Наша Земля из космоса кажется голубой планетой. Это потому, что ¾ поверхности земного шара занимает Мировой Океан. Он един, хотя и сильно разделен.

Площадь поверхности всего Мирового Океана составляет 361 млн. кв. км.

Океаны нашей планеты

Океан - водная оболочка земли, важнейшая составляющая гидросферы. Материки делят Мировой океан на части.

В настоящее время принято выделять пять океанов:

. — крупнейший и древнейший на нашей планете. Площадь его поверхности — 178,6 млн. кв. км. Он занимает 1/3 часть Земли и составляет почти половину Мирового океана. Чтобы представить себе эту величину, достаточно сказать, что в Тихом океане запросто можно разместить все материки и острова вместе взятые. Наверно, поэтому его часто называют Великим океаном.

Своим названием "Тихий" океан обязан Ф. Магеллану, который во время своего кругосветного путешествия пересек океан при благоприятных условиях.

Океан имеет овальную форму, самая широкая его часть расположена в районе экватора.

Южная часть океана - это область спокойствия, легких ветров и устойчивой атмосферы. К западу от островов Туамоту картина резко меняется — здесь расположен район бурь и шквальных ветров, переходящих в свирепые ураганы.

В районе тропиков воды Тихого океана чисты, прозрачны и имеют глубокий синий цвет. Возле экватора образовался благоприятный климат. Температура воздуха здесь +25ºC и практически не меняется в течение года. Ветры умеренной силы, часто наступает штиль.

Северная часть океана похожа на южную, как бы в зеркальном отражении: на западе неустойчивая погода с частыми бурями и тайфунами, на востоке — тишь да гладь.

Тихий океан — самый богатый по количеству видов животных и растений. В его водах обитает свыше 100 тыс. видов животных. Здесь добывается почти половина улова рыбы во всем мире. Через этот океан проложены важнейшие морские пути, связывающие сразу 4 материка.

. занимает площадь в 92 млн. кв. км. Этот океан, подобно огромному проливу, соединяет два полюса нашей планеты. По центру океана проходит Срединно-Атлантический хребет, славящийся неустойчивостью земной коры. Отдельные вершины этого хребта поднимаются над водой и образуют острова, крупнейшим из которых является Исландия.

Южная часть океана находится под воздействием пассатов. Здесь не бывает циклонов, поэтому вода здесь спокойная, чистая и прозрачная. Ближе к экватору Атлантика совершенно меняется. Воды здесь мутные, особенно вдоль побережья. Это объясняется тем, что в этой части в океан впадают крупные реки.

Северный тропический пояс Атлантики славится своими ураганами. Здесь встречаются два крупнейших течения — теплый Гольфстрим и холодное Лабрадорское.

Северные широты Атлантики - самый живописный район с огромными айсбергами и мощными ледяными языками, выступающими из вод. Этот район океана опасен для судоходства.

. (76 млн. кв. км) — район древнейших цивилизаций. Мореплавание здесь стало развиваться гораздо раньше, чем в других океанах. Средняя глубина океана - 3700 метров. Береговая линия слабо изрезана, за исключением северной части, где расположено большинство морей и заливов.

Воды Индийского океана более соленые, чем в других, так как в него впадает гораздо меньше рек. Зато, благодаря этому, они славятся удивительной прозрачностью и насыщенным лазоревым и синим цветом.

Северная часть океана — район муссонов, осенью и весной часто образуются тайфуны. Ближе к югу температура воды ниже, благодаря влиянию Антарктиды.

. (15 млн. кв. км) расположен в Арктике и занимает обширные пространства вокруг северного полюса. Максимальная глубина — 5527м.

Центральная часть дна — это сплошное пересечение горных хребтов, между которыми расположена огромная котловина. Береговая линия сильно иссечена морями и заливами, а по количеству островов и архипелагов, Северный Ледовитый занимает второе место после такого гиганта, как Тихий океан.

Самая характерная часть этого океана — наличие льдов. Северный Ледовитый океан остается на сегодняшний день самым малоизученным, так как исследованиям мешает то, что большая часть океана скрыта под ледяным покровом.

. . Воды, омывающие Антарктиду, сочетают в себе признаки. Позволяющие выделить их в отдельный океан. Но до сих пор ведутся споры, что считать границами. Если с юга границы обозначены материком, то северные границы чаще всего проводят по 40-50º южной широты. В таких пределах площадь океана — 86 млн. кв. км.

Рельеф дна изрезан подводными каньонами, хребтами и котловинами. Фауна Южного океана богата, здесь самое большое количество животных и растений-эндемиков.

Характеристика океанов

Мировому океану уже несколько миллиардов лет. Прообразом его является древнейший океан Панталасса, существовавший тогда, когда все материки были еще единым целым. До недавнего времени предполагалось, что дно океанов ровное. Но выяснилось, что дно, как и суша, имеет сложный рельеф, со своими горами и равнинами.

Свойства вод мирового океана

Российский ученый А. Войеков называл Мировой океан "огромной отопительной батареей" нашей планеты. Дело в том, что средняя температура воды в океанах +17ºC, а средняя температура воздуха +14ºC. Вода гораздо дольше нагревается, но и тепло расходует медленнее, чем воздух, обладая при этом высокими показателями теплоемкости.

Но не вся толща воды в океанах имеет одинаковую температуру. Под солнцем нагреваются только поверхностные воды, а с глубиной температура падает. Известно, что на дне океанов средняя температура всего +3ºC. И остается она такой из-за высокой плотности воды.

Следует помнить, что в океанах вода соленая, потому и замерзает она не при 0ºC, а при -2ºC.

Степень солености вод изменяется в зависимости от географической широты: в умеренных широтах воды менее соленые, чем, например, в тропиках. На севере воды также менее соленые за счет таяния ледников, которые сильно опресняют воду.

Неодинаковы воды океана и по прозрачности. На экваторе вода более прозрачная. По мере удаленности от экватора вода быстрее насыщается кислородом, а значит и микроорганизмов появляется больше. Зато возле полюсов, вследствие низких температур, воды снова становятся прозрачнее. Так, самой прозрачной считаются воды моря Уэдделла возле Антарктиды. Второе место принадлежит водам Саргассова моря.

Отличие океана от моря

Главное отличие моря от океана — в размерах. Океаны значительно больше, а моря зачастую являются лишь частью океанов. Моря также отличаются от океана, к бассейну которого они принадлежат, уникальным гидрологическим режимом (температурой воды, соленостью, прозрачностью, отличительным составов флоры и фауны).

Климат океанов

Климат Тихого океана бесконечно разнообразен, так океан расположен практически во всех климатических поясах: от экваториального до субарктического на севере и антарктического на юге. В Тихом океане циркулируют 5 теплых течений и 4 холодных.

Наибольшее количество осадков выпадает в экваториальном поясе. Количество осадков превышает долю испарения вод, поэтому вода в Тихом океане менее соленая, ченм в других.

Климат Атлантического океана определяется его большой протяженностью с севера на юг. Зона экватора - самая узкая часть океана, поэтому температура воды здесь ниже, чем в Тихом или Индийском.

Атлантику условно делят на северную и южную, проводя границу по экватору, причем южная часть намного холоднее из-за близости к Антарктиде. Для многих районов этого океана характерны густые туманы и мощные циклоны. Наиболее сильны они возле южной оконечности Северной Америки и в районе Карибского моря.

На формирование климата Индийского океана оказывает огромное влияние близость двух материков - Евразии и Антарктиды. Евразия активно участвует в ежегодной смене сезонов, принося зимой сухой воздух, а летом наполняя атмосферу избыточной влагой.

Близость Антарктиды обуславливает понижение температуры воды в южной части океана. К северу и югу от экватора возникают частые ураганы и шторма.

Формирование климата Северного Ледовитого океана обуславливается его географическим положением. Здесь господствуют арктические воздушные массы. Средняя температура воздуха: от -20 ºC до -40 ºC, даже летом температура редко поднимается выше 0ºC. Но воды океана более теплые за счет постоянного контакта с Тихим и Атлантическим океанами. Поэтому Северный Ледовитый океан обогревает значительную часть суши.

Сильные ветры бывают редко, зато летом часты туманы. Осадки выпадают, в основном, в виде снега.

На оказывает влияние близость Антарктиды, наличие льдов и отсутствие теплых течений. Здесь господствует антарктический климат с низкими температурами, пасмурной погодой и несильными ветрами. Снег выпадает в течение всего года. Отличительная особенность климата Южного океана — высокая активность циклонов.

Влияние океана на климат Земли

Океан оказывает колоссальное влияние на формирование климата. Он аккумулирует огромные запасы тепла. Благодаря океанам, климат на нашей планете делается мягче и теплее, так как температура вод в океанах меняется не так резко и быстро, как температура воздуха над сушей.

Океаны способствуют лучшей циркуляции воздушных масс. А такое важнейшее природное явление, как круговорот воды, обеспечивает сушу достаточным количеством влаги.

Покрывая свыше 2/3 поверхности земного шара, Мировой океан регулирует обмен веществ и энергии на всей нашей планете.

В процессе обмена энергией и веществами Мирового океана с внешним миром происходит формирование и изменение основных свойств его вод, а это в свою очередь определяет изменение климата на Земле. Поэтому большинство проектов преобразования климата основывается на увеличении притока тепла и влаги с океанской акватории. Уже сейчас возникают идеи искусственного изменения круговорота энергии и веществ, с тем чтобы создать наиболее благоприятные условия для жизни и хозяйственной деятельности всего человечества.

Теплообмен океана с атмосферой - важнейший климатообразующий фактор. Поглощаемая Мировым океаном солнечная энергия идет, во-первых, на поддержание устойчивого термического режима вод, при котором сохраняется постоянство температурных полей, во-вторых, на испарение огромной массы воды и, в-третьих, на турбулентный теплообмен с атмосферой.

Естественно, что Мировой океан, покрывающий большую часть земного шара, поглощает основную массу солнечной энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Хотя количество ее примерно одинаково в одних и тех же широтах, вода (благодаря своей высокой теплоемкости) поглощает на 25-50% больше тепла, чем суша. Так, в тропической зоне Мирового океана поглощается в среднем за год 100-120 ккал/см 2 и более, тогда как в тех же широтах на суше обыкновенно лишь 60-80 ккал/см 2 . С удалением к полюсам это различие постепенно уменьшается, и в полярных районах вода и суша поглощают очень мало солнечной энергии, обыкновенно менее 20 ккал/см 2 за год.

Поэтому почти повсеместно температура воды оказывается выше, чем воздуха. Благодаря тому, что разность температур увеличивается от экватора к полюсам, отепляющая роль Мирового океана повышается с ростом географической широты, достигая максимального значения в полярных областях.

Воды Мирового океана в среднем за год поглощают в низких широтах (примерно между 30° с. ш. и 30-35° ю. ш.) от 25 до 75 ккал/см 2 . В умеренных широтах бюджет тепла существенно разнится между южным и северным полушариями. На юге поглощается тепла немного больше его расходования, тогда как на севере океан отдает в атмосферу значительно больше тепла, чем получает от солнца (примерно 50-70 ккал/см 2 в год). Это определяется различием в распределении воды и суши. В полярных районах Мировой океан излучает в атмосферу огромное количество тепла, достигающее 50-75 ккал/см 2 в год и более.

В тех областях, где расход тепла превышает его поступление, необходимая компенсация осуществляется за счет переноса тепла из низких широт течениями. Таким образом, бюджет тепла поверхности Мирового океана, с одной стороны, оказывает огромное влияние на климат всей планеты, с другой - вызывает перенос вод. Эти перемещения в конечном счете распространяются на всю толщу океана, поскольку даже небольшой их перенос в одном месте (обусловленный теми или иными причинами) вызывает целую систему движений, связанных с оттоком вод и компенсационным их поступлением со стороны. Таким образом, теплообмен с внешним миром порождает сложную циркуляцию вод, в процессе которой в круговорот энергии и веществ вовлекается весь Мировой океан. Благодаря этому в нем аккумулируется огромная масса тепла, газов, растворенных солей и других веществ. Подсчеты показали, что в столбе океанской воды содержится в 500-1000, местами в 1500 раз больше того количества тепла, которое переносится в течение года через его поверхность. Поэтому все межгодовые изменения климатических процессов легко покрываются за счет внутренних резервов Мирового океана.

Водообмен между океаном и атмосферой - другой важный процесс, влияющий на климат Земли. Основные его черты определяются различием между испарением и осадками. Общая масса воды, испаряющаяся с поверхности Мирового океана, составляет около 355 тыс. км 3 в год, а выпадает обратно почти 320 тыс. км 3 в год. Остальное (что составляет (примерно 1/10 всей испарившейся влаги) уносится в виде водяных паров на сушу. Выпадая здесь, эта вода реками снова выносится в моря и океаны, замыкая таким образом общий круговорот воды на планете.

Основная масса воды испаряется в тропических и субтропических широтах Мирового океана, где наиболее велик приток солнечного тепла, а преобладание антициклональной погоды обусловливает минимальные осадки. В низких широтах Мирового океана только в экваториальной зоне осадки преобладают над испарением, благодаря восходящим потокам в атмосфере. В умеренных и высоких широтах, начиная примерно от 40°, осадки превышают испарение.

Общее количество воды, находящейся в атмосфере в виде водяных паров, оценивается всего лишь в 13 тыс. км 3 . С изменением термического режима планеты количество водяных паров в атмосфере должно значительно изменяться. Особенно велики такие колебания в периоды долговременных потеплений и похолоданий климата. В наше время средняя температура воздушной оболочки Земли составляет 14°, тогда как до последнего (четвертичного) оледенения она была 22°. Поэтому с поверхности Мирового океана испарялось рачительно больше воды. Соответственно должны были меняться и остальные составляющие водного баланса планеты. В эпоху четвертичного оледенения средняя температура атмосферы, но имеющимся оценкам, могла меняться от 2° (в период максимального оледенения) до 17° в межледниковые периоды потепления. По отложениям дна экваториальной области Атлантического океана выявлено, что температура воды на его поверхности в ледниковую эпоху понижалась до 17°, тогда как в наше время она равна 26°. По некоторым данным, в период наибольшего оледенения Земли, максимальный объем льда мог быть раз в пять больше, чем сейчас, достигая примерно 150 млн. км 3 . Существуют расчеты, показывающие, что для возникновения ледникового периода достаточно понижения средней температуры атмосферы всего лишь на 4°. При этом огромное количество водяных паров, находящихся в обращении, сосредоточивается на поверхности суши в виде ледяных покровов.

Изучение круговорота воды и роли, которую при этом играет Мировой океан, имеет огромное значение не только для понимания влияния влагооборота на формирование и изменение природы земного шара, но и на выяснение воздействия водяных паров на тепловой режим всей планеты. Некоторые ученые считают, что с увеличением испарения воды с поверхности Мирового океана должна повышаться температура воздуха, что влияет на потепление климата. Это происходит благодаря так называемому «парниковому эффекту» водяных паров; пропуская коротковолновую солнечную радиацию, они задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли.

Некоторые особенности газообмена океана с атмосферой . Возможно, что и этот процесс имеет существенное влияние на климат нашей планеты, в связи с изменением углекислого газа в атмосфере, которому так же свойствен «парниковый эффект». На этом явлении основывается углекислотная теория колебания климата.

В настоящее время в воздушной оболочке Земли содержится примерно 2300 млрд, г углекислого газа, что составляет только 0,03% от общей ее массы. В прошлом этот процент мог существенно изменяться. Достаточно было бы ему уменьшиться наполовину, по сравнению с настоящим временем (до 0,15%), чтобы средняя температура всей планеты понизилась почти на 4°, что достаточно для возникновения ледниковой эпохи. Подобные условия, в частности, могли иметь место в каменноугольный период, когда было изъято из обмена между атмосферой и гидросферой очень большое количество углекислоты.

За последнее столетие содержание углекислого газа в воздушной оболочке Земли возросло на 13%. За счет этого могла увеличиться средняя температура атмосферы. Существуют прогнозы, по которым только за счет сжигания органического топлива и сокращения лесных массивов к концу текущего столетия, в результате дальнейшего увеличения количества углекислоты, средняя температура воздушной оболочки может повыситься на 2°.

В этих работах, по-видимому, не учтена роль Мирового океана в круговороте газов. Благодаря колоссальной площади и большой растворяющей способности морской воды Мировой океан способен поглощать и выделять огромное количество газов, осуществляя подвижное равновесие между газовым составом атмосферы и гидросферы. В частности, Мировой океан должен поглотить около половины той углекислоты, которая добавится в воздушную оболочку земного шара. Примерно через тысячу лет углекислота, растворенная в морской воде, может прийти в равновесие с давлением углекислого газа в атмосфере. С круговоротом этого газа связаны и те сложнейшие биохимические процессы, благодаря которым происходит его превращение в углекислые соли. Они, как известно, составляют основу скелета большинства животных, из них сложены карбонатные отложения дна и горные породы, в пресных водах главную массу растворенных солей составляют карбонатные соединения.

Говоря о газообмене Мирового океана с атмосферой, следует иметь в виду, что в нем в два раза больше кислорода, чем в воздухе; объемное соотношение кислорода к азоту в океанических водах 1:2, а не 1:4, как в атмосфере. При этом повсеместно, от поверхности до самых больших глубин, содержание кислорода в водах Мирового океана настолько велико, что оно не только обеспечивает активное развитие окислительных процессов, но и наличие значительного его количества даже у самого дна. Исключением являются некоторые моря, имеющие очень ограниченный водообмен с океаном и большой материковый сток. В результате сильного опреснения поверхностного слоя создается резкая стратификация вод, сильно ограничивающая вертикальное перемешивание, благодаря чему в глубинах не только преобладают восстановительные процессы, но и появляется сероводород. Подобные условия отмечаются в Балтийском и Черном морях и совсем потерявшим связь с океаном Каспийским морем.

Если кислород на нашей планете образовался главным образом за счет фотосинтеза, то в этом случае немалую роль должен был сыграть Мировой океан.

Основные черты взаимодействия между циркуляцией атмосферы и вод Мирового океана . Все главнейшие особенности круговорота энергии и вещества осуществляются в процессе обращения водных и воздушных масс. Определяются они неравномерностью распределения солнечной энергии по земному шару и изменениями ее поступления во времени. В соответствии с расположением воды и суши вместо сплошных широтных зон высокого и низкого давления в атмосфере формируются квазистационарные циклоны и антициклоны. В то время, когда центры действия атмосферы в пределах материковых пространств, как правило, претерпевают сезонные изменения, переходя от антициклонов зимой к летним циклонам, над Мировым океаном один и тот же барический центры обыкновенно сохраняется в течение всего года. Благодаря этому зимой охлажденный воздух выносится с континента на океан, а летом - с океана на сушу, что способствует смягчению климата Земли.

Мы не будем здесь приводить карт давления воздуха и преобладающих ветров, как и поверхностных течений, достаточно хорошо известных по многочисленным атласам и даже школьным учебникам. При рассмотрении карты Мирового океана легко заметить, что океаны суживаются к северу, достигают наибольшей ширины в низких широтах, а в южном полушарии, между сороковыми градусами и Антарктидой, располагается сплошное водное пространство.

Как и в атмосфере, в гидросфере существуют два вида обращения вод: циклонический и антициклонический. В северном полушарии, как известно, в антициклонических круговоротах происходит перемещение водных и воздушных масс по часовой стрелке, а в циклонических - против; в южном полушарии направление движения меняется на обратное. Эти круговороты являются квазистационарными, г. е. постоянно существующими в одних и тех же областях земного шара. Оба вида циркуляции воздушных и водных масс теснейшим образом связаны между собой, так что одни и те же потоки являются периферийными частями смежных круговоротов, последовательно сменяющих друг друга с географической широтой. Поэтому одни и те же массы воды и воздуха последовательно переходят из одного круговорота в другой, осуществляя таким образом неразрывность движения. Интенсивность переноса вод находится в прямой зависимости от устойчивости воздушных потоков. Поскольку ветровой перенос увеличивается от полюсов к экватору, устойчивость и скорость основных течений, формирующих круговороты вод, повышаются в том же направлении. Увеличение интенсивности атмосферной циркуляции зимой и ослабление летом приводит к тому, что интенсивность обращения вод несколько повышаются в холодное время года и понижается в теплое. Однако вся система круговоротов вод и воздуха над океанами остается неизменной, лишь несколько смещаясь к югу в северном полушарии и к северу, когда холодный период наступает в южной половине земного шара. Исключением являются отдельные районы, главным образом связанные с муссонной сменой ветра; это прежде всего относится к северной части Индийского океана, Зондскому архипелагу, району, расположенному к западу от Австралии, и некоторым другим районам Мирового океана.

В соответствии с наличием в атмосфере в высоких широтах квазистационарных циклонов создается циклоническое обращение вод, а в низких широтах, где формируются антициклоны, наблюдается антициклоническая циркуляция вод. В северных частях океанов благодаря высокой активности барических минимумов циклонические круговороты вод выражены очень ярко и отличаются большой интенсивностью. В южных частях океанов в условиях сплошного водного пространства циклоническое обращение вод проявляется значительно слабее. Формируются они, как общий круговорот, между прибрежным Антарктическим течением, идущим на запад, и мощным потоком, который находится к северу и переносит поток воды на восток. Интенсивное циклоническое обращение вод создается лишь в отдельных местах, где этому благоприятствует конфигурация побережья Антарктиды. Эти явления имеют место в районе морей Уэдделла, Росса, Беллинсгаузена, в юго-западной и юго-восточной частях Индийского океана.

Антициклонические круговороты вод, располагающиеся в тропических и субтропических широтах Мирового океана, распространяются на обширную акваторию, примерно от экваториальной области до сороковых широт в обоих полушариях. В соответствии с большой устойчивостью и силой господствующих здесь ветров течения, составляющие антициклонические круговороты, обладают наибольшим постоянством и мощностью по отношению к другим потокам.

До последнего времени считалось, что антициклонические круговороты распространяются на всю ширину океанов. Однако оказалось, что в восточных частях океанов антициклонические круговороты вод сменяются циклоническими. Эти представления возникли в результате расчетов циркуляции вод, проведенных в Институте океанологии Академии наук СССР, по косвенным данным (температуре и солености воды).

Как же объяснить то, что под воздействием одного и того же барического поля - субтропического антициклона - одновременно формируются две различные системы циркуляции вод: антициклоническая и циклоническая? Здесь на помощь нам приходит теория советского океанолога В. Б. Штокмана, согласно которой при неравномерной поперечной скорости ветрового потока одного направления (в данном случае весьма устойчивого пассата) могут возникнуть течения взаимопротивоположных направлений. Действительно, анализ карт завихренности ветра показал, что в области расположения субтропических барических максимумов антициклонические круговороты вод должны создаваться только в западных частях океанов, тогда как в восточных - циклонические. Таким образом, получается, что в тропических областях океанов вдоль восточных их побережий происходит перенос вод от экватора к умеренным широтам. Ранее же существовало представление о том, что здесь в обратном направлении несут свои воды Канарское, Бенгуэльское, Калифорнийское и Перуанское течения. По новым картам циркуляции вод получается, что эти течения уходят от материков в открытый океан примерно у двадцатых градусов широты. По-видимому, какие-то их ветви могут сохраниться вдоль берегов. Надо полагать, что в этих районах существует сложная система течений, усугубляющаяся эффектом пассатного апвелинга (явление подъема глубинных вод, возникающее у тропических берегов восточных частей океанов в результате сгона поверхностных вод пассатами). Последующие экспедиционные исследования должны будут дать необходимые дополнительные сведения для уточнения тех условий, которые формируются в низких широтах восточных частей океанов.

В результате обращения «водных и воздушных масс в пределах циклонических и антициклонических круговоротов возникает целая система вертикальных перемещений. При циклонической циркуляции вод происходит их подъем в центральной части такого круговорота и опускание по периферии, а при антициклоническом - наоборот. В атмосфере благодаря обратному изменению плотности с удалением от поверхности земного шара (уменьшающейся в атмосфере и увеличивающейся в гидросфере) в центре циклонов наблюдаются восходящие движения, а в антициклонах - нисходящие. Таким образом, в круговорот энергии и веществ, возникающий у поверхности планеты, вовлекаются значительные массы воды и воздуха. В атмосфере вертикальные перемещения, вызванные приземными формами горизонтальной циркуляции, распространяются главным образом на тропосферу; в процессе ее взаимодействия со стратосферой создаются еще более сложные виды трансформации энергии и веществ. В Мировом океане, ограниченном дном и имеющим относительно небольшую вертикальную протяженность, перемещение вод в конечном счете распространяется на всю толщу. Благодаря этому происходит аккумуляция огромного количества энергии и веществ. Особенности их накопления и переноса в различных частях Мирового океана определяются структурой и вертикальной циркуляцией вод.

Структура вод Мирового океана . В противоположность атмосфере, о строении которой имеются более или менее подробные представления, структура вод Мирового океана изучена еще очень слабо.

Большое сходство атмосферы со структурой вод Мирового океана, однотипность развития процессов и в связи с этим условий, создающихся в верхней и нижней их частях, привели к мысли разделить и океанские воды на тропосферу и стратосферу. Действительно, для тропосферы Мирового океана, как и тропосферы воздушной оболочки, характерно интенсивное развитие процессов, связанных с влиянием всей совокупности, факторов, оказывающих воздействие на поверхность земного шара; толщина ее также определяется степенью развития конвективных процессов. Стратосфера Мирового океана представлена различными слоями воды, существенно отличающимися по своим свойствам и происходящим в них процессам. В противоположность тропосфере, где преобладает вертикальное перемешивание, в стратосфере океана главную роль играет перенос вод в горизонтальном направлении. Между тропосферой и стратосферой океана располагается также небольшой переходный слой - субтропосфера. Впервые эта аналогия была подмечена еще в 30-х годах нашего столетия.

В океанологии давно уже установилось представление о наличии в Мировом океане нескольких видов водных масс, наименование которым дается в соответствии с глубиной их расположения: поверхностные, промежуточные, глубинные и придонные. Каждый такой вид, в свою очередь, подразделяется на целый ряд водных масс, отличающихся по своим свойствам, условиям формирования, местонахождению и характеру перемещения от других вод, находящихся в пределах тех же глубин. Так, например, поверхностные водные массы, в соответствии с зональным изменением, природных условий, делятся на полярные, субполярные, умеренные, субтропические, тропические и экваториальные. В свою очередь, спи подразделяются на подтипы в связи с теми конкретными условиями, которые складываются в данном широтном поясе в том или ином океане, как, например, северотропические, тихоокеанские, южнотропические тихоокеанские, экваториальные атлантические, индийские и тихоокеанские и т. п. Аналогичное подразделение существует и в отношении промежуточных, глубинных и придонных водных масс.

Таким образом, под водными массами подразумеваются большие объемы воды, отличающиеся специфическими признаками, которые они приобретают в определенных районах и сохраняют при перемещении за пределы области своего формирования. Эти признаки сохраняются даже после значительной трансформации, происходящей в результате смешения с другими типами вод.

Поскольку каждому виду водных масс свойственны однотипные процессы, изменяющиеся в соответствии с глубиной их расположения, для понимания структуры вод Мирового океана основное значение имеет изменение свойств вод по вертикали. В горизонтальном направлении меняется не структура вод, а характеристика однотипных водных масс. Поэтому под структурой вод следует понимать закономерности изменения физико-химических свойств вод по вертикали, проявляющиеся в определенном сочетании различных водных масс по глубине. Слой воды, в пределах которого находятся однотипные водные массы, был назван структурной зоной. При этом к тропосфере океана относится только поверхностная структурная зона, а к стратосфере промежуточная, глубинная и придонная.

Теперь коротко остановимся на характеристике каждой структурной зоны.

Поверхностная структурная зона или тропосфера океана отличается наиболее интенсивным развитием процессов, обусловленным активным обменом веществ и энергией с атмосферой и тем, что она подвергается воздействию всех внешних сил (солнечной радиации, ветру и остальной массе внешних физико-географических факторов). Стратификация ее вод определяется главным образом взаимодействием процессов ветрового и конвективного перемешивания, а также циркуляцией вод, вызываемой всеми упомянутыми факторами. Ветровое перемешивание приводит к созданию относительно однородного поверхностного слоя, нижняя граница которого определяется глубиной распространения волнового перемешивания. Эта однородность постоянно нарушается процессами взаимодействия с атмосферой, обусловливающими нагревание или охлаждение, опреснение или осолонение поверхностных вод, что приводит к повышению или понижению их плотности. Вместе с тем эти процессы возбуждают конвекцию, термическую в холодное время года и соленосную - в теплое. Охлажденные или осолоненные воды в местах интенсивного развития конвекции, проникая в поверхностный слой, распространяются затем в горизонтальном направлении, вовлекаясь в сложную систему циркуляции вод поверхностной зоны Мирового океана; за счет этого в высоких широтах в теплое время года под прогретым поверхностным слоем сохраняется холодная прослойка, а в низких широтах - подповерхностные осолоненные воды. Они-то и определяют характеристику нижнего слоя поверхностной зоны. Таким образом, в пределах поверхностной структурной зоны выделяются поверхностный и нижний (или конвективный) слой, разделяющийся слоем скачка. Толщина поверхностного слоя в среднем по всему Мировому океану составляет 20-30 м, слоя скачка примерно в 2 раза больше, а конвективного - 150-200 м.

Средняя глубина расположения нижней границы поверхностной структурной зоны в Мировом океане отмечается на 200-250 м. При этом она оказывается приподнятой в высоких широтах и в экваториальной области в результате преобладания восходящих потоков и опущений в умеренных широтах за счет более интенсивной конвекции. Различие в ее положении в каждом из океанов невелико.

Переходная зона, или субтропосфера океана, по-видимому, в большей степени связана с интенсивными процессами вертикального перемешивания, характерными для тропосферы, нежели с менее активными процессами, свойственными стратосфере океана, в частности, ее промежуточной зоне. Отсюда могут возникнуть соображения о том, нужно ли вообще выделять переходную зону и не следует ли отнести ее к тропосфере океана. Последующие исследования должны будут внести необходимую ясность в этот вопрос. На данном же этапе выделение ее представляется необходимым, поскольку наличие такой переходной зоны между тропосферой и стратосферой океана, существенно разнящихся по характеру протекающих в них процессов, вполне естественно. Нижняя граница субтропосферы в среднем по всему Мировому океану располагается на глубинах от 300-350 до 500-550 м. Средняя толщина субтропосферы в Мировом океане от 200-250 м в высоких широтах увеличивается до 250-300 м в умеренных широтах и сокращается в низких широтах до 150 м.

Промежуточная зона резко отличается от выше и нижележащих вод по своей температуре (в высоких широтах) или солености (в умеренных и тропических областях). Находящиеся здесь промежуточные водные массы, формируясь в основном из поверхностных вод, широко распространены по всему Мировому океану. Нижняя граница промежуточной зоны располагается на глубинах от 1000 до 2000 м. При этом сна опускается вблизи Антарктиды до 1500-1700 м за счет преобладания нисходящих потоков, затем довольно резко поднимается в субантарктической области до 800-1100 м вследствие наличия здесь циклонического обращения вод, наоборот, сильно опускается в районах субтропических антициклонических круговоротов вод до 1800-2000 м и значительно поднимается между ними до глубины 1100-1200 м в экваториальной области. Толщина промежуточной структурной зоны в Мировом океане в среднем изменяется от 600-800 до 1200-1400 м. При этом в высоких широтах и в местах антициклонических круговоротов вод, где преобладает опускание водных масс, она толще, составляя 1200-1500 м; в экваториальной зоне она тоньше, уменьшаясь до 900-1000 м, а в областях циклонических круговоротов вод - даже до 600-800 м за счет преобладающего подъема вод. Таким образом, промежуточная зона в 4-6 раз толще поверхностной и переходной структурных зон.

Глубинная структурная зона отличается наибольшим развитием по вертикали по сравнению со всеми остальными структурными зонами. Нижнюю ее границу определить, пожалуй, легче, чем все остальные границы структурных зон. Причина заключается в том, что различны процессы, протекающие по обе стороны этой границы. Выше нее, в глубинной структурной зоне, преобладают процессы, связанные с общими закономерностями циркуляции вод, ниже, в придонной структурной зоне, свойства вод в основном формируются за счет локальных условий, к числу которых в первую очередь следует отнести: рельеф дна и в соответствии с ним особенности водообмена, взаимодействие между водной средой и океанским дном, а также адиабатические процессы. Поэтому положение нижней границы глубинной структурной зоны в значительно меньшей степени связано с теми факторами, которые обусловливали конфигурацию соответствующих границ вышележащих структурных зон.

Нижняя граница глубинной структурной зоны, в среднем по всему Мировому океану, прослеживается на глубине около 4000 м. Наиболее высоко она располагается у Антарктиды, поднимаясь до 2500-3500 м, что следует связать с придонными антарктическими водами; формируясь здесь и опускаясь затем вдоль материкового склона южного материка, они далеко распространяются затем в пределах придонной структурной зоны. С удалением от Антарктиды нижняя граница 1лубинной структурной зоны резко опускается в области субполярных котловин, окаймляющих этот материк. В остальной части Мирового океана в положении данной границы трудно усмотреть какие-либо общие хорошо выраженные закономерности. Толщина глубинной структурной зоны в условиях относительно мало изменяющейся нижней ее границы определяется закономерностями изменения верхней границы, четко увязывающимися с особенностями циркуляции вод. В соответствии с этим толщина глубинной зоны в экваториальной области оказывается очень большой - около 3000 м. Примерно такова же она и в районе субантарктических котловин. Наименьшая толщина глубинной структурной зоны отмечается в областях тропических антициклонических круговоротов вод, где она сокращается в среднем по Мировому океану до 1200-1700 м. Другим подобным районом является приантарктический, где верхняя граница рассматриваемой зоны опускается, а нижняя поднимается. В прочих частях Мирового океана толщина глубинной структурной зоны составляет 2000-2500 м. Таким образом, она характеризуется наибольшей толщиной, примерно в 2 раза большей, чем толщина промежуточной структурной зоны.

Придонная структурная зона отличается большими изменениями толщины, связанными с изменениями глубины дна. Поэтому целесообразно определять ее по отношению к какой-либо условной глубине. Наиболее удобной отсчетной поверхностью является поверхность в 5 тыс. м. Таким образом, условная толщина придонной зоны будет определяться между верхней ее границей и глубиной 5000 м. В этих границах толщина ее большей частью составляет 1000-1500 м. Наибольшую толщину придонная структурная зона имеет в Тихом океане за счет несколько более высокого положения верхней ее границы и особенно значительных глубин дна. Наименьшей толщиной она отличается в Атлантическом океане, где преобладают небольшие глубины дна и более глубоко располагается верхняя ее граница.

В заключение необходимо указать на то, что структура вод Мирового океана отличается исключительно большой стабильностью. Сопоставление данных, собранных за все время существования океанологии, показало неизменность условий во всей толще океанов. Это можно объяснить квазистационарностью вертикальной циркуляции вод и тем, что каждая структурная зона обладает самостоятельной системой обращения вод. Вся изменчивость природных условий, отмечающаяся от сезона к сезону и от года к году, возникающая в процессе взаимодействия атмосферы и гидросферы, в основном ограничивается тропосферой обеих оболочек. В стратосфере Мирового океана (при огромных ее размерах, колоссальном количестве энергии и веществ, стабильности структуры и циркуляции вод) все эти изменения полностью нивелируются. Тем самым поддерживается общая однотипность природных условий, свойственных каждому отдельному планетарному циклу развития нашей планеты. С переходом к другому планетарному циклу изменится характер взаимодействия между атмосферой и гидросферой, в соответствие с чем изменится циркуляция водных и воздушных масс, структура вод, а следовательно, и общий круговорот энергии и веществ. В этом свете особый интерес представляет рассмотрение вертикальной циркуляции вод.

Основные представления о вертикальной циркуляции и переносе вод в меридиональной плоскости океанов . Рассматривая вертикальную циркуляцию вод в меридиональной протяженности океанов, мы можем выявить основные закономерности, свойственные переносу вод в каждом океане и сопоставить их между собой. Вместе с тем меридиональное обращение вод играет очень большую роль в круговороте энергии и веществ. В пределах поверхностной и промежуточной структурных зон меридиональные переносы вод происходят не только по периферии циклонических и антициклонических круговоротов вод; подъем вод в центральных частях циклонических систем и опускание их в антициклонических приводит к возникновению между ними меридионального водообмена. В глубинной и придонной структурных зонах меридиональные переносы вод, по-видимому, вообще являются преобладающими.

Представления о вертикальной циркуляции вод в меридиональной плоскости океанов составлены на основе расчетов, проведенных по косвенным данным (температуре и солености вод). Построенные по ним схемы были затем обобщены для того, чтобы составить представление об основных переносах вод. Толщина стрелок отражает в принятых градациях преобладающие скорости переноса вод в горизонтальном направлении, а головки этих стрелок - величины перемещения по вертикали.

Не вдаваясь в подробный анализ схемы основных переносов вод, который имеет специальный интерес, кратко остановимся лишь на общих закономерностях. Самой главной из них, как уже упоминалось, следует считать наличие самостоятельных систем обращения вод в каждой структурной зоне. В то же время между структурными зонами происходит активный водообмен, который также отличается большим постоянством, благодаря чему количество вод, переходящих из одной структурной зоны в другую, остается неизменным. Кроме того, необходимо отметить однотипность переносов вод в меридиональных плоскостях океанов и хорошую связь между вертикальной и горизонтальной циркуляцией вод. В низких широтах в соответствии с наличием горизонтальных квазистационарных антициклонических круговоротов вод в центральных их частях (примерно между 10 и 30° северного и южного полушарий) преобладает опускание вод, в высоких широтах - подъем, обусловленный существованием горизонтальных циклонических круговоротов. При этом восходящие движения захватывают значительно большую толщу вод, нередко от самого дна до поверхности океана, тогда как нисходящие перемещения распространяются на сравнительно небольшую глубину (не более 1500-2000 м). Это и понятно, так как значительно труднее нагнетать менее плотные воды из верхних слоев океана в глубину с высоким давлением и все возрастающей плотностью, чем подымать их в слои с меньшей плотностью и давлением.

В пределах поверхностной и промежуточной зон отмечается некоторое преобладание меридиональных переносов вод в направлении от высоких широт к экватору. В глубинной и придонной зонах меридиональный перенос вод нередко прослеживается почти по всей протяженности океанов. По антарктической области, вполне естественно, получены совершенно идентичные схемы вертикальной циркуляции вод.

Величины вертикальных составляющих скорости течений в среднем по всему Мировому океану от наибольших значений порядка нескольких единиц на 10 -3 см/сек в поверхностной структурной зоне уменьшаются до нескольких единиц на 10 -4 см/сек в глубинной и придонной зонах без существенных их изменений в широтном направлении. Более заметны изменения горизонтальных составляющих течений, как и более значительны различия абсолютных величин скоростей между отдельными структурными зонами. Максимальными они оказываются в приэкваториальной области поверхностной зоны, доходя в среднем по всему Мировому океану до 35 м/сек. С ростом широты скорость меридионального переноса вод постепенно уменьшается до 1-2 см/сек у 40-50°, а затем снова увеличивается до 10-20 см/сек в субполярных районах. В промежуточной зоне скорости меридионального переноса вод уже значительно меньше; они меняются от нескольких десятых до 5-8 см/сек. В глубинной и придонной зонах преобладают величины от 0,2 до 0,8 см/сек, причем в первой из них в целом они несколько больше.

Наши представления о вертикальной циркуляции вод и связанном с ней круговороте энергии и веществ еще очень ограничены. Глубокое их исследование позволит не только познать законы, определяющие формирование и изменение природы на нашей планете, но и найти пути управления ими.

Океан и проблема преобразования климата . В процессе обращения воздушных масс под океаном формируются основные их свойства, оказывающие большое влияние на климат. В качестве примера можно указать на то, что мягкий климат Европы связан с выносом огромной массы тепла и влаги с Атлантики преобладающими западными ветрами; по существующим расчетам через каждый сантиметр западного побережья этого материка в течение года с океана приносится 4 тыс. млрд, калорий тепла. В обогреве северной Атлантики большую роль играет мощное теплое течение Гольфстрим, выносящее к берегам Европы хорошо прогретые тропические воды. Благодаря полярной его ветви, огибающей Скандинавию, Мурманский порт оказывается доступным судам в продолжение всего года, тогда как Ждановский порт на Азовском море, расположенный на 2500 км южнее, примерно на два месяца замерзает.

Северная Америка лишена подобного благотворного влияния океана из-за того, что она отгорожена высокими Кордильерами. Теплый и влажный воздух, приносимый западными ветрами, скапливаясь у горной гряды; подымается кверху, отдавая тепло верхним слоям атмосферы, а водяные пары, конденсируясь, изливаются дождем, скатываясь затем по склонам обратно в океан. Это одна из основных причин, обусловливающих опреснение поверхностных вод Тихого океана, накладывающего большой отпечаток на стратификацию и вертикальную циркуляцию его вод.

Еще одним подобным примером тесного взаимодействия между гидросферой и атмосферой может служить область ярко выраженных муссонов, в сферу действия которых попадает юго-восточная часть Азии, север Индийского океана и Зондский архипелаг. Благодаря сезонной смене направления муссонов полностью изменяется характер циркуляции вод в северной части Индийского океана. В Южное полушарие смещается экваториальная зона со свойственными ей специфическими, климатическими и гидрологическими условиями, происходит резкое опреснение поверхностных вод Бенгальского залива и прилегающих акваторий со всеми вытекающими последствиями в отношении структуры и вертикальной циркуляции вод. Только во время зимнего муссона, дующего с материка, направление которого совпадает с пассатами, характерными для этих широт во всех других частях Мирового океана, на севере Индийского океана формируется обычная система обращения вод. Летний муссон, имеющий обратное направление, приводит к полному изменению переноса вод. Приносимый с океана теплый, богатый водяными парами воздух создает на суше очень душный и влажный климат. При встрече с Гималаями воздушные массы начинают подниматься, и огромное количество воды, стекая по склонам, выносится реками обратно в океан.

Наоборот, резко континентальный климат Азии и Северной Америки обусловлен очень слабым влиянием океана. Отсюда и возникли идеи искусственного изменения климата путем усиления воздействия проходящих поблизости мощных течений: Гольфстрима и Куросио. В США еще в конце прошлого века появился проект смягчения климата с помощью перегораживания Флоридского пролива и сооружения канала поперек полуостроства Флорида (в месте соединения его с материком) для того, чтобы Гольфстрим проходил вдоль Северной Америки на значительно большем протяжении, чем теперь. Тем самым предполагалось создать в восточной части США субтропический климат. Однако от осуществления этого проекта пришлось отказаться, так как было доказано, что в условиях преобладания западных ветров трудно ожидать от него большого эффекта. Впоследствии для тех же целей было предложено отвести в океан с помощью плотины антипод Гольфстрима - холодное Лабрадорское течение. Этот проект продолжает обсуждаться и сейчас, причем мнения специалистов разделились: одни считают, что он может сыграть большую роль в улучшении климата, тогда как другие пытаются доказать обратное.

Аналогичный проект существует и в отношении воздействия на Куросио, с тем, чтобы смягчить климат нашего Дальнего Востока, Сахалина и Камчатки. Советский инженер Н. Г. Романов путем сооружения плотины в проливе Невельского (отделяющего Сахалин от материка) рассчитывает увеличить приток теплых вод в Охотское море. С помощью ворот, открывающихся только на север, он предполагает накачивать воды из Японского моря, гонимые приливной водной. Благодаря этому, по расчетам автора проекта, средняя годовая температура води на поверхности Охотского моря повысится на 10° и теплоотдача в атмосферу окажется настолько большой, что климат прилежащих сухопутных пространств станет значительно мягче.

Другой советский инженер П. М. Борисов успешно работает над проектом изменении климата Арктики путем уничтожения льдов Северного Ледовитого океана, для того чтобы резко увеличить теплоотдачу в атмосферу. Для этого предусматривается перегораживание плотиной Берингова пролива с мощными насосами для откачивания в Тихий океан холодных арктических вод. Таким образом П. М. Борисов рассчитывает значительно увеличить компенсационный приток теплых вод из Атлантического океана, которые и должны привести к растоплению льдов и основательному повышению температуры воды.

Несмотря на всю привлекательность идеи преобразования природы суровой Арктики, с ее осуществлением далеко не все ясно. И это прежде всего относится к возможности уничтожения льдов. Дело в том, что в годы повышенной циклоничности Арктики уменьшается вынос тепла и влаги с Атлантики в Европу и наоборот. С уничтожением льдов сильно увеличится теплоотдача в атмосферу с поверхности океана. Это приведет к резкому увеличению циклоничности в высоких широтах и сильному ее ослаблению в умеренной зоне. Последнее вызовет значительное уменьшение осадков: усилится континентальность климата на большей части Советского Союза за счет снижения температур воздуха. Таким образом, изменения климатических и природных условий в умеренных широтах могут пагубно сказаться на хозяйственной деятельности человека. Следует опасаться и передвижения зоны пустынь к северу. На этом примере видно, как осторожно надо подходить к разработке и оценке всевозможных проектов, в условиях той сложной системы взаимодействия, которая имеет место между океаном и атмосферой. Нарушение одной из цепей общего круговорота энергии и веществ может повлечь за собой такие последствия, которые далеко не всегда окажутся желательными.

В наш космический век начали появляться очень смелые идеи и проекты, которые должны позволить человеку коренным образом переделать природу всей планеты на основе использования огромных дополнительных масс солнечной энергии. Один такой проект предложил молодой советский инженер В. Черенков, другой - известный американский физик Дайсон. Не останавливаясь подробно на их рассмотрении, заметим лишь, что проекты коренного переустройства природы Земли, основанные на дополнительном поступлении солнечной энергии, имеют большие преимущества перед локальными проектами изменения климата отдельных частей Земли. Последние, как мы это видели на примере преобразования природы Арктики, улучшая условия в одной части планеты, могут привести к ухудшению их в другом месте. Общее же увеличение притока солнечной энергии на всей планете, не нарушая отдельных звеньев круговорота энергии и веществ, обусловит переход искусственным путем к новому циклу развития природных процессов. Со временем человек найдет пути не только изменения общего круговорота энергии и веществ на Земле, но, по-видимому, научится и регулировать его, с тем чтобы создать такие природные условия, которые для него будут наиболее благожелательны.

Всем доброго времени суток! Мы с Вами знаем, что везде на планете разный климат. А что влияет на климат, если Вам это надо знать, тогда прочтите эту статью...

Мы говорим о климате, если нас интересует какая будет погода в курортной зоне в определенный период времени, сухой или жаркой.

Солнечные лучи, в районе полюсов, преодолевают более толстые слои , это значит, что атмосфера получает больше солнечного излучения. В приполярных районах солнечные лучи, достигая поверхности Земли, рассеиваются по гораздо большей площади, чем в районе экватора.

Так же на температуру влияет высота местности над уровнем моря. На каждые 1000 м подъема над уровнем моря, температура в среднем снижается на 7°С.

По этой причине, в высокогорных районах тропиков гораздо холоднее, на находящихся на той же широте, морских побережьях, а холодный полярный климат царит на вершинах высоких гор.

На выпадение дождей так же влияют горы.

Влажные океанические ветры, которые поднимаются над горным хребтом, способствуют формированию , и на склоны выпадают обильные осадки. Ветры стремятся вобрать в себя влагу и становятся теплее, когда они переваливают через гребень и начинают опускаться.

Поэтому горные склоны, обращенные к , пропитаны влагой, а подветренные часто остаются сухими. Считается, что в дождевой тени располагается сухая область.

В приморских районах климат обычно мягче, чем в глубине суши. Например, морские и береговые бризы влияют на климат. нагревается медленнее, чем земная поверхность.

Теплый воздух днем поднимается вверх, а более холодный воздух, поступающий с моря, занимает его место. А в ночное время происходит обратное. Бризы дуют с суши на море, так как море остывает медленнее, чем земля.

Океанические течения влияют на температуру.

Теплое течение Гольфстрим пересекает по диагонали Атлантический океан от северо-западных берегов до Мексиканского залива.

Дующие вдоль Гольфстрима морские ветры, в направлении берега, в этой части Европы обеспечивают намного более мягкий климат, чем на расположенном, на той же широте побережье Северной Америки.

На климат так же влияют холодные течения. Например, у юго-западного побережья , Бенгельское течение и у западного побережья Южной Америки Перуанское (или Гумбольдта) — охлаждают тропические регионы, иначе там было бы ещё жарче.

Вдали от смягчающего воздействия моря, в центре континентов, наблюдается суровый с намного более холодной зимой и более жарким летом, чем в прибрежном районе той же .

Влияние моря.

В самое теплое время года, средняя температура составляет 15 — 20°С, хотя вдали от побережья, она часто бывает выше, где не сказывается смягчающее влияние моря.

По сравнению с находящимися в тех же районах широтами, но далеко от моря, зимняя температура необычно высокая. Здесь обычно среднемесячная температура выше 0°С.

Но иногда, холодный континентальный или полярный воздух вызывает снижение температуры, и снежная погода стоит несколько недель.

В количестве осадков наблюдается большой перепад: часто много влаги выпадает в прибрежных горах, но гораздо суше в равнинной восточной части.

Раньше лиственными лесами (осенью деревья сбрасывают листву) были покрыты зоны холодного умеренного климата. Но была вырублена большая их часть, и сейчас густо заселены значительные территории этих районов.

Западная часть с холодной зимой и теплым летом относится к зонам холодного умеренного климата. Субарктический климат с очень холодной зимой и коротким холодным летом наблюдается в других районах, включая Сибирь и большую часть Канады.

В этих местах не более 150 дней длится безморозный период. Большую часть этого субарктического района занимает Тайга – гигантские хвойные леса.

В условиях долгой и суровой зимы, научились выживать хвойные деревья (лиственница, пихта, ель и сосна). Все хвойные деревья, за исключением лиственницы – вечнозеленые, готовые, как только наступит весеннее потепление, начать расти.

Таких хвойных лесов в южном полушарии нет, потому что там, на соответствующих широтах, отсутствуют большие участки суши.

Таким образом, мы узнали, что влияет на климат, и что такое климат вообще. Теперь можно понять, почему в разных местах планеты разный климат. Применяйте знания 🙂

Теплые течения - трубы водяного отопле­ния земного шара.

А. И. Воейков

Мировой океан, или гидросфера Земли, объединяет почти все океанические и морские воды, имеющие единую по­верхность. Он занимает почти три четверти поверхности земного шара - 361 млн. км 2 , в то время как суша - только 149 млн. (рис. 14).

Средняя глубина относительно невелика - 3,8 км. Столь тонкую гидросферу можно уподобить пленке тол­щиной в 1 мм на глобусе диаметром 3 м. Но она играет огромную роль в органической жизни и климатах Земли.

Океан - колыбель жизни. В далеком прошлом в теп­лых и тихих морских лагунах возникли и развивались первые живые клетки, а потом и простейшие организмы. Если бы жидкая пленка испарилась, то на обсохшей Земле не нашлось бы ни одного уголка для современного высокоразвитого органического мира. Да и тепловой режим стал бы иным - в январе на Северном по­люсе вместо современной средней температуры -30° стало бы -80°.

Океаническая поверхность из всех естественных поверхностей Земли является лучшим поглотителем солнечной радиации. Но та же поверхность в другом агре­гатном состоянии (лед и снег) является наиболее совер­шенным отражателем. Хотя температурная гамма по­верхности океана и приземного слоя атмосферы невелика, но вода в этом тесном диапазоне довольно часто и быстро меняет свое состояние. Такая изменчивость резко сказывается на климате.

Океан - огромный дистиллятор. Он ежегодно испа­ряет 448 000 км 3 воды, а континенты - только 71 000. Чем теплее океан, тем больше он испаряет влаги. Влаж­ный воздух, укрывая планету, понижает утечку тепла в космическое пространство, лучше орошает земли и облегчает земледельцу выращивание обильных урожаев. Океан - мощный терморегулятор планеты. Благо­даря большой массе воды и ее высокой теплоемкости (в 3200 раз большей, чем у воздуха) он летом аккумули­рует солнечное тепло и расходует его зимой на обогрев атмосферы, выравнивая межсезонную изменчивость кли­мата. В ряде случаев океан выравнивает и межгодовые колебания. Материки не способны аккумулировать тепло, поэтому континентальность климата, как правило, воз­растает с удалением от границ с океаном.

Воды океана находятся в беспрерывном движении. Они больше, чем суша, поглощают солнечное тепло и являются генеральным поставщиком энергии в глобаль­ные ветровые системы. Ураганы и штормовые ветры энер­гично перемешивают и перемещают водные массы. Так, течение Западных ветров в Южном полушарии ежегодно переносит вокруг Земли около 6 млн. км 3 воды, что равно двум объемам Средиземного моря. Особенно активен поверхностный 100-200-метровый слой. Но и подповерх­ностные и даже придонные слои океана находятся в вечном движении. Морские течения приносят большие массы тепла и холода. Частица воды может совершить в Мировом океане любые кругосветные путешествия, меняя свое состояние, нагреваясь под экватором и обращаясь в лед в полярных водах обоих полушарий.

Морские течения вместе с воздушными выравнивают температуру между полярными и тропическими широ­тами и полностью выполняют роль, отмеченную в эпи­графе словами А. И. Воейкова.

В табл. 4 приведены температуры по широтным поясам, вычисленные и наблюдаемые. Разность является резуль­татом теплообмена, определяемого циркуляционными про­цессами в атмосферной и гидросферной оболочках Земли. Легко видеть, как сильно сказывается межширотный теплообмен на температурное поле Земли. Если бы его не было, то в экваториальном поясе температура подня­лась бы на 13°, а в широтах от 60° северной широты до по­люса температура в среднем снизилась бы на 22°. На ши­ротах Москвы и Ленинграда господствовал бы климат современной Центральной Арктики, т. е. совершенно непригодный для растительного мира.

Количественное представление о межширотном пере­носе тепла морскими и воздушными циркуляционными процессами дает табл. 5.

Как видно из таблицы, приход солнечной коротко­волновой радиации быстро уменьшается от экватора к полюсу, что находит объяснение в шарообразности Земли. Потери через длинноволновую радиацию, нао­борот, остаются почти неизменными во всех широтных поясах, так как шарообразная поверхность Земли здесь не имеет значения. Отсюда возникает относительный из­быток тепла в широтах ниже 40° и недостаток выше этой границы, что порождает контрасты температур, приве­денных в табл. 4. В реальных условиях, как мы видели, избыток и недостаток тепла уравновешиваются за счет межширотного теплообмена, осуществляемого через ме­ханизмы водо- и воздухообмена.

Практический интерес представляет вопрос - кому же принадлежит определяющая роль в транспортировке тепла от планетарного котла к планетарному холодиль­нику, т. е. от экваториальных и тропических широт к по­лярным? Морской или воздушной адвекции?

В разное время вклад каждой из этих адвекций раз­личен. В современных условиях и в более холодных в прошлом, когда Арктический бассейн в значительной своей части круглый год покрыт дрейфующими льдами, морская адвекция относительно невелика, но по мере того, как в Арктический бассейн нагоняются атланти­ческие воды, ее роль возрастает. Современное соотноше­ние морской и воздушной адвекций отдельными исследо­вателями определяется по-разному: от 1:2 в пользу возду­хообмена до 1:1,5 в пользу морской адвекции. Мы же в своих расчетах воздушную адвекцию в счет принимать не будем, так как ее относительная и абсолютная значи­мость в акриогенных условиях естественно падает. Тот относительно небольшой вклад тепла, который вносит воздушная адвекция, мы будем резервировать в «запас прочности».

А. И. Воейков, называя морские течения регулято­рами температуры, считал, что «воздушные течения далеко не в такой степени содействуют уравнению температур между экватором и полюсом, как морские течения, и по своему прямому влиянию в этом отношении не могут сравняться споследними. Но косвенное влияние их очень велико».

П. П. Лазарев в 1927 г. построил модель океанических и атмосферных циркуляции. Эта модель показала, что океанические течения, проходя через Северный полюс и принося в полярную область большое количество тепла, отепляют ее. Отдавая должное советскому эксперимен­татору, англичанин Брукс отмечал: «Когда модель отображала современное распределение суши и моря, возникавшие в бассейне течения до мелочей оказывались сходными с ныне существующими течениями … В мо­делях, воспроизводивших условия теплых периодов, океа­нические течения проходили через полюс, между тем как в моделях холодных периодов ни одно течение не пере­секало полюса».

Брукс отвергал: самодовлеющую роль атмосферной циркуляции и считал, что возможные ее изменения не спо­собны сами по себе, без привлечения других факторов, вызвать крупные климатические изменения. «Роль атмо­сферной циркуляции, - писал он, - следует рассмат­ривать как регулирующую, иногда, возможно, усиливаю­щую, но не порождающую крупнейшие климатические колебания». Если морские течения, по меткому опре­делению А. И. Воейкова, служат терморегуляторами климата, то этого нельзя сказать о макроциркуляциях атмосферы. Из всех климатообразующих факторов, как отмечал Б. Л. Дзердзеевский, они при своей динамич­ности являются наименее постоянным фактором.

Анализ донных отложений в Арктическом бассейне также подтвердил, что именно морские течения по сравне­нию с воздушными играют определяющую роль в форми­ровании климата. В тех случаях, когда теплые атланти­ческие воды слабо проникали в Арктический бассейн, температура в полярных широтах падала. Низкая темпе­ратура приводила не только к восстановлению ледяного покрова бассейна, но и к возрождению ледниковых щи­тов на континентах.

Придавая огромное значение направлениям морских течений в формировании климата, А. И. Воейков писал: «Не вправе ли мы сказать, взвесив главные условия, влия­ющие на климат: без всякого изменения массы нынешних течений, без изменений средней температуры воздуха на земном шаре опять возможна температура в Грен­ландии, подобная бывшей там в миоценовый период, и опять возможны ледники в Бразилии. Для этого требуются лишь известные изменения, направляющие течения иным образом, чем теперь». Много лет спустя академик Е. К. Федоров указал на необходимость тщательного изучения возможных изменений климата в связи с откло­нением некоторых морских течений, считая, что оно должно стать одним из важнейших направлений в наших исследованиях.

Поэтому будет полезным напомнить краткие характе­ристики современных океанических течений (рис. 15).

Наиболее мощным теплым течением Мирового океана, оказывающим решающее воздействие на климат Северного полушария, является система течений Северной Атлан­тики под общим названием Гольфстрим. Система охва­тывает огромное пространство от Мексиканского залива до берегов Шпицбергена и Кольского полуострова. Собст­венно же Гольфстримом называется участок от места слияния Флоридского течения с Антильским (30° север­ной широты) до острова Ньюфаундленд. На широте 38° мощность достигает 82 млн. км 3 /сек, или 2585 тыс.км 3 /год.

В районе Новой Шотландии и южного края Ньюфаунд­лендской банки Гольфстрим соприкасается с холодными распресненными водами течения Кабота, а затем с водами холодного течения Лабрадор. Мощность Лабра­дора составляет примерно 4 млн. м 3 /сек. Оно вместе с холодными водами выносит в район Большой Банки морские льды и айсберги.

Льды морского происхождения обычно держатся над са­мой банкой и, попадая в воды Гольфстрима, быстро тают. Айсберги же имеют более продолжительную жизнь. Попав в воды Гольфстрима, они дрейфуют на северо-восток и даже снова на север, а нередко совершают длительное плавание по всей Северной Атлантике. В исключительных случаях они заносятся на юг, почти до 30° северной ши­роты, а на восток почти до Гибралтара.

Значительная часть айсбергов распространяется по ок­раинам Большой Банки, особенно по северным, где, садясь на мель, они остаются до тех пор, пока не растают на­столько, что их уменьшенная осадка позволяет им про­должать свой дрейф дальше.

Помимо морских льдов и айсбергов в районе Нью­фаундленда, как и у берегов Лабрадора, встречается и донный лед, по мере образования всплывающий на по­верхность и участвующий в общем дрейфе льда. Поскольку температурная разность контакта Гольфстрима и Лабра­дора очень велика, воды Гольфстрима сильно охлаждаются.

Пройдя Большую Ньюфаундлендскую банку, Гольф­стрим под названием Северо-Атлантического течения дви­жется на восток со средней скоростью 20-25 км/сутки и по мере продвижения к берегам Европы принимает северо-восточное направление. За банками Ньюфаунд­ленда оно отделяет ветви-рукава, теряющиеся в водо­воротах. Около 25° западной долготы от южного его края отходит большая ветвь Канарского течения к Пиреней­скому полуострову.

При подходе к Британским островам от Северо-Атлан­тического течения отделяется с левой стороны большая ветвь - течение Ирмингер, направляющееся на север в сторону Исландии; основная же масса, пересекая порог Уайвилла-Томсона, проходит в проливе между Шетланд­скими и Фарерскими островами и входит в Норвежское море.

Линия порогов Уайвилла-Томсона, а затем Гренландско-Исландский порог являются четкой границей между Атлантическим и Ледовитым океанами. На глубине 1000 м к югу от Фареро-Шетландского порога, имеющего глубину менее 500 м, температура воды почти на 8° выше, чем к се­веру. Соленость на той же глубине с южной стороны по­рога больше на 0,3 промилле. Объяснение этой исключительной контрастности кроется в отклонении к западу глубинных слоев теплых вод на южной стороне, в то время как на се­верной стороне порога холодные воды отклоняются им на восток. В результате на севере от порога вся глубоко­водная часть Гренландского и Норвежского морей запол­нена очень холодной и плотной водой. Эта система поро­гов также разграничивает области с преобладанием на по­верхности атлантических и арктических вод.

Северо-Атлантическое течение, минуя пролив между Фарерскими и Шетландскими островами, под названием Норвежского теплого течения проходит вдоль западного побережья Скандинавского полуострова. В районе пере­сечения Северного полярного круга, с левой стороны от него отходит ветвь самостоятельного потока теплых вод, имеющая во все сезоны года устойчивое направле­ние на север.

Западнее мыса Нордкап, от Норвежского течения с правой стороны отходит на восток в Баренцево море Нордкапское течение. Восточнее 35 меридиана оно хотя и разбивается на мелкие струи, но играет заметную роль в термине Баренцева моря. Так, малая по мощности Мурманская ветвь делает Мурманский порт открытым круглый год для свободного плавания судов любого типа.

Вследствие большей плотности атлантические воды на значительной части акватории Баренцева моря погружаются под легкие слои местной воды. Часть атлан­тических вод проникает в Карское море. Вместе с тем теп­лая атлантическая вода под слоем местной полярной воды заходит в Баренцево море также и с севера, со стороны Арктического бассейна по глубоким желобам западнее и восточнее Земли Франца-Иосифа, куда она попадает как ответвление от уже глубинного Шпицбергенского течения.

Левая ветвь Норвежского течения после отхода от него Нордкапской ветви идет на север под названием Шпиц­бергенского. Основной поток его при входе в пролив Шпицберген-Гренландия теряет часть своей кинетической и тепловой энергии за счет того, что пролив отражает часть водных масс и за счет бокового смешивания с во­дами встречного холодного Восточно-Гренландского те­чения. Отраженные водные массы движутся вначале в за­падном, а затем в южном направлении, вклиниваются в холодные струи Восточно-Гренландского течения и, смешиваясь с ними, образуют круговые течения в районе нулевого меридиана и 74-78° северной широты.

Шпицбергенское течение проходит вдоль Западных берегов Шпицбергена со скоростью около 6 км в сутки, со средней температурой воды 1,9° и соленостью 35 промилле. Севернее Шпицбергена вследствие разности плотностей оно опускается под арктические воды и продолжает свой путь в Центральной Арктике уже в виде глубинного теплого течения. Но это не единственное место, где шпиц­бергенские теплые воды погружаются под холодные аркти­ческие. На Гренландском восточном мелководье всюду на глубинах более 200 м господствуют их высокие поло­жительные температуры. Эти теплые воды могут прони­кать глубоко в заливы и фиорды. Разумеется, такое глу­бокое проникновение под встречные, быстро продвигаю­щиеся на юг распресненные воды, несущие с собой не только паковые льды с глубокой осадкой, но и айсберги, не может происходить без большой потери кинетической энергии и тепла. Работами станции «Северный полюс-1» установлена весьма активная роль атлантических вод в отеплении верхнего холодного слоя. Даже зимой, не­смотря на низкие зимние температуры воздуха, атланти­ческие воды, действуя на льды снизу, все время их ослаб­ляют. Это относится и к местным льдам, и к льдам, выно­симым из Центральной Арктики в Гренландское море.

Пробег вод Гольфстрима от Флоридского пролива до порога Томсона занимает 11 месяцев, а от порога Томсона до Шпицбергена около 13 месяцев.

Течение Ирмингера, отделившись при подходе к северным берегам Британских островов от Северного Атлан­тического течения, приобретает направление на север в сторону Исландии. Примерно на 63° северной широты течение раздваивается. Правая его часть уходит в Датский пролив и своими теплыми водами омывает не только за­падные берега Исландии, но и северные. В этом районе оно входит в соприкосновение с исландской ветвью Вос­точно-Гренландского течения и, смешиваясь с ее водами, охлаждается и движется на юго-восток. Левая, более мощная часть Ирмингерапосле разветвления повора­чивает на юго-запад, а затем на юг, под косым сечением встречается с потоком вод и льдов Восточно-Гренланд­ского течения. На стыке вод температура на расстоянии от 20 до 36 км понижается с 10 до 3°.

В районе южной оконечности Гренландии течения Ирмингер и Восточно-Гренландское концентрически огибают мыс Фарвель и всю юго-западную часть острова и под названием Западно-Гренландского течения проходят через пролив Девиса в Баффинов залив.

Восточно-Гренландское холодное течение, служащее основным трактом для стока вод и выноса льда из Аркти­ческого бассейна, получает свое начало на материковой отмели Азии. При постепенном перемещении от материка на север течение в районе Полюса раздваивается: одна ветвь направляется в американский сектор Арктики, дру­гая - в сторону Гренландского моря. У северо-восточного побережья Гренландии в Восточно-Гренландское течение вливаются воды холодного течения, идущего с запада вдоль северного побережья Гренландии. Ширина Восточно-Гренландского течения у 75-76° северной широты- 175- 220 км, скорость возрастает от двух миль в сутки под ши­ротой 80° до 8 миль под 75°, до 9 миль под 70° и до 16- 18 миль под 65-66° северной широты; температура воды всюду ниже 0°. Пройдя Датский залив, оно соприка­сается с теплым Ирмингероми вместе с ним огибает мыс Фарвель. В этом районе морские льды и айсберги, попадая в струи теплых вод, быстро тают. У мыса Фарвель ширина пояса плавучих льдов в отдельные месяцы достигает 250- 300 км, но благодаря теплым водам Ирмингера, севернее мыса Дезолейшн (62° северной широты), льды никогда не образуют здесь сомкнутого покрова, а ширина их по­яса не превышает нескольких десятков километров.

Лабрадорское течение является продолжением хо­лодного течения Баффиновой Земли, берущего начало у пролива Смита. Оно проходит вдоль берегов полуострова Лабрадор и далее на юг вдоль восточного берега Нью­фаундленда; мощность его примерно 130 000 км 3 /год. Оно несет морские льды и айсберги и, как уже отмечалось, сильно охлаждает воды Гольфстрима. Воды Лабрадора остаются холодными весь год, охлаждая и все омываемое им побережье. Тундровая растительность на Ньюфаунд­ленде обязана своим существованием холодным водам Лабрадора. Примечательно, что почти на той же широте, но по другую сторону Атлантики, во Франции, произ­растают лучшие сорта винограда.

Рассматривая трассы течений Северной Атлантики, мы убеждаемся, насколько прав был А. И. Воейков, когда говорил, что направление морских течений играет огромную роль в формировании климата. На одном и том же меридиане расположен далеко за полярным кру­гом незамерзающий порт Мурманск, а лежащие на 2500 км южнее азовские порты ежегодно замерзают на несколько месяцев. И, наконец, север Атлантического бассейна можно уподобить ванне, в которую через два крана вли­вается холодная вода (Лабрадор и Восточно-Гренланд­ское течения) и через один - теплая вода Гольфстрима. Регулируя краны, мы можем менять термину Атлантики, а с ней и климат окружающих континентов. Признание большой роли морских течений в формировании климата определило с конца прошлого века пути региональных улучшений климатического режима, изменяя направления теплых и холодных течений. Наряду с этим развивались проекты крупных гидротехнических мероприятий по регу­лированию и переброске речного стока. Остановимся на главных гидротехнических проектах по мелиорации при­родных условий.

Важнейшая особенность морей и океанов - тесная связь тепловых явлений в воде и в воздухе.

Жители сел и городов, расположенных вдали от морского побережья, частенько забывают о море, забывают о том, чем они обязаны морю. Между тем роль морей и океанов в жизни каждого человека огромна.

Могучее влияние океанов ощущается не только на его берегу, но и в глубине материка, в тысячах километрах от побережья.

Климат Земли зависит от многих причин, но главные из них - действие солнца и океанов. От того, что суша и океаны распределены неравномерно, на земном шаре происходят мощные переносы воздушных масс, дуют устойчивые ветры. Вода - очень хороший хранитель солнечного тепла. Суша - правда, не вся одинаково - гораздо хуже сохраняет тепло. Она быстро теряет значительную часть благодатного солнечного тепла на отражение и обратное излучение и этим отличается от моря.

Море, наоборот, забирает почти всё тепло и прячет его в глубину. Та доля солнечного тепла, которая удержана сушей, сохраняется лишь в верхнем слое. Каждый может ощущать это тепло в погожий солнечный день, - достаточно прикоснуться к пышащему жаром, почти накалившемуся песку. Но стоит зайти солнцу - и суша быстро остывает. Вот тогда и становится заметным тепло, припрятанное морем. В ночные часы вода оказывается теплее воздуха. В зависимости от того, где холоднее, ветер дует либо с суши на море (ночью), либо с моря на сушу (днем). Вода волнуется и перемешивается. Нагревшиеся от солнца частицы заменяются холодными, те в свою очередь нагреваются и уступают место другим. В результате тепло распространяется на глубину нескольких десятков метров. Быстро исчезнуть с такой глубины при похолодании оно не может, ведь вода обладает малой теплопроводностью. Удельная теплоемкость воды примерно в два раза больше, чем суши, и почти в четыре раза больше, чем воздуха. Принимая во внимание, кроме того, малую плотность воздуха (почти в семьсот семьдесят раз меньше плотности воды), получаем, что каждый кубический сантиметр воды, охладившись на 1°, нагреет на эту же величину более 3 100 кубических сантиметров воздуха. Именно поэтому море медленно и равномерно обогревает сушу в период холодов.

Правда, летом дыхание моря кажется суровым и холодным. Тяжелые, напоенные влагой облака медленно поднимаются из- за горизонта. Они надвигаются на берег, закрывают яркое веселое небо и уходят за сотни и тысячи километров на сушу. Дожди, нередко с молнией и громом, проливаются не только над прибрежными районами, но и над иссохшими степями и пустынями. И каждый зеленый лист, пышно разрастающийся после благодатного душа, в сущности, говоря, свидетельствует о великой роли морей и океанов в развитии жизни на Земле. Зимой в Западной Сибири стоят трескучие морозы и дым ленивыми, серыми столбами висит над трубами домов, а торопливые прохожие пробегают по улицам, растирая носы и щеки. Но стоит подуть ветерку с запада, как всё меняется. Температура резко повышается, небо затягивается пеленой, из которой время от времени несутся миллионы снежинок. Еще день - и потепление может превратиться в оттепель. Можно играть в снежки. Всё это - результат работы воздушных масс, принесенных циклоном с запада и нагретых теплом Атлантического океана. В общем, моря и океаны «смягчают» климат земного шара, то есть делают колебания его менее резкими. Они увлажняют воздух, прекращают засухи, уменьшают морозы зимой и приносят прохладу в знойные дни. Моря и океаны регулируют климат. И в этом - их величайшее значение в явлениях, совершающихся на нашей планете.

Способность копить тепло и затем постепенно отдавать его воздуху - одна из интереснейших черт морей. Изучение этой особенности значительно подвинулось вперед в последние годы в результате исследований академика В. В. Шулейкина.

В то же время сами моря и океаны на своей поверхности и в глубинах быстро откликаются на явления, происходящие в атмосфере. Хочешь знать море, - узнай прежде то, что происходит над ним.

Образуется ли лед в море, усиливается ли испарение, перемешивается ли вода сверху донизу, волнуется ли море, возникают ли сильные течения, - всё это результат действия воздуха на воду.