Kas nosaka jūras ūdens temperatūru. Kā mainās okeāna ūdeņu sāļums. Kā ūdens temperatūra mainās dziļumā

Kāpēc jūras ūdens ir sāļš? Vai es varu dzert jūras ūdeni?

1. Okeāna ūdens temperatūra. Ūdens ir viena no siltumu patērējošajām vielām uz Zemes. Tāpēc okeānu sauc par siltuma uzkrāšanas avotu. Okeāna ūdens uzsilst ļoti lēni un lēnām atdziest. Okeāns saules siltumu uzkrāj visu vasaru, un ziemā tas pārnes šo siltumu uz zemi. Ja šādas ūdens īpašības nebija, tad vidējā temperatūra Zemes virsma būtu 36 ° C zem esošās virsmas.
Augšējais ūdens slānis 25-50 m biezumā, dažreiz līdz 100 m, labi sajaucas viļņu un straumju dēļ. Tāpēc šādus ūdeņus vienmērīgi silda. Piemēram, netālu no ekvatora augšējo ūdens slāņu temperatūra sasniedz + 28 + 29 ° С. Bet ar dziļumu ūdens temperatūra pazeminās. 1000 m dziļumā īpašie termometri pastāvīgi rāda 2-3 ° C.
Turklāt parasti okeāna ūdens temperatūra, jo tālāk no ekvatora, zemāka. (Kāds ir iemesls?) Ja ekvatora tuvumā temperatūra ir + 28 + 30 ° С, tad polārajos apgabalos tā ir -1,8 ° С.
Okeāna ūdens sasalst -2 ° C temperatūrā.
Sezonas izmaiņas ietekmē arī ūdens temperatūru. Piemēram, janvāra ūdens temperatūra ir zemāka ziemeļu puslodē un augstāka dienvidu puslodē. (Kāpēc?) Jūlijā ūdens temperatūra ziemeļu puslodē paaugstinās, un dienvidu puslodē, gluži pretēji, pazeminās. (Kāpēc?) Pasaules okeāna virszemes ūdeņu vidējā temperatūra ir + 17,5 ° С.
Salīdziniet tabulā norādītās okeāna temperatūras un izdariet atbilstošos secinājumus.

Okeānu dibenā vietām no zemes garozas lūzumiem izplūst karsti ūdeņi. Vienā no šiem avotiem Klusā okeāna dibenā temperatūra ir no + 350 ° līdz + 400 ° С.

2. Okeāna ūdeņu sāļums. Ūdens okeānos un jūrās ir sāļš un nav dzerams. Katrā litrā jūras ūdens vidēji izšķīdina 35 g sāls. Un jūrās, kurās ietek upes, ūdens nav sāļš. Baltijas jūra ir piemērs tam. Šeit sāls daudzums 1 litrā ūdens ir tikai 2-5 grami.
Jūrās, kur ir mazāk saldūdens un tā spēcīga iztvaikošana, sāls daudzums palielinās. Piemēram, 1 litrā Sarkanās jūras ūdens sāls daudzums sasniedz 39-40 g.
Sāļu daudzumu, kas izšķīdināts 1 litrā ūdens (gramos), sauc par sāļumu.
Ūdens sāļums tiek izteikts tūkstošdaļās - ppm.

PPM norāda ar 0/00. Piemēram, 20 0/00 nozīmē, ka 1 litrā ūdens ir 20 g izšķīdinātu sāļu.
Jūras ūdenī visi ir zināmi zemes virsma vielas, 4/5 no tām ir jums pazīstams galda sāls. Okeāna ūdeņos tiek izšķīdināts hlors, magnijs, kalcijs, kālijs, fosfors, nātrijs, sērs, broms, alumīnijs, varš, sudrabs, zelts utt.
Okeāna ūdeņu vidējais sāļums ir atšķirīgs. Augstākais sāļums Atlantijas okeānā ir 35,4 0/00 un zemākais sāļums Ziemeļu Ledus okeānā ir 32 0/00
Ziemeļu Ledus okeāna ūdeņu zemais sāļums izskaidrojams ar daudzu lielu augstūdens upju saplūšanu. Ziemeļu Ledus okeāna sāļums Āzijas krastos samazinās pat līdz 20 0 / 00- Turklāt okeāna ūdeņu sāļums ir atkarīgs arī no nokrišņu daudzuma, aisbergu kušanas un ūdens iztvaikošanas.
Ūdenī izšķīdušie sāļi novērš tā sasalšanu. Tāpēc, palielinoties ūdens sāļumam, tā sasalšanas temperatūra pazeminās.
Uz zemeslodes var atrast vietas, kur tiek atzīmēts zemākais sāļums un zemākā ūdens temperatūra. Ziemeļu Ledus okeāns ir lielisks piemērs tam.

1. Kāpēc okeānu sauc par siltuma uzkrāšanas avotu?

2. Kāda ir vidējā okeāna ūdeņu temperatūra?

3. Kā mēra okeāna ūdeņu temperatūru atkarībā no dziļuma?

4. Kas nosaka ūdens temperatūras atšķirības ekvatora un stabu tuvumā?

5. Kāda ir gadalaiku maiņas ietekme uz okeāna ūdens temperatūru?

6. Kādā temperatūrā okeāna ūdens sasalst?

7. Kāds ir okeāna ūdeņu sāļums?

8. Ko parāda sāļums 32 0/00?

9. Kas nosaka ūdens sāļumu? desmit *. Ūdens sasalst 0 ° C temperatūrā. Kāpēc okeāna ūdens sasalst zem noteiktās temperatūras?

Ūdens ir vienkāršākais ūdeņraža savienojums ar skābekli, bet okeāna ūdens ir universāls viendabīgs jonizēts šķīdums, kas satur 75 ķīmiskos elementus. Tās ir cietas minerālvielas (sāļi), gāzes, kā arī organiskas un neorganiskas izcelsmes suspensijas.

Vola ir daudz dažādu fizikālo un ķīmisko īpašību. Pirmkārt, tie ir atkarīgi no satura rādītāja un temperatūras. vide... Dosim īss apraksts daži no tiem.

Ūdens ir šķīdinātājs. Tā kā ūdens ir šķīdinātājs, var spriest, ka visi ūdeņi ir dažāda veida gāzes-sāls šķīdumi ķīmiskais sastāvs un mainīga koncentrācija.

Okeāna, jūras un upju ūdens sāļums

Jūras ūdens sāļums (1. tabula). Ūdenī izšķīdinātu vielu koncentrāciju raksturo sāļums, ko mēra ppm (% o), tas ir, vielas gramos uz 1 kg ūdens.

1. tabula. Sāls saturs jūras un upju ūdeņos (% no kopējās sāļu masas)

Tiek sauktas līnijas kartē, kas savieno punktus ar tādu pašu sāļumu izohalīns.

Saldūdens sāļums (sk. 1. tabulu) ir vidēji 0,146% o, bet jūrā - vidēji 35 % apmēram. Ūdenī izšķīdināti sāļi piešķir tai rūgtu-sāļu garšu.

Aptuveni 27 no 35 gramiem ir nātrija hlorīds (galda sāls), tāpēc ūdens ir sāļš. Magnija sāļi piešķir tai rūgtu garšu.

Tā kā ūdens okeānos veidojās no karstiem sāls šķīdumiem zemes iekšienē un gāzēs, tā sāļums bija oriģināls. Ir pamats uzskatīt, ka pirmajos okeāna veidošanās posmos tā ūdeņi sāls sastāva ziņā maz atšķīrās no upju ūdeņiem. Atšķirības tika izklāstītas un sāka pastiprināties pēc iežu pārveidošanās to laika apstākļu ietekmē, kā arī biosfēras attīstības rezultātā. Mūsdienu okeāna sāls sastāvs, kā liecina fosilās atliekas, izveidojās ne vēlāk kā proterozoja.

Papildus hlorīdiem, sulfītiem un karbonātiem jūras ūdenī ir atrasti gandrīz visi uz Zemes zināmie ķīmiskie elementi, ieskaitot cēlmetālus. Tomēr lielākās daļas jūras ūdens elementu saturs ir nenozīmīgs, piemēram, kubikmetrā ūdens tika atrasti tikai 0,008 mg zelta, un alvas un kobalta klātbūtni norāda ar to klātbūtni jūras dzīvnieku asinīs un grunts nogulumos.

Okeāna ūdeņu sāļums - vērtība nav konstanta (1. attēls). Tas ir atkarīgs no klimata (nokrišņu un iztvaikošanas attiecība no okeāna virsmas), ledus veidošanās vai kušanas, jūras straumēm, kontinentu tuvumā - no svaigu upju ūdeņu pieplūduma.

Attēls: 1. Ūdens sāļuma atkarība no platuma

Atklātā okeānā sāļums svārstās no 32 līdz 38%; nomalēs un vidusjūra tā svārstības ir daudz lielākas.

Īpaši nokrišņu daudzums un iztvaikošana ietekmē ūdeņu sāļumu līdz 200 m dziļumam. Pamatojoties uz to, mēs varam teikt, ka jūras ūdens sāļums ir pakļauts zonējuma likumam.

Ekvatoriālajā un subekvatoriālajā reģionā sāļums ir 34% c, jo nokrišņu daudzums vairāk ūdensiztērēti iztvaikošanai. Tropu un sub tropu platuma grādos - 37, jo ir maz nokrišņu un liela iztvaikošana. Mērenās platuma grādos - 35% o. Zemākais jūras ūdens sāļums ir vērojams subpolārajos un polārajos reģionos - tikai 32, jo nokrišņu daudzums pārsniedz iztvaikošanu.

Jūras straumes, upju noteces un aisbergi pārkāpj sāļuma zonālo regularitāti. Piemēram, ziemeļu puslodes mērenās platuma grādos ūdens sāļums ir augstāks netālu no kontinentu rietumu krastiem, kur straumes rada sāļākus subtropu ūdeņus, un zemāks sāļums ir pie austrumu krastiem, kur aukstā straume rada mazāk sālsūdens.

Sezonālas ūdens sāļuma izmaiņas notiek subpolārajos platuma grādos: rudenī ledus veidošanās un upju noteces spēka samazināšanās dēļ palielinās sāļums, savukārt pavasarī un vasarā ledus kušanas un upes noteces palielināšanās dēļ sāļums samazinās. Gadā ap Grenlandi un Antarktīdu vasaras periods sāļums samazinās tuvējo aisbergu un ledāju kušanas rezultātā.

Sāļākais no visiem okeāniem Atlantijas okeāns, zemākais sāļums ir Ziemeļu Ledus okeāna ūdeņi (īpaši pie Āzijas krastiem, netālu no Sibīrijas upju grīvām - mazāk nekā 10% o).

Starp okeāna daļām - jūrām un līčiem - maksimālais sāļums tiek novērots tuksnešu norobežotās teritorijās, piemēram, Sarkanajā jūrā - 42% c, Persijas līcī - 39% c.

Ūdens sāļums ietekmē tā blīvumu, elektrovadītspēju, ledus veidošanos un daudzas citas īpašības.

Okeāna ūdens gāzes sastāvs

Papildus dažādiem sāļiem pasaules okeāna ūdeņos tiek izšķīdinātas dažādas gāzes: slāpeklis, skābeklis, oglekļa dioksīds, sērūdeņradis utt. Tāpat kā atmosfērā, arī okeāna ūdeņos pārsvarā ir skābeklis un slāpeklis, bet nedaudz atšķirīgās proporcijās (piemēram, kopējais brīvā skābekļa daudzums okeānā 7480 miljardi tonnu, kas ir 158 reizes mazāk nekā atmosfērā). Neskatoties uz to, ka gāzes ūdenī aizņem salīdzinoši maz vietas, ar to pietiek, lai ietekmētu organisko dzīvi un dažādus bioloģiskos procesus.

Gāzu daudzumu nosaka ūdens temperatūra un sāļums: jo augstāka temperatūra un sāļums, jo zemāka ir gāzu šķīdība un mazāks to saturs ūdenī.

Tā, piemēram, 25 ° C temperatūrā ūdenī var izšķīdināt līdz 4,9 cm / l skābekļa un 9,1 cm 3 / l slāpekļa, 5 ° C temperatūrā - attiecīgi 7,1 un 12,7 cm 3 / l. No tā izriet divas svarīgas sekas: 1) skābekļa saturs okeāna virszemes ūdeņos mērenā un īpaši polārā platuma grādos ir daudz lielāks nekā zemos (subtropu un tropu) platumos, kas ietekmē organiskās dzīves attīstību - pirmā bagātība un otrā ūdens relatīvā nabadzība; 2) tajos pašos platuma grādos skābekļa saturs okeāna ūdeņos ziemā ir lielāks nekā vasarā.

Ūdens gāzes sastāva izmaiņas dienā, kas saistītas ar temperatūras svārstībām, ir nelielas.

Skābekļa klātbūtne okeāna ūdenī veicina organiskās dzīves attīstību tajā un organisko un minerālu produktu oksidēšanu. Galvenais skābekļa avots okeāna ūdenī ir fitoplanktons, saukts par planētas plaušas". Skābekli galvenokārt tērē augu un dzīvnieku elpošanai jūras ūdeņu augšējos slāņos un dažādu vielu oksidēšanai. Dziļuma intervālā 600-2000 m ir slānis skābekļa minimums. Šeit tiek apvienots neliels skābekļa daudzums ar paaugstinātu oglekļa dioksīda saturu. Iemesls ir organiskā materiāla lielākās daļas, kas nāk no augšas, sadalīšanās šajā ūdens slānī un intensīva biogēnā karbonāta izšķīšana. Abi procesi prasa brīvu skābekli.

Slāpekļa daudzums jūras ūdenī ir daudz mazāks nekā atmosfērā. Šī gāze galvenokārt nokļūst ūdenī no gaisa organisko vielu sabrukšanas laikā, bet rodas arī jūras organismu elpošanas un to sadalīšanās laikā.

Ūdens kolonnā dziļi stāvošos baseinos organismu vitālās aktivitātes rezultātā veidojas sērūdeņradis, kas ir toksisks un kavē ūdeņu bioloģisko produktivitāti.

Okeāna ūdeņu siltuma jauda

Ūdens ir viens no visvairāk siltumu patērējošajiem ķermeņiem dabā. Tikai desmit metrus garā okeāna slāņa siltuma jauda četrkārt pārsniedz visas atmosfēras siltuma jaudu, un 1 cm ūdens slānis absorbē 94% no saules virsmas, kas nonāk tās virsmā (2. attēls). Šī apstākļa dēļ okeāns lēnām uzsilst un lēnām izdala siltumu. Lielās siltuma jaudas dēļ visas ūdenstilpes ir jaudīgi siltuma akumulatori. Atdziestot, ūdens pakāpeniski izdala savu siltumu atmosfērā. Tāpēc Pasaules okeāns pilda šo funkciju termostats mūsu planēta.

Attēls: 2. Vērša siltuma jaudas atkarība no temperatūras

Zemākā siltuma vadītspēja ir ledum un it īpaši sniegam. Tā rezultātā ledus aizsargā ūdeni uz rezervuāra virsmas no hipotermijas, bet sniegs aizsargā augsni un ziemāju kultūras no sasalšanas.

Iztvaicēšanas siltums ūdens - 597 cal / g, un kodolsintēzes siltums -79,4 cal / g - šīs īpašības ir ļoti svarīgas dzīviem organismiem.

Okeāna ūdens temperatūra

Okeāna termiskā stāvokļa indikators ir temperatūra.

Vidējā okeāna ūdeņu temperatūra - 4 ° C.

Neskatoties uz to, ka okeāna virsmas slānis darbojas kā Zemes termoregulators, savukārt jūras ūdeņu temperatūra ir atkarīga no siltuma bilance (ienākošais un izejošais siltums). Siltuma padeve sastāv no ūdens iztvaikošanas un turbulentās siltuma apmaiņas ar atmosfēru izmaksām. Neskatoties uz to, ka turbulentai siltuma pārnešanai patērētā siltuma daļa nav liela, tā vērtība ir milzīga. Tieši ar tās palīdzību caur atmosfēru notiek planētas siltuma pārdale.

Virspusē okeāna ūdeņu temperatūra svārstās no -2 ° C (sasalšanas temperatūra) līdz 29 ° C atklātā okeānā (35,6 ° C Persijas līcī). Vidējā gada temperatūra Pasaules okeāna virszemes ūdens ir 17,4 ° С, un ziemeļu puslodē tas ir aptuveni par 3 ° С augstāks nekā dienvidos. Ziemeļu puslodē visaugstākā okeāna virszemes ūdeņu temperatūra ir augustā, un viszemākā temperatūra ir februārī. Dienvidu puslodē ir tieši otrādi.

Tā kā tam ir termiskas attiecības ar atmosfēru, virszemes ūdens temperatūra, tāpat kā gaisa temperatūra, ir atkarīga no apgabala platuma, tas ir, uz to attiecas zonējuma likums (2. tabula). Zonēšana tiek izteikta ar pakāpenisku ūdens temperatūras pazemināšanos no ekvatora līdz poliem.

Tropiskajos un mērenajos platuma grādos ūdens temperatūru galvenokārt ietekmē jūras straumes. Tātad, pateicoties siltajām straumēm tropu platuma grādos okeānu rietumos, temperatūra ir par 5-7 ° C augstāka nekā austrumos. Tomēr ziemeļu puslodē dēļ siltas straumes okeānu austrumos visa gada garumā temperatūra ir pozitīva, un rietumos aukstu straumju dēļ ūdens ziemā sasalst. Lielos platuma grādos temperatūra polārās dienas laikā ir aptuveni 0 ° С, un polārās nakts laikā pie podolda tā ir aptuveni -1,5 (-1,7) ° С. Šeit ūdens temperatūru galvenokārt ietekmē ledus parādības. Rudenī tiek atbrīvots siltums, mīkstinot gaisa un ūdens temperatūru, un pavasarī siltums tiek iztērēts kausēšanai.

2. tabula. Vidējā gada temperatūra okeāna virszemes ūdeņos

Aukstākais no visiem okeāniem - Arktika un siltākais - Klusais okeāns, jo tā galvenā teritorija atrodas ekvatoriālajos un tropiskajos platuma grādos (gada vidējā ūdens virsmas temperatūra ir -19,1 ° C).

Būtisku ietekmi uz okeāna ūdens temperatūru ietekmē apkārtējo teritoriju klimats, kā arī gadalaiks, jo no tā ir atkarīgs saules siltums, kas silda Pasaules okeāna augšējo slāni. Augstākā ūdens temperatūra ziemeļu puslodē tiek novērota augustā, zemākā - februārī, un otrādi - dienvidos. Dienas svārstības jūras ūdens temperatūrā visos platuma grādos ir aptuveni 1 ° С, lielākās gada temperatūras svārstību vērtības novēro subtropu platuma grādos - 8-10 ° С.

Okeāna ūdens temperatūra mainās līdz ar dziļumu. Tas samazinās un jau 1000 m dziļumā gandrīz visur (vidēji) zem 5,0 ° C. 2000 m dziļumā ūdens temperatūra izlīdzinās, nokrītot līdz 2,0-3,0 ° C, bet polārajos platuma grādos - līdz grāda desmitdaļām virs nulles, pēc tam tā vai nu ļoti lēnām pazeminās, vai pat nedaudz paaugstinās. Piemēram, okeāna plaisu zonās, kur tālāk liels dziļums ir spēcīgas pazemes karstā ūdens izplūdes vietas zem augsta spiediena ar temperatūru līdz 250-300 ° C. Pasaules okeānā vertikāli nošķir divus galvenos ūdens slāņus: silts virspusējs un spēcīgs aukstsstiepjas līdz apakšai. Starp tiem ir pārejas posms temperatūras lēciena slānis,vai galvenā termiskā saspraude, tajā ir strauja temperatūras pazemināšanās.

Šis ūdens temperatūras vertikālā sadalījuma attēls okeānā ir traucēts lielos platuma grādos, kur 300–800 m dziļumā tiek izsekots siltāka un sāļāka ūdens slānis, kas nāk no mērenā platuma grādiem (3. tabula).

3. tabula. Okeāna ūdens temperatūras vidējās vērtības, ° С

Ūdens tilpuma izmaiņas, mainoties temperatūrai

Straujš ūdens tilpuma pieaugums sasalšanas laikā - tā ir savdabīga ūdens īpašība. Ar strauju temperatūras pazemināšanos un tās pāreju caur nulles atzīmi notiek strauja ledus tilpuma palielināšanās. Palielinoties tilpumam, ledus kļūst vieglāks un uzpeld uz virsmas, kļūstot mazāk blīvs. Ledus aizsargā dziļos ūdens slāņus no sasalšanas, jo tas ir slikts siltuma vadītājs. Ledus tilpums palielinās par vairāk nekā 10%, salīdzinot ar sākotnējo ūdens tilpumu. Sildot notiek pretējs izplešanās process - saspiešana.

Ūdens blīvums

Temperatūra un sāļums ir galvenie faktori, kas nosaka ūdens blīvumu.

Jūras ūdenim, jo \u200b\u200bzemāka temperatūra un augstāks sāļums, jo lielāks ir ūdens blīvums (3. attēls). Tātad, pie sāļuma 35% o un 0 ° C temperatūras, jūras ūdens blīvums ir 1,02813 g / cm 3 (katra šāda jūras ūdens kubikmetra masa ir par 28,13 kg lielāka nekā attiecīgais destilētā ūdens tilpums). Visaugstākā blīvuma jūras ūdens temperatūra nav +4 ° С, tāpat kā svaigā, bet negatīva (-2,47 ° С pie sāļuma 30% с un -3,52 ° С pie sāļuma 35% o

Attēls: 3. Jūras vērša blīvuma saistība ar sāļumu un temperatūru

Sāļuma palielināšanās dēļ ūdens blīvums palielinās no ekvatora uz tropu zemi un temperatūras pazemināšanās rezultātā no mērenā platuma grādiem līdz polārajam lokam. Ziemā polārie ūdeņi nogrimst un apakšējos slāņos pārvietojas uz ekvatoru, tāpēc pasaules okeāna dziļie ūdeņi parasti ir auksti, bet bagātināti ar skābekli.

Tika atklāta ūdens blīvuma un spiediena atkarība (4. att.).

Attēls: 4. Jūras vērša blīvuma (L "\u003d 35% o) atkarība no spiediena dažādās temperatūrās

Ūdens spēja pašattīrīties

Tas ir svarīgs ūdens īpašums. Iztvaikošanas procesā ūdens iziet cauri augsnei, kas savukārt ir dabisks filtrs. Tomēr, ja tiek pārkāpta piesārņojuma robeža, tiek traucēts pašattīrīšanās process.

Krāsa un caurspīdīgums ir atkarīgs no saules gaismas atstarošanas, absorbcijas un izkliedes, kā arī no organisko un minerālu izcelsmes suspendēto daļiņu klātbūtnes. Atklātā daļā okeāna krāsa ir zila, netālu no krasta, kur ir daudz suspendēto vielu, tā ir zaļgana, dzeltena, brūna.

Atklātā okeānā ūdens caurspīdīgums ir lielāks nekā pie krasta. Sargaso jūrā ūdens caurspīdīgums ir līdz 67 m. Planktona attīstības periodā caurspīdīgums samazinās.

Jūrās tāda parādība kā jūras mirdzums (bioluminiscence). Spīd jūras ūdenī dzīvie organismi, kas satur fosforu, galvenokārt tādi kā vienšūņi (nakts gaisma utt.), baktērijas, medūzas, tārpi, zivis. Jādomā, ka svelme kalpo plēsēju aizbaidīšanai, pārtikas meklēšanai vai tumsā pievilcīgiem pretējā dzimuma pārstāvjiem. Spīdums palīdz zvejas laivām atrast zivju grupas jūras ūdenī.

Skaņas vadītspēja - ūdens akustiskā īpašība. Atklāts okeānos skaņu izkliedē manējā un zemūdens "skaņas kanāls",kam piemīt skaņas supravadītspēja. Skaņas izkliedes slānis naktī paceļas un dienā pazeminās. Nirēji to izmanto, lai nomierinātu zemūdens dzinēju radīto troksni, un zvejas kuģi, lai atrastu zivju grupas. "Skaņa
signāls "tiek izmantots īslaicīgai cunami viļņu prognozēšanai zemūdens navigācijā, lai akustiskos signālus pārraidītu ļoti tālu.

Elektrovadītspēja jūras ūdens ir augsts, tas ir tieši proporcionāls sāļumam un temperatūrai.

Dabiskā radioaktivitāte jūras ūdens ir mazs. Bet daudziem dzīvniekiem un augiem piemīt spēja koncentrēt radioaktīvos izotopus, tāpēc jūras velšu nozvejā tiek pārbaudīta radioaktivitāte.

Mobilitāte - raksturīga īpašība šķidrs ūdens... Gravitācijas ietekmē, vēja, Mēness un Saules pievilkšanās un citu faktoru ietekmē ūdens pārvietojas. Pārvietojoties, ūdens tiek sajaukts, kas ļauj vienmērīgi sadalīt dažādu sāļumu, ķīmiskā sastāva un temperatūras ūdeni.

1. No kā ir atkarīgs sāļums? okeāna ūdeņi?

Okeāni - galvenā hidrosfēras daļa - ir nepārtraukta zemeslodes ūdens apvalks. Pasaules okeāna ūdeņi ir neviendabīgi pēc sastāva un atšķiras pēc sāļuma, temperatūras, caurspīdīguma un citām īpašībām.

Ūdens sāļums okeānā ir atkarīgs no ūdens iztvaikošanas apstākļiem no virsmas un ieplūdes saldūdens no zemes virsmas un ar "atmosfēras nokrišņiem. Ūdens iztvaikošana intensīvāk notiek ekvatoriālajos un tropiskajos platuma grādos un palēninās mērenās un cirkumpolārās platuma grādos. Ja salīdzinām ziemeļu un dienvidu jūru sāļumu, tad var konstatēt, ka dienvidu jūru ūdens ir sāļāks. Ūdeņu sāļums okeānos mainās arī atkarībā no ģeogrāfiskās atrašanās vietas, tomēr okeānā ūdens sajaukšanās notiek intensīvāk nekā vairāk slēgtās jūrās, tāpēc okeāna ūdens masu sāļuma atšķirība nebūs pārāk asa, tāpat kā jūrās. Visvairāk sāļie (vairāk nekā 37% o) ir tropu okeāna ūdeņi.

2. Kādas ir okeāna ūdens temperatūras atšķirības?

Ūdens temperatūra pasaules okeānā mainās arī atkarībā no ģeogrāfiskā platuma. Tropiskajos un ekvatoriālajos platuma grādos ūdens temperatūra var sasniegt + 30 ° С un augstāk, polārajos reģionos tā pazeminās līdz -2 ° С. Zemākā temperatūrā okeāna ūdens sasalst. Sezonas okeāna ūdens temperatūras izmaiņas ir izteiktākas mērenās klimatiskā zona... Pasaules okeāna gada vidējā temperatūra ir par 3 ° C augstāka par vidējo sauszemes temperatūru. Šis siltums tiek pārnests uz zemi caur atmosfēras gaisa masām.

3. Kuros okeāna apgabalos veidojas ledus? Kā tie ietekmē Zemes dabu un saimnieciskā darbība cilvēks?

Pasaules okeāna ūdeņi sasalst arktiskajā, subarktiskajā un daļēji mērenā platuma grādos. Tā rezultātā izveidojusies ledus sega ietekmē kontinentu klimatu, apgrūtinot preču pārvadāšanai lētu jūras transporta izmantošanu ziemeļos.

4. Ko sauc par ūdens masu? Kādi ir galvenie ūdens masu veidi? Kādas ūdens masas izdalās okeāna virskārtā?

Ūdens masu jēdziena definīciju atradīsit mācību grāmatā (9).

Ūdens masas pēc analoģijas ar gaisa masām tiek sauktas pēc ģeogrāfiskās zonas, kurā tās izveidojušās. Katrai ūdens masai (tropiskajai, ekvatoriālajai, arktiskajai) ir savas raksturīgās īpašības, un tā no pārējās atšķiras ar sāļumu, temperatūru, caurspīdīgumu un citām īpašībām. Ūdens masas atšķiras ne tikai atkarībā no to veidošanās ģeogrāfiskajiem platuma grādiem, bet arī atkarībā no dziļuma. Virszemes ūdeņi atšķiras no dziļajiem un apakšējiem ūdeņiem. Praktiski neietekmē dziļūdens un gruntsūdeņus saules gaisma un siltumu. To īpašības visā pasaules okeānā ir nemainīgākas, atšķirībā no virszemes pavarda, kura īpašības ir atkarīgas no saņemtā siltuma un gaismas daudzuma. Uz Zemes ir daudz vairāk silta ūdens nekā aukstā ūdens. Mērenā platuma grādu iedzīvotāji Jaungada brīvdienas ar lielu prieku pavada to jūru un okeānu piekrastēs, kur ūdens ir silts un tīrs. Sauļojoties zem karstas saules, peldoties sāļā un siltā ūdenī, cilvēki atveseļojas un stiprina veselību.

10. Temperatūra okeānā.

© Vladimirs Kalanovs,
"Zināšanas ir spēks".

Bieži var dzirdēt izteicienus "silta jūra" vai "auksta, ledaina jūra". Ja mēs paturam prātā tikai ūdens temperatūru, tad izrādās, ka atšķirība starp silto un auksto jūru ir pilnīgi nenozīmīga un tā attiecas tikai uz augšējo, salīdzinoši plāno ūdens slāni. Tādēļ šos izteicienus var uztvert tikai kā literāru tēlu, kā pazīstamu runas zīmogu.

Okeāni kopumā ir kolosāls aukstā ūdens rezervuārs, kura virspusē un pat tad ne visur ir plāns nedaudz siltāka ūdens slānis. Ūdens, kas siltāks par 10 grādiem, veido tikai aptuveni 8 procentus pasaules okeānu. Šī siltā slāņa vidējais biezums sasniedz ne vairāk kā 100 metrus. Zem tā lielā dziļumā ūdens temperatūra svārstās no viena līdz četriem grādiem pēc Celsija. Šī temperatūra ir 75% no okeāna ūdens. Dziļjūras tranšejās, kā arī polāro reģionu virskārtās ūdenim ir vēl vairāk zema temperatūra.

Okeāna temperatūras režīms ir ārkārtīgi stabils. Ja globālā mērogā absolūtā gaisa temperatūras starpība sasniedz 150 ° C, tad starpība starp maksimālo un minimālo virsmas temperatūra ūdens okeānā vidēji ir par mazāku.

Absolūtā izteiksmē šī atšķirība dažādos pasaules okeāna reģionos svārstās no 4-5 ° C līdz 10-12 ° C gada laikā... Piemēram, Klusā okeāna virszemes ūdeņu temperatūras svārstības Havaju salās gada laikā ir ne vairāk kā 4 ° C, un apgabalā uz dienvidiem no Aleutu salām - 6-8 ° C. Šīs svārstības var būt lielākas tikai mērenā klimatisko zonu jūru seklos piekrastes reģionos. Piemēram, Ohotskas jūras ziemeļu piekrastē vidējo virszemes ūdens temperatūru starpība gada siltākajos un aukstākajos mēnešos sasniedz 10–12 ° C.

Kas attiecas ikdienas svārstības virszemes ūdens temperatūra, tie atklātā jūrā ir tikai 0,2-0,4 grādi. Tikai skaidrā saulains laiks vasaras siltākajā mēnesī tie var būt 2 grādi. Ikdienas temperatūras svārstības klāj ļoti plānu okeāna ūdens virsmas slāni.

Saules starojums silda ūdeni okeānā pat ekvatoriālajā zonā līdz ļoti nelielam dziļumam (līdz 8-10 metriem). Saules siltuma enerģija dziļākos slāņos iekļūst tikai ūdens masu sajaukšanās dēļ. Visaktīvākā loma jūras ūdens sajaukšanā pieder vējam. Ūdens sajaukšanās ar vēju dziļums parasti ir 30-40 m. Pie ekvatora, ja ir laba vēja sajaukšanās, saule silda ūdeni 80-100 m dziļumā.

Nemierīgākajos okeāna platuma grādos termiskās sajaukšanās dziļums ir daudz lielāks. Piemēram, Klusā okeāna dienvidu daļā, vētras joslā starp 50. un 60. paralēli vējš sajauc ūdeni līdz 50–65 metru dziļumam un uz dienvidiem no Havaju salām - pat līdz 100 metru dziļumam.

Termiskās sajaukšanās intensitāte ir īpaši augsta spēcīgu okeāna straumju apgabalos. Piemēram, uz dienvidiem no Austrālijas ūdens termiskā sajaukšanās notiek līdz 400-500 m dziļumam.

Šajā sakarā mums jāprecizē daži okeanoloģijā lietotie termini.

Maisot vai vertikālā ūdens apmaiņa, ir divu veidu: berzes un konvektīvs ... Berzes sajaukšanās notiek kustīgā ūdens straumē, ņemot vērā tā atsevišķo slāņu ātruma atšķirības. Šī ūdens sajaukšanās notiek, ja jūrā ir vējš vai plūdmaiņas (bēgums). Konvektīvā (blīvuma) sajaukšanās notiek, ja kāda iemesla dēļ pārklājošā jūras ūdens slāņa blīvums ir lielāks nekā apakšējā slāņa blīvums. Tādos brīžos jūrā ir vertikālā ūdens cirkulācija ... Visintensīvākā vertikālā cirkulācija notiek ziemas apstākļos.

Okeāna ūdens blīvums palielinās līdz ar dziļumu. Tiek saukts parastais blīvuma pieaugums ar dziļumu tieša okeāna ūdeņu stratifikācija ... Tā arī notiek reversā blīvuma stratifikācija bet tas tiek novērots kā īslaicīga parādība okeānā.

Stabilākā virszemes ūdens temperatūra ir ekvatoriālajā okeānā. Šeit tas ir 20-30 ° C robežās. Saule šajā zonā jebkurā gada laikā rada aptuveni tādu pašu siltuma daudzumu, un vējš pastāvīgi sajauc ūdeni. Tāpēc visu diennakti tiek uzturēta nemainīga ūdens temperatūra. Visvairāk atklātā okeānā augsta temperatūra virszemes ūdeņi ir atzīmēti zonā no 5 līdz 10 grādiem ziemeļu platuma. Līčos ūdens temperatūra var būt augstāka nekā atklātā okeānā. Piemēram, Persijas līcī vasarā ūdens sasilst līdz 33 ° C.

Virszemes ūdens temperatūra tropu zonā visu gadu ir gandrīz nemainīga. Tas nekad nenokrīt zem 20 ° C, un ekvatoriālajā zonā tas tuvojas 30 grādiem. Seklā ūdenī pie krasta dienas laikā ūdens var sasilt līdz 35-40 ° C. Bet atklātā jūrā temperatūra visu diennakti tiek turēta pārsteidzoši nemainīgā (26–28 grādi).

Mērenās zonās virszemes ūdeņu temperatūra ir dabiski zemāka nekā gandrīz ekvatoriālajos, un atšķirība starp vasaras un ziemas temperatūru jau ir pamanāma un sasniedz 9-10 grādus. Piemēram, Klusajā okeānā ap 40 grādiem ziemeļu platuma vidējā virszemes ūdens temperatūra februārī ir aptuveni 10 grādi un augustā aptuveni 20 grādi.

Jūras ūdens uzsilst, absorbējot saules enerģiju. Ir zināms, ka ūdens slikti pārraida saules spektra sarkanos starus, un garo viļņu infrasarkanie stari, kas pārvadā siltumenerģijas lielāko daļu, ūdenī iekļūst tikai dažus centimetrus. Tāpēc dziļāko okeāna slāņu sasilšana notiek nevis tiešas saules siltuma absorbcijas, bet gan ūdens masu vertikālās kustības dēļ. Bet pat ekvatoriālajā zonā, kur saules stari vērsts gandrīz taisnā leņķī pret okeāna virsmu, un vējš aktīvi sajauc ūdeni, tas pastāvīgi paliek auksts dziļāk par 300 metriem. Sezonas svārstības gandrīz nepieskaras jūras dziļumam. Tropu zem zem silta ūdens slāņa ir 300-400 metru bieza zona, kur temperatūra ar dziļumu strauji pazeminās. Tiek saukts straujas temperatūras krituma reģions termoklīns... Šeit ik pēc 10 dziļuma metriem temperatūra pazeminās par aptuveni 1 grādu. Nākamais slānis ir 1-1,5 km biezs. temperatūras pazemināšanās ātrums strauji palēninās. Uz šī slāņa apakšējās robežas ūdens temperatūra nepārsniedz 2-3 ° C. Dziļākos slāņos temperatūras kritums turpinās, bet tas notiek vēl lēnāk. Okeāna ūdens slāņi, sākot no 1,2-1,5 km dziļuma, vairs nereaģē uz ārējās temperatūras izmaiņām. Ūdens apakšējā slānī temperatūra nedaudz paaugstinās, kas izskaidrojams ar zemes garozas siltuma ietekmi. Milzīgais spiediens, kas pastāv lielā dziļumā, novērš arī turpmāku ūdens temperatūras pazemināšanos. Tātad polāro apgabalu ūdens, kas atdzisis virspusē, nokāpis līdz 5 km dziļumam, kur spiediens palielinās 500 reizes, temperatūra būs par 0,5 grādiem augstāka nekā sākotnējā.

Subpolārs reģions, piemēram ekvatoriālā zona, ir stabila virszemes ūdens temperatūras zona. Šeit saules stari krīt asā leņķī pret okeāna virsmu, it kā slīdot virs virsmas. Ievērojama daļa no tām neiekļūst ūdenī, bet atstaro no tā un nonāk pasaules telpā. Polārajos reģionos virszemes ūdens temperatūra vasarā var paaugstināties līdz 10 grādiem un ziemā pazemināties līdz 4-0 vai pat mīnus 2 grādiem. Kā jūs zināt, jūras ūdens var būt šķidrā stāvoklī pat pie negatīvas temperatūras, jo tas ir diezgan piesātināts sāļu šķīdums, kas tīra ūdens sasalšanas temperatūru samazina par aptuveni 1,5 grādiem.

Aukstākais pasaules okeāna reģions ir Weddell jūra pie Antarktīdas krastiem. Šeit okeāna ūdenī ir viszemākā temperatūra. Dienvidu puslodes ūdeņi kopumā ir ievērojami aukstāks par ūdeņiem Ziemeļu puslode. Šī atšķirība ir izskaidrojama ar kontinentu sasilšanas efektu, kuru platība Zemes dienvidu puslodē ir daudz mazāka. Tāpēc tā dēvētais Pasaules okeāna termiskais ekvators, t.i. augstāko virszemes ūdens temperatūru līnija ir nobīdīta uz ziemeļiem attiecībā pret ģeogrāfisko ekvatoru. Vidējā gada okeāna virsmas temperatūra pie termiskā ekvatora ir aptuveni 28 ° C atklātos ūdeņos un aptuveni 32 ° C slēgtās jūrās. Šīs temperatūras ir stabilas un nemainīgas daudzus gadus, gadsimtus, tūkstošus gadu un, iespējams, miljoniem gadu.

Ģeogrāfi un astronomi, pamatojoties uz Saules augstumu virs horizonta, teorētiski sadalīja Zemes virsmu, izmantojot divus tropiskos un divus polārus apļus, piecās ģeometriski regulārās zonās vai klimatiskajās zonās.

Pasaules okeānā parasti izšķir vienas un tās pašas klimatiskās zonas. Bet šāds formāls dalījums ne vienmēr atbilst konkrētu zinātnes veidu un prakses interesēm. Piemēram, okeanoloģijā, klimatoloģijā, bioloģijā, kā arī lauksaimniecības praksē tikai uz ģeogrāfiskā platuma pamata izveidotās zonas bieži nesakrīt ar reālajām. klimatiskās zonas, ar faktisko nokrišņu, augu, dzīvnieku izplatības zonējumu. Jūras biologiem, navigatoriem, zvejniekiem Ziemeļu polārais loks pats par sevi nav svarīgs, tos galvenokārt interesē peldošā ledus robeža.

Klimatiskās zonas (jostas) Pasaules okeānā.

Dažādu specialitāšu zinātniekiem nav vienota viedokļa, piemēram, par jautājumu, kas tiek uzskatīts par okeāna tropisko zonu, kur tā sākas un kur beidzas. Daži eksperti par okeāna tropisko zonu uzskata tikai to zonu uz ziemeļiem un dienvidiem no ekvatora, kurā koraļļu rifi var pastāvēt. Citi uzskata, ka šāda teritorija aptver jūras bruņurupuču izplatības apgabalu utt. Daži zinātnieki uzskata par nepieciešamu nošķirt īpašas subtropu un subarktikas zonas.

Klimatologi un sinoptiķi, kuriem savā darbā jāņem vērā daudzu dabas faktoru ietekme - temperatūra, mitrums, valdošo vēju stiprums un virziens, nokrišņi, okeāna tuvums, gadalaiku ilgums utt., Zemi sadala pat 13 zonās: vienā ekvatoriālajā un pa diviem subekvatoriāliem, tropiskiem, subtropu, mēreniem, subpolāriem un polāriem.

Šie piemēri parāda pilnīgi normālu situāciju zinātnē, kad katrai īpašajai disciplīnai nepieciešami īpaši sākotnējie, pamatnosacījumi, lai atrisinātu problēmas, ar kurām tā saskaras, un iegūtu konkrētus rezultātus. Galvenais, kas mums jāatzīmē jautājumā par Zemes un Pasaules okeāna zonēšanu, ir tas, ka, pirmkārt, gan sauszemes, gan okeāna platuma zonējums ir maz vai vispār nav saistīts ar okeāna dziļuma temperatūras režīmu un fizisko un bioloģiskie procesi. Otrkārt, jebkurš Zonas un okeāna zonālais dalījums ir nosacīts un nevar būt universāls visām zinātnes un prakses nozarēm.

Galvenais datu avots ir ARGO bojas. Lauki tiek iegūti no optimālās analīzes.

Mūsu vietnē ir Pasaules okeāna virsmas temperatūras karte, kas katrā norāda ūdens temperatūru noteiktā okeāna punktā Šis brīdis reāllaikā. Informācija par okeāna ūdens temperatūru tiek pārsūtīta daudzu valstu laika apstākļu dienestam no vairākiem tūkstošiem kuģu un stacionāru sinoptisko staciju, kā arī ar daudziem sensoriem - bojām, kas ir noenkurotas vai dreifē dažādos pasaules okeāna reģionos. Visa šī sistēma tika izveidota kopīgiem spēkiem desmitiem pasaules valstu. Šādas sistēmas vērtība ir acīmredzama: tā ir svarīgs World Weather Watch elements un kopā ar meteoroloģiskajiem satelītiem ir iesaistīta datu sagatavošanā globālai laika apstākļu analīzei un prognozēm. Un uzticama laika prognoze ir nepieciešama visiem: zinātniekiem, kuģu un lidmašīnu vadītājiem, zvejniekiem, tūristiem.

© Vladimirs Kalanovs,
"Zināšanas ir spēks"