Солоність води світового океану

Ресурси і властивості вод Світового океану

§24. Властивості вод Світового океану

Солоність

Вода Світового океану солона. Це пояснюється тим, що за мільйони й мільйони років річки земної кулі виносили з суходолу в Світовий океан величезні маси розчинених у них речовин, у тому числі й солей. Завдяки кругообігу води в природі, вода з Океану випаровувалася, а розчинені в ній речовини випадали в осад і накопичувалися. Вода в Океані ставала дедалі солонішою. Цей процес тривав протягом мільйонів років і продовжується до цього часу.

Кількість грамів речовин, розчинених в одному літрі води, називають солоністю води. Одиниця вимірів солоності води називається проміле ( ‰ ). Це тисячна частка цілого на відміну від відсотка (%) — сотої частки цілого. Якщо солоність води менша одного відсотка, то воду називають прісною. Це в основному води суходолу. Солоність вод у морях і океанах становить у середньому 35 ‰ (35 г солі на 1 літр води). Солоність води в різних частинах Світового океану неоднакова. Біля берегів, де в Океан впадають річки або стікають води танучих льодовиків та снігів, — солоність менша (32 ‰ ). Одною з малосолоних частин Світового океану є Азовське море (12-14 ‰ ), що омиває береги України, а найсолонішим — Червоне море (42 ‰ ), яке омиває береги Африки і Азії.

Як ти вважаєш, чому?

Температура води

Температура води в Світовому океані змінюється від екватора до полюсів і від поверхні в глибину. Найвища вона у верхніх шарах біля екватора (+27. +28°С). З просуванням на північ і на південь від нього температура постійно знижується. Найменші її значення спостерігаються біля полюсів — близько -2°С. Тому більша частина навколополюсних ділянок Світового океану протягом усього року вкрита кригою і льодом.

Трапляються ділянки водної поверхні, де температура вища або нижча навколишніх вод. Це пов’язано з течіями в Океані.

Температура поверхневого шару води в Океані змінюється протягом доби і відповідно до пори року.

Неоднакова температура у верхніх шарах води біля узбережжя та в центральних частинах океанів. Влітку, дуже нагріваючись, великі ділянки суходолу віддають частину тепла прибережним водам. Взимку материки і великі острови охолоджуються й охолоджують воду. Отже, в центральних частинах океанів температура поверхневого шару води влітку нижча, а взимку вища, ніж біля узбережжя.

З глибиною температура різко знижується лише перші 700 м. Далі вона змінюється значно повільніше — в середньому на 2°С на кожний кілометр, тому що сонячні промені не впливають на глибинні шари води. На глибині понад 4000 м вся вода має однакову температуру — 0°С. Та цього не можна сказати про придонний шар води. В 1960 році було зроблено цікаве відкриття. Батискаф «Трієст» опустився на дно Маріанської западини. Температура води на її дні виявилася +2°С. Нагрівання придонного шару пояснюється тим, що речовина мантії, нагріваючи земну кору (вона тут набагато тонша, ніж на суходолі), передає своє тепло водам Океану. А по тріщинах земної кори піднімаються гарячі води з температурою до 400°С.

1. Кількість грамів речовин, розчинених в 1 л води, називають солоністю води. Одиниця виміру солоності води називається проміле.
2. Температура вод Світового океану неоднакова і змінюється у верхніх шарах від екватора до полюсів, від узбережжя До центральних частин. Це залежить від кількості сонячного тепла, яке одержує Океан.
3. З глибиною температура води в Океані постійно знижується до глибини 4000 м. Особливо різко — перші 700 м. У придонних шарах вона підвищується за рахунок внутрішнього тепла Землі.

§25. Багатства вод Світового океану і людина

Людина ще мало знає про Океан, хоч багатства його відомі давно. Океан здавна годував людей, даючи їм рибу, молюсків, водорості. З морської води добувають сіль. Людина знає, що Океан населяє безліч тварин і рослин. Але й тепер відкриває все нові й нові види мешканців морських глибин.

Біологічні ресурси океану

Всі живі організми, що людина використовує для власних потреб, називають біологічними ресурсами. Залежно від умов існування у Світовому океані виділяють три основні групи живих організмів: планктон, нектон, бентос.

Планктон — організми поверхневого шару води, які пасивно переносяться хвилями і течіями. Це мікроскопічні водорості, дрібні рачки, риб’яча ікра та личинки різних тварин, медузи, бактерії.

Нектон — організми, які живуть у товщі води і активно пересуваються: риби, кальмари, восьминоги, дельфіни, кити, тюлені, черепахи.

Бентос — організми, що живуть на дні моря. Вони ведуть або придонний спосіб життя (водорості, коралові поліпи, губки), або зариваються в ґрунт (морські черви, молюски), або повзають по дну (морські зірки, краби) чи вільно плавають біля дна (камбала, скат).

Мінеральні ресурси Океану

На дні і під дном Океану зберігаються величезні запаси мінеральних ресурсів (корисних копалин). Нині на шельфі Океану добувають нафту, газ, кам’яне вугілля, бурштин, залізні руди, алмази, золото. Почалося освоєння ложа Океану. Тут виявлено великі запаси залізної руди і марганцю, що значно перевищують запаси суходолу. Сама океанічна вода — це рідка руда: 3,5% її становлять тверді мінеральні речовини.

Океан може врятувати людство від загрожуючого водного голоду. В окремих країнах світу опріснюють морську воду, хоч це й дорогий процес (країни Перської затоки, США).

Енергетичні ресурси

Енергія припливів і відпливів використовується людиною для одержання електроенергії. Вже в багатьох країнах світу (Франція, США, Росія, Японія) працюють припливні електростанції (ПЕС). Ще недостатньо використовується енергія хвиль, морських течій, тепла, що виділяється морями й океанами. Це — завдання майбутнього.

Океан і людина

Протягом багатьох століть людина використовує багатства Океану. Разом з тим знищуються окремі види тварин, стає менше риби, океанічні води забруднюються відходами виробництва. Нині виникає проблема економного використання багатств Океану, охорони його ресурсів. Для цього укладаються міжнародні угоди, за якими Океан охороняється від забруднення, безконтрольного вилову риби, знищення рідкісних його мешканців. Це — проблема всього людства.

1. Світовий океан багатий на біологічні, мінеральні, водні, енергетичні ресурси, які людина використовує в своїй діяльності.
2. Необхідно дуже обережно використовувати багатства Океану. Безконтрольна експлуатація може призвести до знищення Світового океану, а разом з ним загине людство.

Источник

Солоність вод Світового океану

Солоність – мінералізація морської води, що показує скільки солей міститься у океанічній воді. За вагою океанська вода складається на 96,5% з чистої води та на 3,5% з різних солей. Солоних рис океанська вода набула внаслідок розчинної властивості води.

Закон постійності сольового складу води: головна особливість океанської води – постійність сольового складу води. Співвідношення солей у всіх районах Світового океану однакове, незалежно від ступеню солоності води. У океанській воді містяться всі хімічні елементи таблиці Менделєєва і їх ізотопи. Однак, домінують лише кілька видів солей:

• інші (0,2%) – органічні сполуки, біогенні речовини.

В Світовому океані загалом міститься 49,2·1015 тон солей.

Чинники зменшення солоності:

• випадіння атмосферних опадів;

• поверхневий стік із суходолу (розсолення вод у берегів);

• підземний стік (певною мірою – слабко вивчене).

Чинники підвищення солоності:

• утворення льоду – зменшення води рідини;

• випарування води із океанічної маси:

• вплив течій (певною мірою через переніс солей).

Розподіл солоності:

• солоність нормальну (середня всього Світового океану);

• знижену солоність (нижча за середню);

• підвищену (вища за середню).

Зональний розподіл солоності – поширотні зміни вмісту солей.

• Екваторіальні широти – солоність знижена – 32-34‰ і менше (до 30‰ біля західних берегів Колумбії). Причини – велика кількість атмосферних опадів, впадають великі річки з прісною водою – Амазонка, Конго, Нігер.

• Тропічні і субтропічні широти – солоність підвищена – 37-42‰. Причини – значне випарування, невелика кількість річок – поверхневого прісного стоку, мала кількість опадів.

• Помірні та полярні широти – солоність знижена – 31-35‰. Причини – більша кількість опадів, менш інтенсивне випарування, значний поверхневий стік (особливо в акваторію Північного Льодовитого океану), танення льоду (в тому числі й айсбергів) – у полярних широтах.

Класифікація морів за солоністю. Всі моря в залежності від солоності їх поверхневих вод поділяються на – 6 типів:

1. Окраїнні моря, із солоністю, яка близька до солоності океанічної води – всі Антарктичні моря (Росса, Уедделла), Норвезьке, Тім орське, Арафурське, Північне, Коралове.

2. Окраїнні моря із солоністю вищою за океанічну – Аравійське (37‰), Карибське (36‰).

3. Внутрішні моря із зниженою солоністю – Чорне (16-18‰), Азовське (10-12‰), Балтійське (10-13%), Біле (24-30‰).

4. Внутрішні моря з підвищеною солоністю – Червоне (42‰), Середземне (35-38‰), Адріатичне, Іонічне, Мармурове, Лігурійське, Тірренське.

5. Окраїнні моря зі зниженою солоністю – Карське, Лаптєвих, Східно-Сибірське, Чукотське, Баренцове, Охотське, Японське, Жовте, Східно- і Південно-Китайські моря.

6. Міжострівні моря з солоністю меншою за середню – море Баффіна (33‰).

Закономірності солоності Океанів. Якщо брати в середньому, найбільш солоним є Атлантичний океан (35,4‰), далі йдуть Тихий (34,9‰), Індійський (34,8‰), Північний Льодовитий (31,4‰, а у берегів лише 0-10‰).

Баланс солі в Світовому Океані. Всі зміни солоності в Світовому океані залежать від балансу солі в Океані. Баланс солі складається зі статей надходження солей і їх витрачання.

Доходна частина сольового балансу:

• поверхневий стік (дає до 3,2 млрд. т щороку);

• виверження вулканів (до 50 млн. т);

• випадіння з атмосферними опадами і пилом (до 1-1,3 млрд. т);

• розчинення гірських порід дна і берегів (до 200 млн. т);

• підземний стік (не оцінений).

Витратна частина сольового балансу:

• випадіння солей в осадок (до 2,6 млрд. т щороку);

• вилітання в атмосферу з водою під час штормів (300-400 млн. т);

• адсорбція солей завислими речовинами (1,2 млрд. т);

• шляхом випарування води і кристалізації солей у відділених частинах океанічних басейнів (лагунах) (до 600 млн. т).

Характеристики рівнів моря.

За часом розрізняють рівні моря – добові, декадні, місячні, річні та багаторічні. За характером прояву виділяють рівні моря – миттєвий, середній, найбільший, найменший.

Нуль глибин – умовна поверхня, від якої даються оцінки глибин на морських навігаційних картах. На морях, де середня величина припливу менш 50 см, за нуль глибин приймається середній багаторічний рівень моря.

Нуль Кронштадтського футштока – горизонтальна риска на металевій пластинці, що укріплена на підвалині моста через Обвідний канал у м. Кронштадті (Росія), розташована на висоті, що відповідає середньому рівні моря за період 1825-1840 рр. Цей нуль був розрахований і встановлений у 1840 р. російським дослідником М.Ф.Рейнеке. За минулі після цього понад 100 років середній рівень моря і положення Кронштадтського нуля істотно не змінилися. У колишньому Радянському Союзі і зараз у Східній Європі нуль Кронштадтського футштока офіційно прийнятий як нульова поверхня системи абсолютних відміток (Балтійська система висот – БС).

Зміни рівня моря.

• короткочасові – коливання пов’язані з наступними причинами: 1)припливами на морі, 2)хвилюванням, в тому числі й сешами, 3)згонно-нагонними явищами;

• сезонні коливання рівня води, максимум рівень моря сягає влітку, а мінімум – взимку; ці коливання невеликі – у межах 20-30 см;

• довгоперіодичні коливання охоплюють історичні інтервали часу – до кількох років. Можна окреслити 2 основні причини довгоперіодичних коливань: 1)гідрократичні – зміни об’ємів води, що заповнює океанічні западини, особливо під час епох покривних зледенінь; 2)геократичні причини – пов’язані з віковими рухами земної кори, які ведуть до змін форм і розмірів океанів; іноді гідрократичні та геократичні причини об’єднують в одну групу – евстатичних коливань.

Припливні хвилі (припливи)

Припливні явища в Світовому океані – динамічні процеси у водах морів і океанів, які викликані припливоутворюючими силами, що виникають внаслідок дії космічних сил поміж Землею, Місяцем і Сонцем.

До головних понять і характеристик припливів відносяться наступні:

• приплив – підйом рівня при проходженні припливної хвилі;

• відплив – падіння рівня води при проходженні припливної хвилі;

• повна вода (ПВ) – максимальний рівень упродовж одного періоду припливних коливань;

• мала вода (MB) – мінімальний рівень упродовж одного періоду припливних коливань;

• період припливу – проміжок часу між двома послідовними повними або малими водами;

• висота припливу (h) – положення припливного рівня по відношенню до нуля глибин;

• величина припливу (b) – різниця рівнів сусідніх повної и малої води;

• амплітуда припливу (Н) – висота повної або малої води від середнього припливного рівня;

• час повної води (t_пв) – момент настання повної води;

• час малої води мв) – момент настання малої води;

• час росту рівня (Тр) – проміжок часу, протягом якого відбувається підвищення рівня від малої до повної води (Тр = tпв — tмв);
• час падіння рівня (Тп) – проміжок часу, протягом якого відбувається падіння рівня від повної до малої води (Тп = tмв — tпв);
• тривалість стояння рівня (t_c) – час, протягом якого рівень не міняється.

Источник

Солоність морської води

Солоність— це кількість розчинених твердих мінеральних речовин (солей), виражених в грамах, в 1 кг морської води. Тисячна частка величини називається проміле і позначається знаком ‰. Наприклад, якщо солоність океанічної води 35‰, то виходить, що в 1 кг цієї води міститься 35 г розчинених речовин.

Величина солоності в одному і тому ж районі Світового океану залежить від ряду факторів: притоку прісних вод, кількості атмосферних опадів, інтенсивності випаровування води, утворення і танення льоду і процесів перемішування вод.

Прибуткову частину водного балансу складають атмосферні опади, які випадають на поверхню моря, прісні води, що приносяться річками, води, які утворюються внаслідок танення морського льоду і, нарешті, притік води з сусідньої водойми. Витратну частину водного балансу складають витрати води на випаровування, на утворення льоду і відтік води до сусідніх водойм. Для деяких морів враховується витрата води на проникнення через дно.

Рівнянні водного балансу можна записати у такому вигляді:

де O – кількість опадів, що випадають на поверхню водойми; S – кількість вод берегового стоку; F_пр – притік вод із сусіднього басейну; I – кількість вологи, що витрачається на випаровування; F_від – відтік води в сусідній басейн за рахунок водообміну.

Рівняння O + S = I умовно називають прісною складовою водного балансу чи прісним балансом.

Якщо O + S > I , то прісний баланс додатній, тобто величина опадів і вод берегового стоку перевищує витрати на випаровування. Якщо I >O + S — прісний баланс від’ємний. У першому випадку виникає зниження солоності води в морі, а в другому – підвищення. Ось чому, наприклад, в екваторіальній зоні, де кількість опадів перевищує випаровування, солоність дещо знижена у порівнянні з пасатними зонами. У пасатних зонах високе випаровування не лімітується випадінням опадів, тому солоність тут висока.

Солоність в різних місцях, як на поверхні, так і в глибинах океанів і морів, неоднакова. Середня солоність вод Світового океану 35‰. На відміну від температури, вміст солей у водах відкритого океану змінюється незначно — від 33 до 37 г на 1 кг води або від 33 до 37‰, в морях значно більше — від 2 (у Фінській затоці Балтійського моря) до 42‰ (у Червоному морі). Проте вплив солоності на зміну густини істотний. Так, зміна солоності на 0,1‰ приводить до зміни густини приблизно на таку саму величину, що і зміна температури на 1°С.

Загальна закономірність зміни солоності по широтах під впливом режиму атмосферних опадів і випаровування характерна для всіх океанів: солоність збільшується в напрямку від полюсів до тропіків, досягаючи максимального значення на широті 30° північної півкулі і на широті 20–30° у південній півкулі, а потім знову зменшується до екватора (рис. 3 ).

В екваторіальному кліматичному поясі між 0 і 10° північної та південної широти, де вітри дуже рідкі (зона штилю) і, незважаючи на високу температуру повітря, випаровування відносно незначне (за рік випаровується шар води

близько 1 м), а опадів випадає багато, солоність трохи знижена — від 34 до 33‰.

Рис. 3. Середня річна солоність води поверхні Світового океану

(за В. М. Степановим)

У зоні пасатів (приблизно від 35° до 10° північної широти і від 35° до

10° південної широти) переважає ясна погода без опадів, а постійні сильні вітри при достатньо високій температурі повітря викликають інтенсивне випаровування, до 3 м за рік. В результаті цього солоність в цій зоні змінюється від 36 до 37‰.

У помірних широтах в умовах перевищення опадів над випаровуванням солоність близько 35‰.

У полярних областях солоність змінюється під впливом танення та утворення криги і становить біля 34–35,5‰. Зменшує солоність і приплив річкових вод.

Відносно більш солоні поверхневі води Атлантичного океану (35,3‰) на північ та південь від екватора; Тихого — 34,9‰, Індійського — 34,8‰, Північного Льодовитого океану — 29–39‰, біля берегів — 1–10‰.

Підвищена солоність Атлантичного океану пояснюється більшою сухістю повітря над Атлантичним океаном, його “більшою континентальністю”, що є результатом впливу материків. Підвищена солоність приводить до ущільнення поверхневих вод і сприяє конвективному перемішуванню. Більш значний темп вертикального перемішування приводить до того, що води Атлантичного океану мають більш високу середню температуру і більш низьку температуру поверхневих вод, ніж у Тихому океані.

Причини більш низької солоності в Тихому океані, згідно Дитріху, такі:

1) пояс північноатлантичних пасатів у Тихому океані проходить через Панамський перешийок; пасати супроводжуються більшою кількістю опадів (близько 7000 мм/рік) у районі Панамської затоки;

2) західні вітри з Тихого океану втрачають свою вологу у вигляді орографічних опадів, проходячи над Кордильєрами, завдяки чому повертають всю вологу до Тихого океану. Такого потужного гірського бар’єру не існує ані в Європі, ані в Африці, а отже, вплив водяної пари, що приноситься з Атлантики, набагато більший, ніж парів, що приносяться з Тихого океану. Отже, для кожного океану існують різні рівноваги поміж океанічною циркуляцією (переміщуванням) і водообміном між атмосферою і океаном, що і приводить до існуючого розподілу солоності;

3) у північній частині Тихого океану немає замкнутих морів, таких як Середземне, Карибське, які поставляють дуже солону воду на проміжні глибини Атлантичного океану.

У табл. 4.2 наведені середні значення солоності морської води поверхневого шару для всіх океанів і для Світового океану. Найбільш високі значення солоності морської води спостерігаються в північній півкулі, де середня величина солоності — 35,45‰, в той час як середня величина солоності поверхневих вод дорівнює 34,73‰

Таблиця 4.2

Середні значення солоності (у ‰) поверхневого шару в океанах

Широта (градуси)	Атлантичний океан	Індійський океан	Тихий океан	Світовий океан
90–80 пн.	30,5*	—	—	30,5*
80–70	31,7	—	—	31,7
70–60	33,03	—	31,0	32,90
60–50	33,73	—	32,50	33,03
50–40	34,85	—	33,25	33,91
40–30	36,69	—	34,24	35,31
30–20	36,75	38,24	34,92	35,71
20–10	36,06	35,24	34,40	34,95
10–0	35,09*	35,10	34,29*	34,58*
0–10 пд.	35,85	34,92	35,16	31,16*
10–20	36,66	34,77*	35,55	35,52
20–30	36,16	35,46	35,66	35,71
30–40	35,25	35,62	34,95	35,25
40–50	34,24	34,37	34,37	34,34
50–60	33,86	33,0	34,07	33,92
60–70	33,9	34,0	33,9	33,95
70–80	33,9*	33,9*	33,9*	33,95
70° пн. ш. — 0	35,45	35,38	34,17	34,71
0 — 60° пд. ш.	35,31	34,84*	35,03	35,03
90° пн. ш. — 80°пд. ш.	34,87	34,87	34,58*	34,73

Примітка. Зірочка — мінімум, підкреслено — максимум.

Течії в океанах у середніх широтах біля західних берегів направлені на північ і південь від пасатів. Ці течії переносять більш солоні (і теплі) води у напрямку високих широт. Уздовж східних берегів течії з півночі на південь з помірних широт направлені до пасатних течій і несуть вони менш солоні води. Ці два елементи загальної циркуляції вод порушують зональний розподіл солоності, тому біля західних і східних берегів океанів спостерігається майже меридіональний напрямок ізогалин.

Широтний розподіл солоності води на поверхні Світового океану порушують течії, річки, лід (табл. 4.3).

Процеси, що сприяють зміні солоності (за В’юстом, 1961 р.)

Процеси, що приводять до підвищення солоності	Процеси, що приводять до зменшення солоності
Випаровування	Опади
Замерзання морської води	Танення морського льоду
Адвекція солоної води течіями	Адвекція опрісненої води течіями
Вертикальне перемішування з більш солоними глибинними водами (процеси турбулентності й динамічної конвекції)	Вертикальне перемішування з менш солоними глибинними водами (процеси турбулентної конвекції)
Розчинення твердих солей біля дна (Суецький канал, Аденська затока)	Материковий стік (річковий, льодовиковий, ґрунтові води)

Річки опріснюють пригирлові частини океанів і, особливо, морів. Так, опріснюючий вплив Амазонки відчувається на відстані 500–1000 км від гирла. Істотно опріснюють арктичні моря такі річки, як Об, Єнісей, Лена.

У період замерзання води відбувається осолонення води, а навесні, навпаки, внаслідок танення льоду солоність води помітно знижується.

Із загальної схеми розподілу солоності води на поверхні Світового океану випадають внутрішні моря, де дуже великий опріснюючий вплив річок. Так, солоність вод Азовського моря (10–12‰), Чорного (16–18‰) значно менша, ніж солоність вод океанів. Проте буває солоність морів, вища за солоність океанів: Середземне — на заході 37–38‰, на сході — 38–39‰;Червоне — на півдні 37‰, на півночі — до 42‰; у Перській затоці на півночі солоність 40‰, у східній частині — від 37 до 38‰. Солоність морів СНД дуже різноманітна: Балтійське море — під час східних вітрів — 10‰, під час західних і південно-західних — від 10 до 22‰; у Фінській затоці біля острова Котлін — 2‰; у Білому морі на межі з Баренцовим 34–34,5‰; у Каспійському і Аральському морях середня солоність дорівнює відповідно 12,8 і 10,3‰ .

Дата добавления: 2016-02-04 ; просмотров: 901 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник