Температура і тепловий баланс морської води

Температура. Найважливішою характеристикою морської води є її температура. Нагрівання поверхні океану відбувається в основному прямої і розсіяної сонячної радіацією, а також в результаті конденсації вологи, випадання опадів, теплопередачі з повітря.

Крім нагрівання, відбувається і охолодження води при випаровуванні, випромінюванні теплоти в атмосферу, а також при конвективному теплообміні між океаном і атмосферою. Зміна температури може відбуватися і в результаті горизонтальних і вертикальних переміщень водних мас.

При відсутності материків температура на поверхні океану залежала б тільки від широти, а лінії рівних температур – “ізотерми” – збігалися б з паралелями. Насправді ж, за винятком південної частини Світового океану, картина розподілу температури різко відрізняється через розчленованості океанів, впливу океанічних течій і вертикальної циркуляції.

Ізотерми розходяться від екватора в західних частинах океанів і згущуються біля екватора в східних. У західних частинах океанів теплі течії, зустрічаючи материки, повертають на південь і на північ уздовж берегів і переносять теплі води в більш високі широти, а у східних берегів течії завжди спрямовані до екватора. Крім того, в результаті згону води, викликаного постійно дмуть пасатами, у східних районах океанів до поверхні піднімаються холодні глибинні води.

У північно-західних частинах Атлантичного і Тихого океанів під впливом потужних теплих течій – Гольфстрім і Куро-сио – ізотерми йдуть під кутом в 45 до меридіанах, а іноді й уздовж меридіанів, і сильно згущуються в результаті взаємодії теплих течій з холодними (Лабродорскім і Курильських ).

У середньому характер зміни температури води по широтах для Тихого, Атлантичного й Індійського океанів приблизно однаковий: максимальна температура спостерігається у екватора і монотонно убуває до полюсів. За абсолютними середнім значенням температури найтепліший океан – Тихий.

Середня температура води на поверхні Світового океану (+17,5 С) відрізняється від середньої температури повітря (+14,4 С), внаслідок чого океан робить сильний вплив на теплові процеси в атмосфері. Середні річні значення температури на поверхні океанів без виділення Південного океану: 1) Атлантичний – +16,9 С; 2) Індійський – +17,0 С; 3) Тихий – +19,1 С; 4) Світової – +17,5 С.

Максимальна температура Світового океану (+35,6 С) спостерігається в Перській затоці і найнижча (-2 С) в Північному Льодовитому океані. Температура на поверхні морів, що знаходяться в різних фізико-географічних умовах, коливається в широких межах: влітку від +1,6 С в Чукотському морі до +27 С в Аральському і Каспійському морях; взимку верхня межа різко знижується і максимальна позитивна температура спостерігається в Аральському морі (+9 С) і в Японському (+9, +12 С).

У помірних, тропічних і екваторіальних широтах температура з глибиною убуває: до 300-500 м знижується дуже швидко – тут має місце так званий термоклин. Далі від 500 м глибини до 1200-1500 м знижується значно повільніше і від 1500 м до дна або дуже повільно, або зовсім не змінюється. Термоклін (від грец. Therme – тепло і “клино” нахиляюся, опускаюся) – шар води в океані зі значним вертикальним негативним градієнтом температури, більшим, ніж в сусідніх верхніх і нижніх шарах води. Підрозділяється на сезонний і головний. Сезонний термоклин зазвичай поширюється на глибинах менше 200 м, виникає і руйнується протягом річного ходу температури; головний термоклин існує постійно, охоплюючи товщу вод до 1-2 км.

У тропіках і екваторіальних широтах температура води в шарі 0-500 м знижується найбільш інтенсивно, так як її значення на поверхні вище, ніж у помірних широтах.

У полярних областях температура на поверхні дорівнює +1,6 С і знижується до -1,8 С на глибині 50 м, потім підвищується до +2, +3 С на глибині 200-400 м внаслідок надходження теплих вод Атлантичного океану і далі знову зменшується до самого дна, де температура виявляється нижче 0 C.

В цілому в Світовому океані істотні зміни температури відбуваються до глибини 1500 м, де вона в середньому становить 3-4 С; на глибині 4000 м знижується до 1 -1,5 С і далі до дна змінюється дуже незначно. У придонних шарах температура води практично однакова для всіх океанів і змінюється в досить вузьких межах, в середньому від +1,0 до -2 С. Температура придонних шарів води в морях і затоках, а також і на поверхні залежить від фізико-географічних умов і змінюється від максимального значення + 22 С в Червоному морі до-2,2 С в Гудзоновом затоці.

Зміна температури в часі відповідає зміні кількості сонячної радіації, у зв’язку з чим розглядають добовий і річний хід температури води. Добові коливання температури залежать від погодних умов і рідко перевищують 1 С. В середньому для тропіків ця величина складає 0,5 С і для помірних широт 0,1 С. Поблизу берегів температура води протягом доби може іноді змінюватися на кілька градусів в результаті вітрового згону поверхневої теплої води і надходження з глибини більше холодною. Добові коливання температури швидко зменшуються з глибиною і затухають на горизонті 30-50 м. Максимальна температура на глибині настає на 5-6 ч пізніше, ніж на поверхні. Зміна температури протягом року на поверхні і по глибині залежить від коливань сонячної радіації, турбулентної теплопровідності вертикальних і горизонтальних переміщень водних мас.

Річний хід температури відрізняється від добового великими амплітудами і глибиною проникнення. Найменша амплітуда коливань температури на поверхні в тропіках і становить 1-2 С; найбільша – у широтах 40 с. ш. і 30 ю. ш. – Досягає 8-10 С, що пояснюється переважанням ясної погоди і слабких вітрів в цих областях. Особливо великі коливання амплітуди (до 20 С і більше) мають місце при сезонному зсуві кордонів теплих і холодних течій біля берегів Америки та Азії. Глибина проникнення річних коливань температури залежить від місцевих умов і змінюється в досить широких межах, але зазвичай не перевершує 300-500 м.

Питома теплоємність води дуже висока, значно вище, ніж у інших речовин на Землі, за винятком водню і рідкого аміаку.

Випаровування відіграє важливу роль в тепловому балансі океану, а також в теплообміні між океаном і атмосферою і є одним з основних климатообразующих факторів. Величина випаровування змінюється залежно від широти місця і пори року. З поверхні океану за добу випаровується шар води 3-4 мм в екваторіальній зоні; 1-2 мм в помірних широтах і менше 1 мм у високих широтах. З поверхні Аральського моря випаровується на добу шар води товщиною 100 мм влітку і 0,01 мм взимку. У середньому за рік з поверхні земної кулі випаровується 518600 км2, що еквівалентно шару товщиною в один метр.

...
ПОДІЛИТИСЯ: