Температура воды в океанах и какой океан самый теплый
Солнце нагревает только поверхностный слой океана, толщина которого всего несколько метров. Ниже этого уровня температура воды в океанах в результате перемешивания начинает сначала скачкообразно, а затем равномерно снижаться. Глубины всех океанов заполнены холодной полярной водой, температура их однородна и не превышает +2̊С.
На температуру поверхностной воды в различных океанах влияет их географическое расположение (чем ближе океан к экватору, тем он теплее), климат окружающих территорий и температура существующих океанических течений. Например, вода Красного моря и Персидского залива, окруженных жаркими пустынями, имеет температуру 34̊С и 35,6̊С соответственно.
На вопрос, какой океан самый теплый, существует однозначный ответ: самый теплый океан в мире Тихий, потому что большая его часть расположена на экваториальных широтах. Средняя температура поверхностных вод Тихого океана равна 19,4̊С.
Чуть холоднее Тихого океана океан Индийский, температура поверхностных вод которого равна 17,3̊С. На третьем месте находится Атлантический океан, средняя температура воды Атлантического океана – 16,5̊С. Самая холодная вода в Северном ледовитом океане, температура её чуть выше +1̊С.
Нетрудно подсчитать, что средняя температура вод Мирового океана – около 17,5̊С. Летом океан нагревается, а зимой медленно остывает, отдавая тепло окружающему воздуху и нагревая его, подобно гигантской «батарее парового отопления». Ученые подсчитали, что если бы Мировой океан не аккумулировал тепло, то средняя температура на Земле была бы -21̊С и существование человечества было бы совсем другим.
Источник
Температура вод Мирового океана
Океан получает от Солнца много тепла. Занимая большую площадь, он получает тепла больше, чем суша.
Но солнечные лучи нагревают только верхний слой воды толщиной всего несколько метров. Вниз от этого слоя тепло передается в результате постоянного перемешивания воды. Но необходимо заметить, что температура воды с глубиной понижается, сначала скачкообразно, а затем плавно. На глубине вода почти однородна по температуре, так как глубины океанов в основном заполнены водами одного и того же происхождения, формирующимися в полярных областях Земли. На глубине более 3-4 тысяч метров температура обычно колеблется от +2°С до 0°С.
Температура поверхностных вод также неодинакова и распределяется в зависимости от географической широты. Чем дальше от экватора, тем ниже температура. Это связано с различным количеством тепла, которое поступает от Солнца. Из-за шарообразности нашей планеты угол падения солнечного луча на экваторе больше, чем у полюсов, поэтому и тепла экваториальные широты получают больше, чем полярные. На экваторе наблюдаются наиболее высокие температуры вод океана — +28-29°С. К северу и югу от него температура воды понижается. Из-за близости холодной Антарктиды скорость понижения температур к югу несколько быстрее, чем к северу.
На температуру морской воды влияет и климат окружающих территорий. Особенно высока она в морях, окруженных жаркими пустынями, например в Красном море — до 34°С, в Персидском заливе — до 35,6°С. В умеренных широтах температура изменяется в зависимости от времени суток.
Кроме географической широты и климата окружающих территорий, на температуру океанических вод влияют и течения. Теплые течения уносят теплые воды от экватора в умеренные широты, а холодные несут от полярных областей холодную воду. Подобное перемещение вод способствует более равномерному распределению температур в водных массах.
Самая высокая средняя температура у поверхности воды в Тихом океане равна 19,4°С. Второе место (17,3°С) занимает Индийский океан. На третьем месте — Атлантический океан, имеющий среднюю температуру около 16,5°С. Наиболее низкая температура воды в Северном Ледовитом океане — в среднем чуть выше 1°С. Следовательно, для всего Мирового океана средняя температура поверхностных вод составляет около 17,5°С.
Итак, океан поглощает тепла на 25-50% больше, чем суша, и в этом его огромная роль для живых существ всей планеты. Солнце все лето нагревает его воду, а зимой эта прогретая вода постепенно отдает тепло атмосфере. Таким образом, Мировой океан — что-то вроде «котла центрального отопления» Земли. Без него на Земле наступят такие жестокие морозы, что погибнет все живое. Было подсчитано, что если бы океаны не сохраняли так бережно свое тепло, то средняя температура на Земле была бы равна —21°С, а это на целых 36 С ниже той, которую мы имеем на самом деле.
Источник
Планета Земля
© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».
10. Температура в океане.
Часто можно слышать выражения «тёплое море» или «холодное, студёное море». Если иметь в виду только температуру воды, то оказывается, что разница между тёплым и холодным морем совершенно незначительна и касается она только верхнего, относительно тонкого слоя воды. Поэтому упомянутые выражения можно воспринимать только как литературный образ, как привычный речевой штамп.
Мировой океан в целом – это колоссальное хранилище холодной воды, сверху которого, да и то не везде, находится небольшой по толщине слой чуть более тёплой воды. Вода теплее 10 градусов составляет всего около 8 процентов общих водных запасов Мирового океана. Этот тёплый слой в среднем достигает толщины не более 100 метров. Под ним на больших глубинах температура воды находится в пределах от одного до четырёх градусов по Цельсию. Такую температуру имеют 75% океанской воды. В глубоководных желобах, а также в поверхностных слоях приполярных областей вода имеет ещё более низкую температуру.
Температурный режим океана отличается исключительной устойчивостью. Если в глобальном масштабе абсолютная разница температур воздуха достигает 150°C , то разница между максимальной и минимальной поверхностной температуры воды в океане в среднем на порядок меньше.
В абсолютных величинах эта разница в различных районах Мирового океана составляет от 4-5°C до 10-12°C в течение года. Например, колебание температуры поверхностных вод Тихого океана в районе Гавайских островов в течение года составляет не более 4°C, а в районе к югу от Алеутских островов – 6-8°C. Только в мелководных прибрежных районах морей умеренных климатических зон эти колебания могут быть больше. Например, у северного побережья Охотского моря разница средних температур поверхностной воды в самый тёплый и самый холодный месяцы года достигает 10-12°C.
Что касается суточных колебаний поверхностной температуры воды, то они в открытом море составляют всего лишь 0,2-0,4 градуса. Лишь в ясную солнечную погоду в самый тёплый месяц лета они могут составить 2 градуса. Суточные колебания температуры захватывают совсем тонкий поверхностный слой океанской воды.
Солнечным излучением вода в океане даже в экваториальной зоне прогревается на очень незначительную глубину (до 8-10 метров). В более глубокие слои тепловая энергия Солнца проникает только благодаря перемешиванию водных масс. Наиболее активная роль в перемешивании морской воды принадлежит ветру. Глубина ветрового перемешивания воды составляет обычно 30-40 м. На экваторе, при условии хорошего ветрового перемешивания, Солнце прогревает воду до глубины 80-100 м.
В наиболее беспокойных океанских широтах глубина теплового перемешивания бывает значительно больше. Например, в южной части Тихого океана, в полосе штормов между 50-й и 60-й параллелями, ветер перемешивает воду до глубин 50-65 метров, а южнее Гавайских островов – даже до глубины 100 метров.
Интенсивность теплового перемешивания особенно велика в районах мощных океанических течений. Например, к югу от Австралии тепловое перемешивание воды происходит до глубины 400-500 м.
✦ В этой связи мы должны пояснить некоторые термины, принятые в океанологии.
Перемешивание, или вертикальный водообмен, бывает двух видов: фрикционное и конвективное. Фрикционное перемешивание происходит в движущемся потоке воды вследствие различий в скорости её отдельных слоёв. Такое перемешивание воды происходит при воздействии ветра или прилива (отлива) в море. Конвективное (плотностное) перемешивание происходит тогда, когда в силу каких-то причин плотность вышележащего слоя морской воды оказывается выше плотности подстилающего слоя. В такие моменты в море возникает вертикальная циркуляция вод. Наиболее интенсивно вертикальная циркуляция происходит в зимних условиях.
Плотность океанской воды с глубиной возрастает. Нормальный рост плотности с глубиной называется прямой стратификацией океанических вод. Бывает и обратная плотностная стратификация, но она наблюдается как кратковременное явление в океане.
✦ Наиболее стабильна температура поверхностной воды в экваториальной зоне океана. Здесь она находится в пределах 20-30°C. Солнце в этой зоне приносит в любое время года примерно одинаковое количество тепла, а ветер постоянно перемешивает воду. Поэтому круглосуточно сохраняется постоянная температура воды. В открытом океане самые высокие температуры поверхностной воды отмечаются в зоне от 5 до 10 градусов северной широты. В заливах температура воды может быть выше, чем в открытом океане. Например, в Персидском заливе летом вода прогревается до 33°C.
Поверхностная температура воды в тропической зоне почти неизменна в течение всего года. Она никогда не опускается ниже 20°C, а в приэкваториальной зоне приближается к 30 градусам. На мелководье у самого берега днём вода может прогреться и до 35-40°C. Но в открытом море температура поддерживается с удивительным постоянством (26-28 градусов) круглые сутки.
В умеренных зонах температура поверхностных вод, естественно, ниже, чем в приэкваториальных, а разница между летней и зимней температурами уже заметна и достигает 9-10 градусов. Например, в Тихом океане в районе 40-го градуса северной широты средняя температура поверхностной воды составляет в феврале около 10 градусов, а в августе – около 20.
✦ Морская вода нагревается в результате поглощения ею солнечной энергии. Известно, что вода плохо пропускает красные лучи солнечного спектра, а длинноволновые инфракрасные лучи, несущие основную часть тепловой энергии, проникают в воду лишь на несколько сантиметров. Поэтому нагревание более глубоких слоёв океана происходит не за счёт непосредственного поглощения солнечного тепла, а вследствие вертикальных перемещений водных масс. Но даже в экваториальной зоне, где солнечные лучи почти под прямым углом направлены к поверхности океана, а ветер активно перемешивает воду, она глубже 300 метров остаётся постоянно холодной. Сезонные колебания почти не касаются морских глубин. В тропиках под слоем тёплой воды находится зона толщиной 300-400 метров, где температура с глубиной быстро падает. Область быстрого падения температуры называется термоклином. Здесь через каждые 10 метров глубины температура понижается примерно на 1 градус. В следующем слое толщиной в 1-1,5 км. скорость снижения температуры резко замедляется. У нижней границы этого слоя температура воды не превышает 2-3°C. В более глубоких слоях падение температуры продолжается, но происходит ещё медленнее. Слои океанской воды, начиная с глубины 1,2-1,5 км., уже совершенно не реагируют на изменение внешних температур. В придонном слое воды температура несколько повышается, что объясняется воздействием тепла земной коры. Существующее на больших глубинах чудовищное давление также препятствует дальнейшему падению температуры воды. Так, вода полярных районов, охлажденная у поверхности, опустившись на глубину 5 км., где давление увеличивается в 500 раз, будет иметь температуру на 0,5 градуса выше первоначальной.
✦ Приполярная область, как и экваториальная зона, является зоной стабильной температуры поверхностных вод. Здесь солнечные лучи падают под острым углом к поверхности океана, как бы скользят над поверхностью. Значительная их часть не проникает в воду, а отражается от неё и уходит в мировое пространство. В приполярных областях температура поверхностных вод летом может подниматься до 10 градусов, а зимой опускаться до 4-0 или даже до минус 2 градусов. Как известно, морская вода может находиться в жидком состоянии и при отрицательной температуре, т.к. она представляет собой достаточно насыщенный раствор солей, что примерно на 1,5 градуса снижает температуру замерзания чистой воды.
Самым холодным районом Мирового океана считается море Уэдделла у берегов Антарктиды. Здесь океанская вода имеет самую низкую температуру. Воды Южного полушария в целом значительно холоднее вод Северного полушария. Такое различие объясняется согревающим воздействием материков, площадь которых в Южном полушарии Земли существенно меньше. Поэтому так называемый термический экватор Мирового океана, т.е. линия наибольших поверхностных температур воды, смещён относительно географического экватора к северу. Среднегодовая поверхностная температура океана на термическом экваторе составляет около 28°C в открытой акватории и около 32°C – в замкнутых морях. Такие температуры держатся стабильно и постоянно в течение многих лет, веков, тысячелетий и, вероятно, миллионов лет.
Географы и астрономы, взяв за основу высоту Солнца над горизонтом, теоретически разделили поверхность Земли с помощью двух тропиков и двух полярных кругов на пять геометрически правильных поясов или климатических зон.
В Мировом океане, вообще говоря, выделяют такие же климатические зоны. Но такое формальное деление далеко не всегда согласуется с интересами конкретных видов науки и практики. Например, в океанологии, климатологии, биологии, как и в практике сельского хозяйства, зоны, установленные только на основе географической широты, часто не совпадают с реальными климатическими зонами, с фактической зональностью распределения осадков, растений, животных. Для морских биологов, судоводителей, рыбаков важен не сам по себе полярный круг, их интересует прежде всего граница плавучих льдов.
Климатические пояса (зоны) в Мировом океане.
Учёные разных специальностей не имеют единого мнения, например, в вопросе о том, что считать тропической зоной океана, где она начинается и где кончается. Одни специалисты считают тропической зоной океана только тот пояс к северу и к югу от экватора, в котором возможно существование коралловых рифов. Другие считают, что такая зона охватывает область распространения морских черепах и т.д. Некоторые учёные считают необходимым выделить особые субтропические и субарктические зоны.
Климатологи и синоптики, которые в своей работе должны учитывать влияние многочисленных природных факторов, — температуру, влажность, силу и направление преобладающих ветров, количество осадков, близость океана, продолжительность сезонов и т.д., разделяют Землю на целых 13 зон: одну экваториальную и по две субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субполярных и полярных.
Эти примеры показывают совершенно нормальное положение в науке, когда каждая специальная дисциплина требует особых исходных, базовых условий для решения стоящих перед ней задач и получения конкретных результатов. Главное, что мы должны отметить в вопросе зональности Земли и Мирового океана, состоит в том, что, во-первых, широтная зональность как суши, так и океана не имеет или почти не имеет отношения к температурному режиму океанских глубин и к происходящим там физическим и биологическим процессам. Во-вторых, всякое зональное деление Земли и океана условно и не может быть универсальным для всех отраслей науки и практики.
Карта поверхностной температуры океана.
Основной источник данных — буи ARGO. Поля получены при помощи оптимального анализа.
На карте поверхностных температур Мирового океана отмечается температура воды в конкретных точках океана в каждый данный момент в реальном режиме времени. Информация о температуре океанской воды передаётся в службу погоды многих стран с нескольких тысяч судовых и стационарных синоптических станций, а также многочисленными датчиками – буями, которые установлены на якорях или дрейфуют в различных районах Мирового океана. Вся эта система создана объединёнными усилиями десятков стран мира. Ценность такой системы очевидна: она является важным элементом Всемирной службы погоды и вместе с метеорологическими спутниками участвует в подготовке данных для составления глобальных анализов и прогнозов погоды. А надёжный прогноз погоды нужен всем: учёным, водителям морских и воздушных судов, рыбакам, туристам.
© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».
Источник