Лекция: Структура и водные массы Мирового океана. Основные черты природы мирового океана Вертикальная структура вод мирового океана

7. Структура вод Мирового океана.

Горизонтальная и вертикальная структура вод Мирового океана. Понятие о водных массах и океанических фронтах. Механизмы формирования водных масс. Методы выделения водных масс и океанических фронтов. Трансформация водных масс. Классификация водных масс и океанических фронтов.

Вертикальные структурные зоны водной толщи Мирового океана. Океаническая тропосфера, океаническая стратосфера.

8. Динамика вод Мирового океана.

Основные силы, действующие в океане. Океанические течения: понятие, классификации. Теории генезиса течений в Мировом океане.

Основные циркуляционные системы в Мировом океане. Глубинная циркуляция. Конвергенция и дивергенция. Океанические вихри.

Возникновение и развитие волнения в океане. Классификация волн. Элементы волн. Оценка степени ветрового волнения. Поведение ветровых волн у берегов различного типа. Сейши, цунами, внутренние волны. Волны в циклонах.

Основы классической теории морских волн (теория волн для глубокого моря, теория волн для мелкого моря). Уравнение баланса энергии волн. Методы расчета ветровых волн.

Физические закономерности формирования приливов. Статическая теория приливов. Динамическая теория приливов. Классификация и характеристики приливов. Неравенство приливов. Явления приливного типа в океане.

9. Уровень океана.

Понятие об уровенной поверхности. Периодические и непериодические колебания уровня.

Средний уровень: понятие, виды, методы определения. Гидрометеорологические причины колебания уровня. Динамические причины колебания уровня.

Водный баланс Мирового океана и его составляющие.

10. Морские льды в климатической системе.

Факторы образования и таяния морских льдов. Современное состояние морского ледяного покрова.

Уравнение баланса морских льдов.

Ледниково-межледниковые колебания в плейстоцене. Внутривековые изменения в распространении морских льдов. Порог неустойчивости. Автоколебания в системе «океан – атмосфера – оледенение».

Морские льды как фактор изменения климата. Морские льды и атмосферная циркуляция.

11. Система океан-атмосфера.

Общая характеристика процессов взаимодействия океана и атмосферы. Масштабы взаимодействия. Радиационный баланс океана. Теплообмен в системе океан – атмосфера и его климатообразующее значение. Уравнение теплового баланса океана и его анализ.

Влагообмен в системе океан – атмосфера. Солевой баланс и его связь с водным балансом. Газообмен в системе океан – атмосфера.

Понятие о гидрологическом цикле. Закономерности формирования гидрологического цикла. Основные уравнения, описывающие атмосферное звено гидрологического цикла. Динамическое взаимодействие океана и атмосферы.

Влияние океана на климат и погодообразующие процессы в атмосфере.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

раздела, темы

Название раздела, темы

Количество аудиторных часов

Кол-во часов УСР

Форма контроля знаний

Практические занятия

Семинарские занятия

Лабораторные занятия

Введение в предмет

Устный опрос

История океанологии и океанологических исследований

Устный опрос

Методы океанологических измерений

Защита рефератов

Геолого-геофизическая характеристика Мирового океана.

Устный опрос

Морфометрические характеристики Мирового океана

Рельеф дна Мирового океана

Проверка расчетно-графических работ

Гравитационное, магнитное и электрическое поля океана.

Проверка расчетно-графических работ

Физические свойства морской воды.

Устный опрос

Уравнение состояния морской воды

Проверка расчетно-графических работ

Тепловые свойства морской воды

Устный опрос

Аномалии физических свойств воды

Проверка расчетно-графических работ

Химические свойства морской воды

Устный опрос

Солевой баланс Мирового океана

Проверка расчетно-графических работ

Оптические и акустические свойства морской воды.

Устный опрос

Распространение света и звука в морской воде

Устный опрос

Перемешивание вод в океане

Устный опрос

Плотностная стратификация океанических вод

Устный опрос

Уровень океана

Устный опрос

Периодические и непериодические колебания уровня.

Проверка расчетно-графических работ

Водный баланс Мирового океана и его составляющие.

Проверка расчетно-графических работ

Структура вод Мирового океана

Устный опрос

Горизонтальная структура вод Мирового океана

Проверка расчетно-графических работ

Вертикальные структурные зоны вод Мирового океана

Проверка расчетно-графических работ

Динамика вод Мирового океана.

Устный опрос

Течения в Мировом океане

Проверка расчетно-графических работ

Основные циркуляционные системы в Мировом океане

Проверка расчетно-графических работ

Волнение в Мировом океане

Проверка расчетно-графических работ

Методы расчета ветровых волн

Проверка расчетно-графических работ

Динамическая и статическая теории приливов

Проверка расчетно-графических работ

Морские льды в климатической системе

Устный опрос

Уравнение баланса морских льдов

Устный опрос

Система океан-атмосфера

Устный опрос

Уравнение теплового баланса океана и его анализ

Проверка расчетно-графических работ

Понятие о гидрологическом цикле и закономерности его формирования

Устный опрос

Влияние океана на климат и погодообразующие процессы в атмосфере

Защита рефератов

ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Литература

Основная

Воробьев В.Н., Смирнов Н.П. Общая океанология. Часть 2. Динамические процессы. – СПб.: изд. РГГМУ, 1999. – 236 с.

Егоров Н.И. Физическая океанография. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 456 с.

Жуков Л.А. Общая океанология: (учебник для ВУЗов по специальности «Океанология»). – Л.: Гидрометеоиздат, 1976. – 376с.

Малинин В.Н. Общая океанология. Часть 1. Физические процессы. – СПб.: изд. РГГМУ, 1998. – 342 с.

Нешиба С. Океанология. Современные представления о жидкой оболочке Земли: Пер. с англ. – М.: Мир, 1991. – 414 с.

Шамраев Ю.И., Шишкина Л.А. Океанология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 382 с.

Дополнительная

Алекин О.А., Ляхин Ю.И. Химия океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 344 с.

Безруков Ю.Ф. Колебания уровня и волны в Мировом океане. Учебное пособие. – Симферополь, 2001. – 52 с.

Безруков Ю.Ф. Океанология. Часть 1. Физические явления и процессы в океане. – Симферополь, 2006. – 162 с.

Давыдов Л.К., Дмитриева А.А., Конкина Н.Г. Общая гидрология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – 464 с.

Долгановский А.М., Малинин В.Н. Гидросфера Земли. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. – 632 с.

Доронин Ю.П. Взаимодействие атмосферы и океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 288 с.

Доронин Ю.П. Физика океана. – СПб.: изд. РГГМУ, 2000. – 340 с.

Захаров В.Ф., Малинин В.Н. Морские льды и климат. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. – 92 с.

Каган Б.А. Взаимодействие океана и атмосферы. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. – 335 с.

Лаппо С.С., Гулев С.К., Рождественский А.Е. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан-атмосфера и энергоактивные области Мирового океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 336 с.

Малинин В.Н. Влагообмен в системе океан – атмосфера. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1994. – 198 с.

Монин А.С. Гидродинамика атмосферы и океана и земных недр. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. – 524с.

Пери А.Х., Уокер Дж. М. Система океан – атмосфера. – Л.: Гидрометеиздат, 1979. – 193 с.

Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 280 с.

Перечень используемых средств диагностики

устный опрос,

защита реферата,

проверка расчетно-графических работ,

Примерный перечень заданий УСР

Тема «Методы океанологических измерений».

Задание 1. Зарисовать в рабочей тетради и подготовить краткое описание принципа работы основных гидрологических приборов (радиометра, батометра, СТД-зонда, океанологических манометров и термометров, приборов для исследования морского дна и биологических исследований).

«Рейсовые наблюдения в Мировом океане»,

«Стационарные наблюдения в Мировом океане»,

«Дистанционные наблюдения за Мировым океаном»,

«Методы прямых океанологических измерений»,

«Методы косвенных океанологических измерений»,

«Методы повышения качества океанологических измерений»,

«Основные виды обработки океанологических наблюдений»,

«Математическое моделирование океанологических процессов»,

«Применение ГИС-технологий для решения океанологических задач»,

«Базы океанологических данных».

Тема «Гравитационное, магнитное и электрическое поля океана».

Задание 1. Построить графики, отражающие зависимость электропроводности морской воды: а) от солености, б) от температуры, в) от давления.

Задание 2. На контурную карту Мирового океана нанести оси магнитных аномалий срединно-океанических хребтов.

Тема «Аномалии физических свойств воды».

Задание 1. Построить графики зависимости температур замерзания и наибольшей плотности воды от солености и проанализировать их применительно к морским и солоноватым водам.

Задание 2. Самостоятельно, проработав литературные источники, подготовить и заполнить таблицу «Изменение физических свойств воды при изотопном замещении».

Тема «Водный баланс Мирового океана и его составляющие».

Задание 1. Построить и проанализировать таблицу «Среднее широтное распределение составляющих водного баланса Земли».

Задание 2. Подготовить в текстовой форме анализ «Сравнительная характеристика составляющих водного баланса океанов» (по вариантам: Атлантический – Тихий, Тихий – Индийский, Атлантический – Индийский, Северный Ледовитый – Индийский)

Тема «Горизонтальная структура вод Мирового океана».

Задание 1. На контурную карту нанести главные океанические и динамические фронты Мирового океана.

Задание 2. По выданному преподавателем заданию (по вариантам) осуществить графический анализ T,S-кривых океанологической станции.

Тема «Вертикальные структурные зоны вод Мирового океана».

Задание 1. Построить графики распределения температуры и солёности по вертикали для различных типов стратификации на основе предоставленных преподавателем данных (по вариантам).

Задание 2. Проанализировать географические типы распределения температуры и солености по глубине в Мировом океане (по вариантам: тропический – умеренных широт, субтропический – субполярный, экваториальный – субтропический, тропический – полярный).

Тема «Волнение в Мировом океане».

Задание 1. Зарисовать схему «Изменение профиля трохоидальной волны с глубиной» и подготовить ее анализ в текстовой форме.

Задание 2. Самостоятельно, проработав литературные источники, подготовить и заполнить таблицу «Основные характеристики поступательных и стоячих волн с глубиной»

Тема «Влияние океана на климат и погодообразующие процессы в атмосфере».

Задание 1. Подготовить в текстовой форме сравнительный анализ данных карты «Тепло, получаемое или теряемое поверхностью океана в связи с действием морских течений» (по вариантам: Атлантический – Тихий, Тихий – Индийский, Атлантический – Индийский, Северный Ледовитый – Индийский).

Задание 2. Подготовить и защитить реферат на одну из следующих тем:

1) «Мелкомасштабное взаимодействие океана и атмосферы»,

2) «Мезомасштабное взаимодействие океана и атмосферы»,

3) «Крупномасштабное взаимодействие океана и атмосферы»,

4) «Система «Эль-Ниньо – Южное колебание» как проявление междугодичной изменчивости системы «океан – атмосфера»,

5) «Реакция системы «океан-атмосфера» на изменение альбедо поверхности суши»,

6) «Реакция системы «океан-атмосфера» на изменение концентрации атмосферного СО 2 »,

7) «Реакция системы «океан-атмосфера» на изменение соотношения площадей океана и суши»,

8) «Реакция системы «океан-атмосфера» на изменение растительного покрова»,

9) «Теплообмен в системе «океан – атмосфера»,

10) «Влагообмен в системе «океан – атмосфера».

ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ УВО

Название учебной дисциплины, с которой требуется согласование	Название	Предложения об изменениях в содержании учебной программы учреждения высшего образования по учебной дисциплине	Решение, принятое кафедрой, разработавшей учебную программу (с указанием даты и номера протокола)
1. Геофизика			Изменений не требуется Протокол №7 от 23.02.2016 г.
2. Гидрология	Общего землеведения и гидрометеорологии		Изменений не требуется Протокол №7 от 23.02.2016 г.
3. Метеорология и климатология	Общего землеведения и гидрометеорологии		Изменений не требуется Протокол №7 от 23.02.2016 г.
4. Синоптическая метеорология	Общего землеведения и гидрометеорологии		Изменений не требуется Протокол №7 от 23.02.2016 г.

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ УВО

на _____/_____ учебный год

процессеОсновная образовательная программа

... дисциплины «Физическая география материков и океанов » студент должен : Знать: состояние и перспективы развития науки, ее роль в современном научном знании ...

Программа

... Атмосферой называют газовую, воздушную оболочку, окружающую земной шар ... чающую в себя Мировой океан , воды суши... Различные компоненты городской среды тесно связаны между собой. В процессе их взаимодействия ... его творческое саморазвитие. Важная роль в формировании ...

	Дополнения и изменения	Основание

Структурой Мирового океана называется его строение – вертикальная стратификация вод, горизонтальная (географическая) поясность, характер водных масс и океанических фронтов.

Вертикальная стратификация Мирового океана. В вертикальном разрезе толща воды распадается на большие слои, аналогичны слоям атмосферы. Их также называют сферами. Выделяются следующие четыре сферы (слоя):

Верхняя сфера формируется непосредственным обменом энергией и веществом с тропосферой в форме микроциркуляционных систем. Она охватывает слой в 200-300 м мощности. Эта верхняя сфера характеризуется интенсивным перемешиванием, проникновением света и значительными колебаниями температуры.

Верхняя сфера распадается на следующие частные слои:

а) самый верхний слой толщиной в несколько десятков сантиметров;

б) слой воздействия ветра глубиной 10-40 см; он участвует в волнении, реагирует на погоду;

в) слой скачка температур, в котором она резко падает от верхнего нагретого к нижнему, не затронутому волнением и не прогретому слою;

г) слой проникновения сезонной циркуляции и изменчивости температур.

Океанские течения обычно захватывают водные массы только верхней сферы.

Промежуточная сфера простирается до глубин 1 500 – 2000 м; ее воды образуются из поверхностных вод при их опускании. При этом они охлаждаются и уплотняются, а затем перемешиваются в горизонтальных направлениях, преимущественно с зональной составляющей. Преобладают горизонтальные переносы водных масс.

Глубинная сфера не доходит до дна примерно на 1 000 м. Этой сфере свойственна определенная однородность. Ее мощность составляет около 2 000 м и она концентрирует более 50 % всей воды Мирового океана.

Придонная сфера занимает самый нижний слой толщи океана и простирается на расстояние примерно 1 000 м от дна. Воды этой сферы образуются в холодных поясах, в Арктике и Антарктике и перемещаются на огромных пространствах по глубоким котловинам и желобам. Они воспринимают тепло из недр Земли и взаимодействуют с дном океана. Поэтому при своем движении они значительно трансформируются.

Водные массы и океанские фронты верхней сферы океана. Водной массой называется сравнительно большой объем воды, формирующийся в определенной акватории Мирового океана и обладающий в течение длительного времени почти постоянными физическими (температура, свет), химическими (газы) и биологическими (планктон) свойствами. Водная масса перемещается как единое целое. Одна масса от другой отделяется океанским фронтом.

Выделяются следующие типы водных масс:

1. Экваториальные водные массы ограничены экваториальным и субэкваториальным фронтами. Они характеризуются самой высокой в открытом океане температурой, пониженной соленостью (до 34-32 ‰), минимальной плотностью, большим содержанием кислорода и фосфатов.

2. Тропические и субтропические водные массы создаются в областях тропических атмосферных антициклонов и ограничены со стороны умеренных поясов тропическим северным и тропическим южным фронтами, а субтропические – северным умеренным и северным южным фронтами. Они характеризуются повышенной соленостью (до 37 ‰ и более), большой прозрачностью, бедностью питательными солями и планктоном. В экологическом отношении тропические водные массы представляет собой океанские пустыни.

3. Умеренные водные массы располагаются в умеренных широтах и ограничены со стороны полюсов арктическим и антарктическим фронтами. Они отличаются большой изменчивостью свойств как по географическим широтам, так и по сезонам года. Для умеренных водных масс характерен интенсивный обмен теплом и влагой с атмосферой.

4. Полярные водные массы Арктики и Антарктики характеризуются самой низкой температурой, наибольшей плотностью, повышенным содержанием кислорода. Воды Антарктики интенсивно погружаются в придонную сферу и снабжают ее кислородом.

Океанские течения. В соответствии с зональным распределением солнечной энергии по поверхности планеты как в океане, так и в атмосфере создаются однотипные и генетически связанные циркуляционные системы. Старое положение о том, что океанские течения вызываются исключительно ветрами, не подтверждается новейшими научными исследованиями. Перемещение и водных, и воздушных масс определяется общей для атмосферы и гидросферы зональностью: неравномерным нагреванием и охлаждением поверхности Земли. От этого в одних районах возникают восходящие токи и убыль массы, в других – нисходящие токи и увеличение массы (воздуха или воды). Таким образом рождается импульс движения. Перенос масс – приспособление их к полю силы тяжести, стремление к равномерному распределению.

Большинство макроциркуляционных систем держится весь год. Только в северной части Индийского океана течения меняются вслед за муссонами.

Всего на Земле имеется 10 крупных циркуляционных систем:

1) Североатлантическая (Азорская) система;

2) Северотихоокеанская (Гавайская) система;

3) Южноатлантическая система;

4) Южнотихоокеанская система;

5) Ижноиндийская система;

6) Экваториальная система;

7) Атлантическая (Исландская) система;

8) Тихоокеанская (Алеутская) система;

9) Индийская муссонная система;

10) Антарктическая и Арктическая система.

Главные циркуляционные системы совпадают с центрами действия атмосферы. Эта общность носит генетический характер.

Поверхностное течение отклоняется от направления ветра на угол до 45 0 вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Так, пассатные течения идут с востока на запад, пассаты же дуют с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока в Южном полушарии. Верхний слой может следовать за ветром. Однако каждый нижележащий слой продолжает отклоняться вправо (влево) от направления движения вышележащего слоя. Скорость течения при этом уменьшается. На некоторой глубине течение принимает противоположное направление, что практически означает его прекращение. Многочисленные измерения показали, что течения оканчиваются на глубинах не более 300 м.

В географической оболочке как системе более высокого, чем океаносфера, уровня – океанские течения – это не только потоки воды, но и полосы переноса воздушных масс, направления обмена веществом и энергией, пути миграции животных и растений.

Тропические антициклонические системы океанских течений самые крупные. Они простираются от одного берега океана до другого на 6-7 тыс. км в Атлантическом океане и 14-15 тыс. км в Тихом океане, а по меридиану от экватора до 40 ° широты, на 4-5 тыс. км. Устойчивые и мощные течения, особенно в Северном полушарии, в основном замкнутые.

Как и в тропических атмосферных антициклонах, движение воды идет по часовой стрелке в Северном и против часовой стрелки в Южном полушарии. От восточных берегов океанов (западных берегов материка) поверхностная вода относится к экватору, на ее место поднимается из глубины (дивергенция) и компенсационно поступает из умеренных широт холодная. Так образуются холодные течения:

Канарское холодное течение;

Калифорнийское холодное течение;

Перуанское холодное течение;

Бенгельское холодное течение;

Западноавстралийское холодное течение и др.

Скорость течений относительно небольшая и составляет около 10 см/сек.

Струи компенсационных течений вливаются в Северное и Южное Пассатные (Экваториальные) теплые течения. Скорость этих течений достаточно большая: 25-50 см/сек на тропической периферии и до 150-200 см/сек близ экватора.

Подходя к берегам материков, пассатные течения, естественно, отклоняются. Образуются крупные сточные течения:

Бразильское течение;

Гвианское течение;

Антильское течение;

Восточноавстралийское течение;

Мадагаскарское течение и др.

Скорость этих течений составляет около 75-100 см/сек.

Благодаря отклоняющему действию вращения Земли центр антициклонической системы течений смещен к западу относительно центра атмосферного антициклона. Поэтому перенос водных масс в умеренные широты сосредоточен в узких полосах у западных берегов океанов.

Гвианское и Антильское течения омывают Антильские острова и большая часть воды заходит в Мексиканский залив. Из него начинается стоковое течение Гольфстрим. Начальный его участок во Флоридском проливе называется Флоридским течением , глубина которого составляет около 700 м, ширина - 75 км, мощность - 25 млн. м 3 /сек. Температура воды здесь достигает 26 0 С. Достигнув средних широт, водные массы частично возвращаются в эту же систему у западных берегов материков, частично вовлекаются в циклонические системы умеренного пояса.

Экваториальная система представлена Экваториальным противотечением. Экваториальное противотечение образуется как компенсационное между Пассатными течениями.

Циклонические системы умеренных широт различны в Северном и Южном полушариях и зависят от расположения материков. Северные циклонические системы – Исландская и Алеутская – весьма обширны: с запада на восток они протягиваются на 5-6 тыс. км и с севера на юг около 2 тыс. км. Система циркуляции в Северной Атлантике начинается теплым Североатлантическим течением. За ним нередко сохраняется название начального Гольфстрима . Однако собственно Гольфстрим как стоковое течение продолжается не далее Нью-Фаундлендской банки. Начиная от 40 0 с.ш. водные массы вовлекаются в циркуляцию умеренных широт и под действием западного переноса и кориолисовой силы от Берегов Америки направляются к Европе. Благодаря активному водообмену с Северным Ледовитым океаном, Североатлантическое течение проникает в полярные широты, где циклоническая деятельность формирует несколько круговоротов-течений Ирмингера, Норвежское, Шпицбергенское, Нордкапское .

Гольфстримом в узком смысле называется стоковое течение от Мексиканского залива до 40 0 с.ш., в широком смысле – система течений в северной Атлантике и западной части Северного Ледовитого океана.

Второй круговорот находится у северо-восточных берегов Америки и включает течения Восточногренландское и Лабрадорское . Они выносят в Атлантический океан основную массу арктических вод и льдов.

Циркуляция северной части Тихого океана аналогична северо-атлантической, но отличается от нее меньшим водообменном с Северным Ледовитым океаном. Стоковое течение Куросио переходит в Северотихоокеанское , идущее к Северо-Западной Америке. Очень часто эта система течений называется Куросио.

В Северный Ледовитый океан проникает относительно небольшая (36 тыс. км 3) масса океанской воды. Холодные течения Алеутское, Камчатское и Ойясио образуются из холодных вод Тихого океана вне связи с Ледовитым.

Циркумполярная антарктическая система Южного океана соответственно океаничности Южного полушария представлена одним течением Западных ветров . Это самое мощное течение в Мировом океане. Оно охватывает Землю сплошным кольцом в поясе от 35-40 до 50-60 0 ю.ш. Ширина его около 2 000 км, мощность 185-215 км3/сек, скорость 25-30 см/сек. В значительной степени это течение определяет самостоятельность Южного океана.

Циркумполярное течение Западных ветров незамкнутое: от него отходят ветви, вливающиеся в Перуанское, Бенгельское, Западноавстралийское течения, а с юга, от Антарктиды, в него впадают прибрежные антарктические течения – из морей Уэдделла и Росса.

Арктическая система в циркуляции вод Мирового океана занимает особое место из-за конфигурации Северного Ледовитого океана. Генетически она соответствует Арктическому барическому максимуму и ложбине Исландского минимума. Главное течение здесь – Западное арктическое . Оно перемещает воды и льды с востока на запад по всему Северному Ледовитому океану к проливу Нансена (между Шпицбергеном и Гренландией). Дальше оно продолжается Восточногренландским и Лабрадорским . На востоке в Чукотском море от Западного арктического течения отделяется Полярное течение , идущее через полюс к Гренландии и далее - в пролив Нансена.

Циркуляция вод Мирового океана диссимметрична относительно экватора. Диссимметрия течений пока не получила должного научного объяснения. Причина ее, вероятно, заключается в том, что к северу от экватора господствует меридиональный перенос, а в Южном полушарии – зональный. Объясняется это также положением и формой материков.

Во внутренних морях циркуляция воды всегда индивидуальна.

54. Воды суши. Виды вод суши

Атмосферные осадки после выпадения их на поверхности материков и островов делятся на четыре неравных и изменчивых части: одна испаряется и переносится дальше вглубь континента атмосферным стоком; вторая просачивается в почву и в грунт и на некоторое время задерживается в виде почвенной и подземной воды, стекающей в реки и в моря в форме грунтового стока; третья в ручьях и в реках стекает в моря и океаны, образуя поверхностный сток; четвертая превращается в горные или материковые ледники, которые тают и стекают в океан. Соответственно этому на суше выделяют четыре типа скопления воды: подземные воды, реки, озера и ледники.

55. Сток вод с суши. Величины, характеризующие сток. Факторы стока

Стекание дождевой и талой воды небольшими струйками по склонам называется плоскостным или склоновым стоком. Струи склонового стока собираются в ручьи и реки, образуя русловой , или линейный , называемым речным , сток . Грунтовые воды стекают в реки в виде грунтового или подземного стока.

Полный речной сток R образуется из поверхностного S и подземного U: R = S + U . (см. табл. 1). Полный речной сток равен 38800 км 3 , поверхностный сток – 26900 км 3 , подземный сток – 11900 км 3 , ледниковый сток (2500-3000 км 3)и сток подземных вод прямо в моря вдоль береговой линии 2000-4000 км 3 .

Таблица 1 – Водный баланс суши без полярных ледников

Поверхностный сток зависит от погоды. Он неустойчивый, временный, почву питает слабо, часто нуждается в регулировании (пруды, водохранилища).

Грунтовый сток возникает в грунтах. Во влажное время года грунт принимает избыток воды на поверхности и в реках, а в сухие месяцы грунтовые воды питают реки. Они обеспечивают постоянство течения воды в реках и нормальный водный режим почвы.

Общий объем и соотношение поверхностного и подземного стока меняются по зонам и регионам. В одних частях материков рек много и они полноводные, густота речной сети большая, в других – речная сеть редкая, реки маловодные или пересыхают вообще.

Густота речной сети и многоводность рек – функция стока или водного баланса территории. Сток в целом определяется физико-географическими условиями местности, на учете которых и основан гидролого-географический метод изучения вод суши.

Величины, характеризующие сток. Сток с суши измеряется следующими величинами: слоем стока, модулем стока, коэффициентом стока и объемом стока.

Наиболее наглядно сток выражен слоем , который измеряется в мм. Например, на Кольском полуострове слой стока равен 382 мм.

Модуль стока – количество воды в литрах, стекающее с 1 км 2 в секунду. Например, в бассейне Невы модуль стока равен 9, на Кольском полуострове – 8, а в Нижнем Поволжье – 1 л/км 2 х с.

Коэффициент стока – показывает, какая доля (%) атмосферных осадков стекает в реки (остальная испаряется). Например, на Кольском полуострове К= 60%, в Калмыкии только 2 %. Для всей суши средний многолетний коэффициент стока (К) равен 35%. Другими словами, 35 % годовой суммы осадков стекает в моря и океаны.

Объем стекающей воды измеряется в кубических километрах. На Кольском полуострове в год осадки приносят 92,6 км 3 воды, а стекает 55,2 км 3 .

Сток зависит от климата, характера почвенного покрова, рельефа, растительности, выветривания, наличия озер и других факторов.

Зависимость стока от климата. Роль климата в гидрологическом режиме суши огромна: чем больше осадков и меньше испарение, тем больше сток, и наоборот. При увлажнении больше 100 % сток следует за количеством осадков независимо от величины испарения. При увлажнении меньше 100 % сток уменьшается вслед за испарением.

Однако роль климата не следует переоценивать в ущерб влиянию других факторов. Если признать климатические факторы решающими, а остальные малозначащими, то мы лишимся возможности регулировать сток.

Зависимость стока от почвенного покрова. Почва и грунты впитывают и накапливают (аккумулируют) влагу. Почвенный покров преобразует атмосферные осадки в элемент водного режима и служит средой, в которой формируется речной сток. Если инфильтрационные свойства и водопроницаемость почвогрунтов невелики, то в них мало попадает воды, больше расходуется на испарение и поверхностный сток. Хорошо обработанная почва в метровом слое может запасать до 200 мм осадков, а потом медленно отдавать их растениям и рекам.

Зависимость стока от рельефа. Нужно различать значение для стока макро-, мезо- и микрорельефа.

Уже с незначительных возвышенностей сток больше, чем с прилегающих к ним равнин. Так, на Валдайской возвышенности модуль стока 12, а на соседних равнинах только 6 м/км 2 /с. Еще больший сток в горах. На северном склоне Кавказа он достигает 50, а в западном Закавказье – 75 л/км 2 /с. Если на пустынных равнинах Средней Азии стока нет, то в Памиро-Алае и Тянь-Шане он достигает 25 и 50 л/км 2 /с. В целом гидрологический режим и водный баланс горных стран иной, чем равнин.

В равнинах проявляется действие на сток мезо- и микрорельефа. Они перераспределяют сток и влияют на его темп. На плоских участках равнин сток медленный, почвогрунты насыщены влагой, возможно заболачивание. На склонах плоскостный сток превращается в линейный. Возникают овраги и речные долины. Они в свою очередь ускоряют сток и дренируют местность.

Долины и другие понижения в рельефе, в которых скапливается вода, снабжают грунт водой. Это особенно существенно в зонах недостаточного увлажнения, где почво-грунты не промачиваются и грунтовые воды образуются только при питании за счет речных долин.

Влияние растительности на сток. Растения увеличивают испарение (транспирация) и осушают тем самым местность. Вместе с тем они уменьшают нагревание почвы и на 50-70% сокращают испарение с нее. Лесная подстилка обладает большой влагоемкостью и повышенной водопроницаемостью. Она увеличивает инфильтрацию осадков в грунт и этим регулирует сток. Растительность содействует накоплению снега и замедляет его таянье, поэтому в грунт просачивается воды больше, чем с поверхности. С другой стороны, часть дождя задерживается листвой и испаряется, не достигнув почвы. Растительный покров противодействует эрозии, замедляет сток и переводит его из поверхностного в подземный. Растительность поддерживает влажность воздуха и этим усиливает внутриматериковые влагообороты и увеличивает количество осадков. Она влияет на влагооборот путем изменения почвы и ее водоприемных свойств.

Влияние растительности различно в разных зонах. В. В. Докучаев (1892) считал, что степные леса - надежные и верные регуляторы водного режима степной зоны. В таежной зоне леса осушают местность путем большего, чем на полях, испарения. В степях лесные полосы содействуют накоплению влаги путем снегозадержания и уменьшения стока и испарения с почвы.

Различно влияние на сток болот в зонах избыточного и недостаточного увлажнения. В лесной зоне они являются регуляторами стока. В лесостепи и степях их влияние отрицательное, они всасывают поверхностные и грунтовые воды и испаряют их в атмосферу.

Кора выветривания и сток. Песчаные и галечные отложения аккумулируют воду. Нередко по ним фильтруются потоки из отдаленных мест, например, в пустынях с гор. На массивно-кристаллических породах вся поверхностная вода стекает; на щитах подземные воды циркулируют только в трещинах.

Значение озер для регулирования стока. Одним из наиболее мощных регуляторов стока являются крупные проточные озера. Большие озерно-речные системы, подобные Невской или Святого Лаврентия, имеют весьма зарегулированный сток и этим существенно отличаются от всех остальных речных систем.

Комплекс физико-географических факторов стока. Все перечисленные выше факторы действуют совокупно, влияя один на другой в целостной системе географической оболочки, определяют валовое увлажнение территории . Так называется та часть атмосферных осадков, которая за вычетом быстро стекающего поверхностного стока просачивается в почву и аккумулируется в почвенном покрове и в грунте, а затем медленно расходуется. Очевидно, что именно валовое увлажнение имеет наибольшее биологическое (произрастание растений) и сельскохозяйственное (земледелие) значение. Это наиболее существенная часть водного баланса.

Океанская вода – раствор, в котором содержатся все химические элементы. Минерализация воды называется ее соленостью . Она измеряется в тысячных долях, в промилле и обозначается ‰. Средняя соленость Мирового океана составляет 34,7 ‰ (округленно 35 ‰). В одной тонне океанской воды содержится 35 кг солей, а общее их количество так велико, что если бы извлечь все соли и равномерно распределить их по поверхности материков, то образовался бы слой мощностью в 135 м.

Океанская вода может рассматриваться в качестве жидкой многоэлементной руды. Из нее добываются поваренная соль, калийные соли, магний, бром и многие другие элементы и соединения.

Минерализация воды – непременное условие зарождения жизни в океане. Именно морские воды оказываются оптимальными для большинства форм живых организмов.

Вопрос о том, какой была соленость воды на заре жизни, в какой именно воде возникло органическое вещество, решается сравнительно однозначно. Вода, выделившись из мантии, захватывала и транспортировала подвижные компоненты магмы, и в первую очередь соли. Поэтому первичные океаны были достаточно минерализованы. С другой стороны, фотосинтезом разлагается и изымается только чистая вода. Следовательно, соленость океанов неуклонно повышается. Данные исторической геологии свидетельствуют о том, что водоемы архея были солоноватыми, то есть их соленость составляла около 10-25 ‰.

52. Проникновение света в воду. Прозрачность и цвет морской воды

Проникновение света в воду зависит от ее прозрачности. Прозрачность выражается числом метров, то есть глубиной, на которой еще виден белый диск диаметром 30 см. Наибольшая прозрачность (67 м) наблюдалась в 1971 г. в центральной части Тихого океана. Близка к ней прозрачность Саргассова моря – 62 м (по диску диаметром 30 см). Другие акватории с чистой и прозрачной водой располагаются также в тропиках и субтропиках: в Средиземном море - 60 м, в Индийском океане – 50 м. Высокая прозрачность тропических акваторий объясняется особенностями циркуляции воды в них. В морях, где количество взвешенных частиц увеличивается, прозрачность уменьшается. В Северном море она равна 23 м, в Балтийском – 13 м, в Белом – 9 м, в Азовском – 3 м.

Прозрачность воды имеет высокое экологическое, биологическое и географическое значение: вегетация фитопланктона возможна только до глубин, на которые проникает солнечный свет. Для фотосинтеза требуется сравнительно много света, поэтому с глубин 100-150 м, редко 200 м растения исчезают. Нижняя граница фотосинтеза в Средиземном море находится на глубине находится на глубине 150 м, в Северном море – 45 м, в Балтийском море – всего 20 м.

53. Структура Мирового океана

Верхняя сфера распадается на следующие частные слои:

а) самый верхний слой толщиной в несколько десятков сантиметров;

б) слой воздействия ветра глубиной 10-40 см; он участвует в волнении, реагирует на погоду;

г) слой проникновения сезонной циркуляции и изменчивости температур.

Океанские течения обычно захватывают водные массы только верхней сферы.

Выделяются следующие типы водных масс:

Всего на Земле имеется 10 крупных циркуляционных систем:

1) Североатлантическая (Азорская) система;

2) Северотихоокеанская (Гавайская) система;

3) Южноатлантическая система;

4) Южнотихоокеанская система;

5) Ижноиндийская система;

6) Экваториальная система;

7) Атлантическая (Исландская) система;

8) Тихоокеанская (Алеутская) система;

9) Индийская муссонная система;

10) Антарктическая и Арктическая система.

Канарское холодное течение;

Калифорнийское холодное течение;

Перуанское холодное течение;

Бенгельское холодное течение;

Западноавстралийское холодное течение и др.

Скорость течений относительно небольшая и составляет около 10 см/сек.

Бразильское течение;

Гвианское течение;

Антильское течение;

Восточноавстралийское течение;

Мадагаскарское течение и др.

Скорость этих течений составляет около 75-100 см/сек.

Во внутренних морях циркуляция воды всегда индивидуальна.

54. Воды суши. Виды вод суши

55. Сток вод с суши. Величины, характеризующие сток. Факторы стока

Стекание дождевой и талой воды небольшими струйками по склонам называется плоскостным или склоновым стоком. Струи склонового стока собираются в ручьи и реки, образуя русловой , или линейный , называемым речным , сток . Грунтовые воды стекают в реки в виде грунтового или подземного стока.

Полный речной сток R образуется из поверхностного S и подземного U : R = S + U . (см. табл. 1). Полный речной сток равен 38800 км 3 , поверхностный сток – 26900 км 3 , подземный сток – 11900 км 3 , ледниковый сток (2500-3000 км 3) и сток подземных вод прямо в моря вдоль береговой линии 2000-4000 км 3 .

Таблица 1 – Водный баланс суши без полярных ледников

Наиболее наглядно сток выражен слоем , который измеряется в мм. Например, на Кольском полуострове слой стока равен 382 мм.

Зависимость стока от рельефа. Нужно различать значение для стока макро-, мезо- и микрорельефа.

Комплекс физико-географических факторов стока. Все перечисленные выше факторы действуют совокупно, влияя один на другой в целостной системе географической оболочки, определяют валовое увлажнение территории . Так называется та часть атмосферных осадков, которая за вычетом быстро стекающего поверхностного стока просачивается в почву и аккумулируется в почвенном покрове и в грунте, а затем медленно расходуется. Очевидно, что именно валовое увлажнение имеет наибольшее биологическое (произрастание растений) и сельскохозяйственное (земледелие) значение. Это наиболее существенная часть водного баланса.

Гидрологическая структура Мирового океана во многом определяет распределение органического мира. Свойства океанических вод и особенности циркуляции позволяют разделить водные массы на поверхностные, промежуточные, глубинные и придонные.
Поверхностные воды вследствие высокой перемешиваемости однородны, толщина их слоя из-за особенностей теплообмена заметно меняется по сезонам и в зависимости от географической широты района. Обычно за нижнюю границу поверхностных вод принимают глубину, на которой амплитуда годового хода температуры практически неразличима. В среднем она располагается на глубине 200—300 м, в районах циклонических циркуляции и дивергенций приподнимается до 150—200 м, а в областях антициклонических круговоротов и конвергенции опускается до 300—400 м. В широтном направлении поверхностные воды подразделяются на экваториальные, тропические, субполярные и полярные. Первые отличаются наиболее высокой температурой, пониженной соленостью и плотностью, сложной циркуляцией. Для тропических вод характерна высокая соленость и плотность. Субполярные воды в различных океанах довольно изменчивы по своим характеристикам. Полярные воды отличаются отрицательными температурами (—1,2-1,5°), низкой соленостью (32,5—34,6 %о), формируются выше арктического и антарктического фронтов.
Промежуточные воды залегают под поверхностными до глубины 1000—1200 м. Максимальной толщины их слой достигает в полярные областях и центральных областях антициклонических круговоротов В экваториальной зоне, где происходит подъем вод, толщина слоя промежуточных вод уменьшается до 600—900 м.
Антарктические промежуточные воды образуются в результате деятельности Антарктического циркумполярного течения. Движение придонных вод в южном направлении компенсируется оттоком к северу глубинных и поверхностных вод. Далее к северу антарктические компоненты постепенно трансформируются, и эти воды возвращаются в антарктические широты в виде циркумполярных глубинных вод. Они содержат заметную примесь относительно более соленых глубинных вод из Южной Атлантики. При течении на восток эти водные массы полностью включаются в циркумполярную циркуляцию. Около 55—60 % составляют антарктические поверхностные воды, остальная часть — антарктические придонные воды. Циркумполярные глубинные воды приносят большое количество тепла в антарктические моря, где оно расходуется на нагревание холодных вод и атмосферы. Антарктические поверхностные воды прослеживаются до зоны между 50° и 60° ю.ш., где довольно быстро исчезают, сталкиваясь с менее плотными субантарктическими поверхностными водами, опускаются под них и принимают участие в формировании антарктических промежуточных вод, которые устремляются на север. Зона контакта между двумя поверхностными водными массами известна как зона антарктической конвергенции.
Глубинные воды формируются в высоких широтах в результате смешения поверхностных и промежуточных вод. Они однородны и простираются до глубин 3000—4000 м.
Самым мощным течением в Мировом океане является Антарктическое циркумполярное течение (течение Западных ветров). Оно дрейфует вдоль берегов Антарктиды, пересекая три океана, перемещая ежесекундно более 250 млн м3 морской воды. Его протяженность до 30 тыс. км, ширина — 1000—1500 км, глубина от 2 до 3 км. Скорость в верхних слоях достигает 2 км/ч.
Придонные воды также образуются вследствие опускания вышележащих вод главным образом в высоких широтах.
Вся толща океанской воды находится в непрерывном движении, которое возбуждается термогалинными (нагревание, охлаждение, осадки, испарение) и механическими факторами (касательное напряжение ветра, атмосферное давление), а также приливообразующими силами.
Общая схема возникновения течений (рис. 5) в океане в основном определяется характером циркуляции атмосферы и географическим расположением материков. Разделяют систему горизонтальных и вертикальных течений.
В тропической зоне ветра (пассаты) дуют с большим постоянством и силой с востока на запад, и лишь вблизи экватора существует штилевая зона. Соответственно в океане образуются северное и южное пассатные течения, а между ними — противоположно направленное (с запада на восток) межпассатное течение. Пассатные ветры создают экваториальное течение, идущее с востока на запад. Встретив материковый барьер, оно поворачивает в Северном полушарии — направо, в Южном — налево. По обе стороны от экватора образуются кольцевые течения, направленные в Северном полушарии по часовой стрелке, в Южном — против часовой.

Рис. 5. Схема образования течений (по А.С. Константинову, 1986)
В северной и южной умеренных зонах господствуют западные ветра, а в высоких широтах — восточные. Под их воздействием возникают течения, разнонаправленность которых ведет к формированию гигантских круговоротов океанской воды. К северу от экватор располагается область северного тропического круговорота (против часовой стрелки), далее — субтропического (по часовой стрелке) субарктического (против часовой стрелки). В Южном полушария имеются три аналогичных круговорота, но с иным направлением вращения. Рассматриваемая циркуляция обусловливает восточно-западную асимметрию температурного поля океана и определяет распространение морских организмов.
Жизнь во всем Мировом океане напрямую зависит от Антарктического циркум континентального течения (АЦТ), поднимающего на поверхность богатые питательными веществами глубинные воды. Результаты исследований дают основания считать, что морская жизнь должна обладать большей чувствительностью к изменениям климата, чем считалось до этого — ведь согласно большинству моделей изменений климата при этом должна измениться и океаническая циркуляция. Хотя океанографы выделили несколько направлений океанической циркуляции, новое исследование, проведенное в Принстонском университете, показало, что три четверти всей биологической активности в океанах зависит только от АЦТ. По расчетам при изменении этой циркуляции биологическая продуктивность всех океанов снизится в четыре раза.
Помимо поверхностных течений, в Мировом океане существует сложная система глубинных. Придонные воды, заполняющие глубины Мирового океана, в основном формируются на шельфе Антарктиды. Здесь в результате образования льда соленость воды повышается, и она (как более плотная) погружается на дно и движется к северу. Приток хорошо аэрированных антарктических вод снабжает кислородом глубины океанов, обеспечивая существование здесь жизни.
Атлантическая треска мигрирует между нерестилищами, расположенными к югу от Исландии, и районами питания вдоль Восточно-Гренландского течения.
Скорость глубинных течений может достигать 10—20 см/с, т. е. соизмерима со средними скоростями поверхностных течений. Это справедливо в отношении как среднеглубинных течений, так и придонных потоков.
Вертикальные перемещения воды могут быть вызваны изменением плотности расположенных друг над другом слоев воды, погружения ее у наветренного берега и подъема у подветренного, вследствие прохождения циклонов и антициклонов. Каждому погружению водных масс соответствует компенсационное поднятие воды в другом месте. Различают районы конвергенции (схождений) водных масс, где поверхностные воды погружаются в глубину, и районы дивергенций (расхождений), где глубинные воды выходят на поверхность.
Вместе с глубинными водами на поверхность поднимаются соединения азота и фосфора, это приводит к бурному развитию фитопланктона в зонах апвеллинга. Фитопланктоном питаются рачки, служащие кормом для рыбы. Поэтому здесь обычно бывает больше рыбы, чем на других участках океана.
Поверхность океана имеет сложный динамический рельеф, особенности которого взаимосвязаны с циркуляцией вод. Дивергенции, приуроченные к ложбинам динамического рельефа в центральных частях циклонических круговоротов, в поле дрейфовых течений приблизительно совпадают с областями сгона вод и их подъема из глубин — апвеллинга (рис. 6). Конвергенции, приуроченные к гребням динамического рельефа в центральных частях антициклонических круговоротов, в области дрейфовых течений приблизительно совпадают с областями нагона вод и опускания вглубь — даунвеллинга.
Огромное значение в гидродинамике океана имеют волны, в основном вызываемые ветром и действием приливных сил, которые одновременно обусловливают и возникновение приливно-отливных течений (рис. 7). Различают полусуточные, суточные и смешанные приливы.
В Мировом океане функционирование гидрологического звена идет в двух взаимно противоположных направлениях: с одной стороны, оно направлено на формирование относительно устойчивой динамической структуры океана — обособление водных масс, страти-

Рис. 7. Динамика приливной волны на о. Сахалин (по: Атлас, 2002)
фикацию его вод, а с другой — на разрушение этих структур, выравнивание градиентов физико-химических свойств морской воды.
Гидрологические структуры благодаря инерционности водной среды обладают относительной устойчивостью во времени, имеют естественные границы, отчего их роль в физико-географической дифференциации Мирового океана особенно значительна. Однако из-за подвижности вод аквальные экосистемы могут разрушаться, иметь зыбкие расплывчатые границы. Результатом функционирования гидрологического звена Мирового океана является упорядочение гидроклиматических условий.

В процессе планетарного обмена веществами и энергией в атмо- и гидросфере формируются свойства вод Мирового океана. Энергия движения воды, приходящая с солнечной радиацией, в океан поступает сверху. Естественно поэтому, что в вертикальном разрезе толща воды распадается на большие слои, аналогичные слоям атмосферы, их тоже называют сферами. Принято выделять четыре сферы: верхнюю, промежуточную, глубинную и придонную.

Верхняя сфера - слой мощностью 200-300 м, характеризующийся перемешиванием, проникновением света и колебаниями температуры.

Промежуточная сфера простирается до глубин 1500-2000 м. Ее воды образуются из поверхностных при их опускании. При этом они охлаждаются и уплотняются, а затем перемещаются в горизонтальных направлениях, преимущественно с зональной составляющей.

Глубинная сфера не доходит до дна примерно 1000 м. Ей свойственна гомогенность (однородность) воды. В этой сфере толщиной не менее 2000 м заключена почти половина всей воды океана.

Придонная сфера - толщиной около 1000 м от дна. Ее воды образуются в холодных поясах, в Антарктиде и Арктике и перемещаются на огромных пространствах по глубоким (свыше 4000 м) котловинам и желобам. Они воспринимают тепло из недр земли и химически взаимодействуют с дном океана. Поэтому значительно трансформируются.

В верхней сфере существуют водные массы - сравнительно большие объемы воды, формирующиеся в определенной акватории Мирового океана и обладающие в течение длительного времени почти постоянными физическими (температура, свет), химическими (соленость, газы), биологическими (планктон) свойствами и перемещающиеся как единое целое.

В Мировом океане выделяются следующие зональные типы водных масс: экваториальные, тропические и субтропические, умеренные, полярные.

Экваториальные водные массы характеризуются самой высокой в открытом океане температурой, пониженной (до 32-34°/0о) соленостью, минимальной плотностью, большим содержанием кислорода и фосфатов. Тропические и субтропические водные массы образуются в области тропических атмосферных антициклонов, характеризуются повышенной (до 37°/оо и выше) соленостью и большой прозрачностью, бедностью питательными солями и планктоном. Это океанские пустыни.

Умеренные водные массы располагаются в умеренных широтах и отличаются большой изменчивостью свойств как по географическим широтам, так и по сезонам года. Для них характерен интенсивный обмен теплом и влагой с атмосферой.

Полярные водные массы Арктики и Антарктики характеризуются самой низкой температурой, наибольшей плотностью, повышенным содержанием кислорода. Воды Антарктики интенсивно погружаются в придонную сферу и снабжают ее кислородом. Арктическая вода, обладающая низкой соленостью и потому небольшой плотностью, не выходит за пределы верхней промежуточной сферы. Водная масса квазистационарна. Каждая водная масса имеет свой очаг формирования Перемещаясь, массы воды смешиваются, изменяют свойства. При встречах водных масс возникают фронтальные зоны, отличающиеся градиентами температуры, солености, а значит и плотности (рис. 8).

Фронтальные зоны - это зоны конвергенции (сходимости). При конвергенции вода накапливается, уровень океана повышается, увеличивается давление и плотность воды, и она опускается.

Так как в океане не может происходить только опускание воды, а должен существовать и компенсационный подъем вод, то наряду с зонами конвергенции отмечаются и зоны дивергенции (расходимости) течений, где осуществляется подъем вод. Средняя скорость непериодических вертикальных движений в океане всего несколько сантиметров в сутки Поэтому подъем холодных вод из глубины океана к поверхности у восточных берегов океанов со скоростью несколько десятков сантиметров в сутки называют мощным (апвелинг). Поднимающаяся из глубин океана холодная вода содержит много питательных веществ, поэтому такие районы более богаты рыбой.

Холодные глубинные воды, попадая в поверхностный слой, постепенно нагреваются и под влиянием ветровой циркуляции перемещаются в системе дрейфовых течений в высокие широты, перенося тепло. В результате океан переносит из низких широт больше тепла, чем атмосфера.

Мировой океан и атмосфера образуют единую систему. Океан - главный аккумулятор тепла на Земле, гигантский преобразователь лучистой энергии в тепловую. Почти все тепло, получаемое нижними слоями атмосферы, является скрытым теплом конденсации, заложенным в водяном паре. При этом более половины этого тепла поступает из тропических районов. Скрытая энергия, поступающая в атмосферу с водяными парами, частично преобразуется в механическую энергию, обеспечивающую перемещение воздушных масс и возникновение ветра Ветер передает энергию водной поверхности, вызывая волнения и океанические течения, переносящие тепло из низких широт в более высокие.

Наряду с энергетическим обменом, взаимодействие океана и атмосферы сопровождается и обменом веществами (водяные пары, газы, соли) Процессы взаимодействия двух подвижных оболочек Земли чрезвычайно сложны, и изучение их очень важно Это прежде всего необходимо для понимания сложной картины формирования погоды и климатов на Земле, для удовлетворения практических требований специалистов по прогнозу погоды, промысловой океанологии, навигации, подводной, акустике и т. д.