке, Северной и Южной Америкой — на западе и Антарктидой — на юге.

Площадь	91,66 млн км²
Объем	329,66 млн км³
Наибольшая глубина	8742 м
Средняя глубина	3736 м

3. Индийский — это третий по площади и объему океан Земли, имеющий малое количество морей, по сравнению с другими. Большая его часть находится в Южном полушарии, между Азией, Африкой, Антарктидой и Австралией.

Площадь	76,174 млн км²
Объем	282,65 млн км³
Наибольшая глубина	7729 м
Средняя глубина	3711 м

4. Северный Ледовитый — наименьший по площади и глубине океан Земли, расположенный полностью в северном полушарии, между Евразией и Северной Америкой.

Площадь	14,75 млн км²
Объем	18,07 млн км³
Наибольшая глубина	5527 м
Средняя глубина	1225 м

Климат

Климат океана напрямую связан с Землей, он значительно влияет на формирование ее оболочки. Солнечные лучи (радиация) оказывают воздействие на воду, происходит испарение и она попадает на континенты, образовывая разного рода осадки в атмосфере. На участках Земли воды охлаждаются и нагреваются, переносятся морскими течениями в другие широты, что значительно влияет на распределение тепла по земному шару.

Скорость изменения температуры океана намного ниже, чем сухой поверхности земли или воздуха. Все, что находится вблизи воды, меньше подвергается климатическим изменениям за сутки и в сезон. С глобальной точки зрения, сама система «океан — суша — космос — атмосфера и климатообразующие факторы» делится на три категории:

1. Астрономические (расположение и активность Земли в Солнечной системе, наклон ее оси, скорость вращения, сила света Солнца).
2. Геофизические (свойства Земли как планеты: размеры, масса, скорость вращения вокруг оси, собственное гравитационное и магнитное поле, внутренние источники тепла, свойства поверхности планеты, которые определяют ее взаимодействие с атмосферой).
3. Метеорологические (климатические условия и состояние океана).

Разновидность вод

Течения вод Мирового океана Земли бывают постоянные и кратковременные (случайные). В основе своей их разделяют на меридиональные (несут свои воды на юг или север) и зональные (распространяются по широте).

Если температура воды течений выше средней в соответствующих широтах — они теплые, если ниже — то холодные, когда они имеют одинаковую температуру с водами, которые их окружают — нейтральные.

Когда Земля вращается, появляется сила, которая влияет на направление течений в Мировом океане. Ее название — сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном — влево. В среднем скорость водных потоков — не больше 10 м/с, по глубине они достигают максимум 300 м.

На сегодняшний день учеными установлено 15 базовых океанических течений в Тихом океане, в Атлантическом — 14, в Индийском — 7, в Северном Ледовитом — 4.

1. В Индийском океане практически все течения нейтральные или теплые, одно — холодное. Оно имеет скорость 70 см/сек., другие — 25-75 см/сек.
2. В Северном Ледовитом у всех водных потоков одна скорость — 50 см/сек., один — холодный, остальные три — теплые.
3. Атлантический океан имеет меридиональное направление.
4. Тихий отличается направлением течений — они северные и южные. Так как он огромен по своим масштабам, его водные потоки влияют на нашу планету значительнее остальных.

Флора и фауна Тихого океана

Жизнь животного и растительного мира в нем очень разнообразна и своеобразна. Только один Тихий вмещает в себя больше 50 % всей биологической массы Мирового океана. В Азии и Австралии, например, на их тропической и субтропической территории меж побережий живут коралловые рифы и мангровые заросли. Также там обитают одноклеточные водоросли (их примерно 1300 видов), организмы, сформированные рифами.

Флора и фауна Атлантического океана

В Атлантике преобладают больше фитопланктоны ярко-красного цвета, очень большое количество одноклеточных организмов — десятки миллионов на один литр морской воды, различного типа водоросли, отличающиеся цветом, а также сосудистые растения.

В холодном и умеренном поясе океана обитают десятки, а то и сотни биполярных видов, такие как океанские птицы, огромные морские зверьки.

В южной части и тропиках живут морские ежики, акулы, коралловые полипы, рыбы-попугаи, встречаются дельфины. Иногда можно даже наблюдать, как некоторые крупные морские звери с удовольствием сопровождают корабли, большие суда. Но часто бывает и такое, что животные натыкаются на острие морского транспорта и гибнут.

Самые популярные местные обитатели Атлантики — это африканский ламантин и синий кит, который бьет все рекорды своими размерами по сравнению с другими представителями вида.

Флора и фауна Индийского океана

Отличается своей потрясающей разнообразностью. Тропики наполнены планктоном, одноклеточными водорослями, благодаря которым вода меняется в цвете и даже становится мутной. В этом океане особенно много организмов, которые светятся — медузы разных видов, перидини, оболочники, гребневики. Часто можно встретить разноцветных сифонофоров, даже ядовитых фазалий.

Богат океан и разными видами рыбы — от тунцов до акул. Также здесь обитают огромные морские черепахи и водяные змеи, тюлени, морские слоны и различные китообразные. Имеются и водоросли разных цветовых оттенков, кораллы, рифовые заросли.

Флора и фауна Северного Ледовитого океана

Единственный и по-своему особенный. Этот океан из-за сурового климата не так уж и богат на живность. Исключениями являются Северный Европейский бассейн и два моря (Баренцево, Белое). Растительный и животный мир в этих краях процветает, насколько это возможно.

В самом океане зафиксировано около 150 разных видов рыбы. Есть и морские птички со своеобразным ритмом жизни, они живут на берегу. Также обитают тюлени, киты, моржи, нарвалы. На островах можно встретить леммингов, песцов и северных оленей на покрытых льдом территориях. Одним из самых больших и красивых обитателей этих мест является белый гигант — медведь. Большая часть животных там имеют очень светлый или белый окрас целый год, меньшая — только в зимний период.

Музей Мирового океана. Достопримечательность России

Природа очень богата, красива и удивительна. Люди создают аналоги различных природных явлений собственными руками, чтобы их могли увидеть все. В разных местах создаются специальные экскурсионные центры. Один из них — Музей Мирового океана. Это первая в России комплексная выставка, которую создали в городе Калининграде. Внутри можно посмотреть на различные работы, сделанные в честь судоходства, на морской растительный и животный мир огромного океана. Можно также посетить маринистическую библиотеку и работающую экологическую станцию.

В музее вы сможете рассмотреть также суда «Витязь», «Космонавт Висктор Пацаев», подводную лодку Б-413, скелет рыбы-кашалота. Будет интересно увидеть старые якоря, пушки, ледокол «Красин» (Санкт-Петербург). Дополнительно ко всему в самом музее организованы клубы различных тематик, проводятся собрания. Сотрудниками активно ведется научная работа.

Направление деятельности

Основной целью музея является:

1. Всестороннее представление Мирового океана и роли России в его исследовании и освоении.
2. Формирование целостного мировоззрения через осознание богатейшего ресурса Земли — океанского пространства, соединяющего страны и континенты.

Основные направления деятельности музея:

• научно-исследовательское;
• экспозиционно-выставочное;
• культурно-просветительское;
• издательское;
• информационное.

Темы научно-исследовательских работ:

1. Природа Мирового океана, современные взгляды и представления.
2. Сохранность старых судов.
3. Освоение и изучение истории самого большого океана Земли.
4. Культура и исторические события Балтики.

Главная цель музея — это сохранение древних судов в качестве музейных экспонатов.

Источник