Яндекс.Метрика

Временя года в океане

 Говоря о временах года, мы представляем себе привычное с детства деление года на холодную и снежную зиму; на весну с пробуждающейся от сна природой; на теплое, зеленое лето и золотую, часто дождливую осень. Но такое деление существует далеко не везде. На юге, в тропических широтах, нет холодного сезона. Здесь круглый год тепло, круглый год лето. В экваториальных широтах год делится на сухой и влажный периоды. Два раза в году солнце пересекает экватор, и в прилегающей к нему зоне наблюдается четыре сезона. Но это не зима и лето, а два влажных и два сухих сезона. Первые наступают около времени равноденствия, вторые — около времени солнцестояния.
Год делят на сезоны по астрономическим признакам (четыре сезона), но существуют еще признаки синоптические, фенологические и т. п. Синоптические сезоны в разные годы начинаются и кончаются в каждом районе в разные сроки. Определяются они установлением характерного для данного синоптического сезона режима процессов в природе. Фенологические признаки связаны с сезонными явлениями живой природы: пробуждение природы, прилет птиц, стадии развития растительности и др.
До сих пор мы говорили о сезонах на поверхности Земли. С видимым годовым движением Солнца связаны сезонные явления и в океане. Но распределение тепла в нем значительно сложнее. Суша быстро нагревается в теплую часть года и так же быстро теряет тепло в холодный период. Это и понятно, ведь здесь действует только физическая теплопроводность. В океане наблюдается иная картина. Благодаря большой теплопроводности воды и ее подвижности нагревание и охлаждение в Мировом океане совершаются медленно. Распределение тепла значительно сложнее, чем на суше. Поэтому гидрологические сезоны отличаются от климатических и по времени наступления, и по продолжительности. Различия между климатологическими и гидрологическими сезонами увеличиваются от экватора к полюсам. В целом в океане те же сезоны наступают позднее, чем в атмосфере.
На температуру воды в деятельном, поверхностном, слое океана одновременно влияют многие факторы. Нагревание воды происходит за счет поглощения прямой и рассеянной солнечной радиации, конвективного поступления тепла из более теплой атмосферы, конденсации на поверхности водяного пара
Охлаждение же обусловлено излучением тепла морской поверхностью, конвективной отдачей тепла в более холодную атмосферу и затратой тепла на испарение. Но кроме факторов, связанных с переносом энергии на поверхности океана, существуют еще адвективные факторы. Это движения воды, перераспределяющие тепло на поверхности и переносящие его на глубину. К ним относятся течения, приливы, ветер. Все они действуют одновременно.
Для изучения времен года в океане особенно показательны годовые изменения температуры воды.
Анализ многолетних средних месячных температур поверхностных вод позволил выделить в Мировом океане пять зон с различными типами их годового хода. Они приведены на рисунке. Первый тип наблюдается в экваториальной и частично тропической зонах. Для него характерны малые изменения температуры в течение всего года. Четко выраженных повышений или понижений температуры воды нет. Второй тип — тип субтропических и частично тропических широт обоих полушарий. Годовые изменения температуры воды здесь значительны. Максимальной температуры вода достигает в северном полушарии в августе, а в южном—в марте— апреле. Весенний прогрев, как правило, продолжается дольше осеннего охлаждения. Третий тип характерен для умеренных широт. Размах годовых изменений температуры воды достигает 16° С. Низкие температуры в течение трех зимних, месяцев почти не меняются. Время весеннего прогрева и осеннего охлаждения примерно равно. Зона с четвертым типом годового хода температуры поверхностных вод широкой лентой опоясывает Антарктику. Летом и зимой температуры здесь устойчивы. В течение 2—3 летних и 4—5 зимних месяцев температура воды почти не меняется.
Очень интересен район северной части Индийского океана. Он имеет весьма своеобразный тип годового хода температуры поверхностных вод (пятый тип). Это единственный район, где на поверхности имеются два четко выраженных максимума и минимума температуры воды. Здесь господствует муссонный режим атмосферной циркуляции, и ветры, изменяющие свое направление два раза в году, летом дуют с океана на сушу, а зимой наоборот — с суши на океан. Такая циркуляция атмосферы связана с различием в охлаждении и нагревании материков и океанов в течение года. В северной части Индийского океана зимой господствует северо-восточный, а летом — юго-западный муссон. Максимальной температуры поверхностные воды достигают весной и осенью, при слабых неустойчивых ветрах и течениях. В период же устойчивого зимнего и летнего муссона температура воды понижается. Максимум температуры воды наблюдается весной, осенний же максимум—ниже. Наибольшее охлаждение вод обычно бывает зимой. Летние понижения температуры воды, как правило, меньше зимнего.
В распределении перечисленных типов изменения температуры воды на поверхности океана прослеживается довольно четкая широтная зональность, зависящая от широтных изменений потока солнечного тепла. Исключением является только муссонный тип в Индийском океане. Влияние адвективных факторов осложняет картину. Например, минимальные годовые изменения температуры наблюдаются на экваторе, но в западной части Атлантического и Тихого океанов они порядка 1°С, а в восточной — могут достигать 4°С. Чем же вызвано такое различие? Известно, что в восточные части экваториальной зоны этих океанов течения приносят из южных широт воды с большими сезонными изменениями температуры. Волна годового хода накладывается на волну «добегания», и сложение их создает здесь свои особенности в сезонных изменениях температуры вод. Самые же большие годовые изменения температуры поверхностных вод встречаются у северо-западных берегов этих океанов. Достигают они здесь 12—16°С. Столь большие изменения температуры в году связаны в значительной мере с муссонами, приносящими в эти районы зимой очень холодные континентальные воздушные массы, а летом- теплый тропический воздух. Без значительных перемен годовые изменения температуры воды распространяются на весь поверхностный однородный слой, толщина которого обычно равна 10—25 м, иногда 50 м.
В толщу океана тепло может проникать вместе с лучистой энергией. Но последняя расходуется в тонком поверхностном слое. Второй способ передачи тепла-теплопроводность. Но она мала. Академик В. В. Шулейкин писал, что если бы тепло с поверхности передавалось на глубину только путем физической теплопроводности при отсутствии перемешивания воды, то тепло за год распространилось бы меньше чем на 8 м, а амплитуда ее уже на глубине 3 м уменьшилась бы в 10 раз. Следовательно, и теплопроводность не основной способ передачи тепла. Годовые изменения температуры воды, связанные с солнечной радиацией, проникают до глубины 75—150 м, а это возможно только при вертикальном перемешивании, вызванном изменениями плотности воды и ветром. Перемешивание и есть один из основных способов передачи тепла от поверхности в глубь океана. Как же происходит поступление тепла на глубину? При весеннем нагревании повышается температура воды в сравнительно тонком поверхностном слое. Он становится легче, создается устойчивая слоистость. Появляется слой резкого изменения температуры воды или, как его принято в океанологии называть, слой скачка-сезонный термоклин. В этом слое уменьшается вертикальный обмен. В такой ситуации почти единственным источником переноса тепла на глубину становятся поверхностные волны и турбулентность ветровых и приливных течений. При дальнейшем притоке тепла сезонный термоклин усиливается и несколько опускается вниз. Слой скачка является барьером для всех процессов вертикального обмена. Осеннее охлаждение поверхностных вод создает неустойчивую слоистость. На поверхности появляются холодные, более тяжелые воды. Возникает конвекция, усиливающая перемешивание. Толщина перемешанного слоя растет. Сезонный термоклин начинает сверху размываться. Чем затяжней и холоднее зима, тем толще становится перемешанный слой, и верхний термоклин может полностью раз мыться. В некоторых районах океана сезонные изменения температуры воды наблюдаются значительно глубже сезонного термоклина. Они зависят не столько от солнечной энергии, поступающей на поверхность, сколько от сезонной изменчивости «теплых» и «холодных» течений, а также опускания и подъема вод. Например, в зоне течения Куросио величины годовой изменчивости (до 2—4°С) наблюдаются на глубине 500— 600 м, тогда как в других районах они на этих глубинах на порядок меньше.
Нам здесь удалось только коротко рассказать о годовой изменчивости температуры вод в океане. Не менее важно знать законы сезонных изменений солености океанических вод. Изучение изменчивости основных гидрологических характеристик вод Мирового океана- один из актуальных вопросов океанологии.
Океан - колыбель жизни и могучий производитель органических веществ. Со сложной периодичностью происходит размножение в воде различных живых существ. Все живое подчиняется определенным биологическим ритмам, которые задаются «биологическими часами» организма-особыми сложными периодическими химическими процессами. Эти ритмы неразрывно связаны с окружающей средой, с ее сезонной изменчивостью. Они дают возможность организмам приспосабливаться к сезонным изменениям температуры, солености и т. д.
Из крупнопериодных циклов выделяются лунно-месячный и годичный ритмы. Первый определяется периодичностью приливов, по нему живут в основном обитатели приливо-отливной зоны—литорали. Годичный (сезонный) ритм более сложен и более распространен. Ему подчиняется практически весь планктон — пищевая база океанической фауны. В определенное время начинается бурное размножение этих микроскопических существ. Тогда «зацветают» моря.
Подобные всплески жизни микроорганизмов зависят от многих причин, и в первую
очередь от параметров состояния воды и от концентрации в ней минеральных веществ: фосфора, азота, кремния и т. д. Концентрация в свою очередь зависит от сложных конвекционных токов в толще вод, поднимающих из глубины необходимые питательные вещества. Все эти процессы в океане имеют свои времена года.
Много секретов таит в себе океанская пучина. Много надо понять, изучить, открыть, чтобы человек смог стать полноправным хозяином «голубого континента».

Обсудить статью на общем формуе "Вега-Тур"

ПОБОЛТАТЬ В ЧАТЕ

 
  • Комментарии отсутствуют