Основными климатообразующими факторами в Мировом океане являются зональное распределение солнечной радиации и однородность поверхности океана
жүктеу/скачать 406.86 Kb.
|
|
Основными климатообразующими факторами в Мировом океане являются зональное распределение солнечной радиации и однородность поверхности океана. Здесь отсутствуют орографические препятствия, вносящие большие осложнения в климатические условия отдельных частей материков. Поглощенная солнечная радиация в Мировом океане в целом составляет 334 кДж/см2 в год, тогда как для всей суши — только 209 кДж/см2 в год. В одних и тех же широтах океан поглощает на 25—50 % больше тепла, чем суша. Это объясняется высокой теплоемкостью воды и ее интенсивным перемешиванием, в процессе которого происходит сложное перераспределение тепла в толще Мирового океана. Океан — мощный аккумулятор солнечного тепла, оказывающий весьма большое влияние на температурный режим прилегающих слоев атмосферы и климат материков. Океан медленнее, чем поверхность суши, поглощает тепло и медленнее отдает его в атмосферу, поэтому суточный ход температуры воздуха над поверхностью океана характеризуется небольшими колебаниями — обычно в пределах нескольких градусов. Годовые амплитуды температуры здесь также значительно меньшие, чем над материками. Например, разность летних и зимних температур воздуха от экватора к полюсам возрастает от 1 до 15—20°, тогда как на суше она может быть в 2—2,5 раза больше. Характерно также запаздывание максимальных и минимальных температур воздуха над океаном по сравнению с сушей на 1 —1,5 месяца. Большое влияние на климатические условия отдельных акваторий океанов и их термический режим оказывают теплые и холодные морские течения. Циркуляция атмосферы над Мировым океаном обусловлена барическими системами, термическим режимом и отклоняющим воздействием суточного вращения Земли. В умеренных широтах в зимнее время температура воздуха над океаном выше, чем над сушей. Поэтому здесь устанавливается низкое атмосферное давление — Исландский и Алеутский барические минимумы. Летом они выражены менее резко в связи с прогреванием материков. В субтропических широтах воздух над сушей всегда теплее, чем над океаном, и охладившиеся в верхних слоях атмосферы массы воздуха, пришедшие за счет восходящих движений из экваториальных областей, также опускаются. Поэтому в субтропиках и динамические и температурные условия обусловливают существование устойчивых антициклонов — Азорского, Гавайского, Южно-Атлантического, Южно-Индийского, Южно-Тихоокеанского. В экваториальных широтах в результате активной солнечной инсоляции и усиленных восходящих воздушных потоков возникает зона пониженного атмосферного давления. Над полюсами, наоборот, холодные воздушные массы обеспечивают повышенное атмосферное давление. Такое распределение атмосферного давления и барических систем определяет направление господствующих и постоянных ветров, их силу и устойчивость в различных широтах. В циклонах (циклоническая циркуляция) воздух движется к центру области низкого давления против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой в Южном. В антициклонах (антициклоническая циркуляция) движение воздуха противоположное: от центра антициклона к его периферии по часовой стрелке в Северном полушарии, против часовой стрелки в Южном. Взаимодействие областей низкого давления в умеренных широтах и высокого давления в субтропических обусловливает преобладание западных ветров в умеренных поясах. В Северном полушарии западный перенос осложняется влиянием материков, в Южном он выражен особенно ярко: непрерывное водное кольцо океана и сплошная зона устойчивых западных ветров опоясывают земной шар в пределах 40—50° ю. ш. Экваториальная область пониженного атмосферного давления определяет приток воздушных масс из субтропических областей повышенного давления. Возникают постоянные тропические ветры — пассаты: северо-восточные в Северном полушарии, юго-восточные в Южном. В летние и осенние месяцы этот устойчивый режим постоянных умеренных ветров может иногда нарушаться разрушительными тропическими циклонами (ураганами). Общая схема циркуляции атмосферы над Мировым океаном осложняется в Индийском и частично в Тихом океанах в результате возникновения сезонных барических систем над Азией. Интенсивное нагревание поверхности Азии летом создает здесь область пониженного атмосферного давления (Южно-Азиатский барический минимум), в то время как северная часть Индийского и юго-западная часть Тихого океанов имеют более низкую температуру и более высокое давление, чем прилегающие пространства суши. Поэтому воздух с океана перемещается в область пониженного давления, возникает летний муссон — ветры, направленные с океана на сушу и несущие с собой обильные осадки. В зимнее время поверхность суши оказывается охлажденной, образуется область высокого давления (Сибирский, или Центрально-азиатский, антициклон) и плотные массы воздуха растекаются в сторону Индийского и Тихого океанов, образуя зимний муссон — сухие ветры, направленные с суши на океан. Рассмотренная общая циркуляция атмосферы над океаном имеет определяющее значение для циркуляции вод Мирового океана. 2. Термика вод. Для Мирового океана в целом средняя температура поверхностных вод составляет +17,5°С. В Северном полушарии она примерно на 3° выше, чем в Южном. Существенные различия имеются в средних температурах отдельных океанов. Самая высокая средняя температура в Тихом океане — + 19,4, в Индийском она равна +17,3, Атлантическом +16,5, Северном Ледовитом океане —0,7 °С. Температуры на поверхности Мирового океана распределяются зонально. Наиболее высокая средняя годовая температура воды наблюдается в экваториальном поясе между 5 и 10° с. ш.— + 27,4 °С. С удалением от термического экватора температура вначале понижается незначительно. В тропических широтах средняя годовая температура на поверхности, как правило, выше +25 °С. С переходом в умеренные широты она быстро понижается, поскольку уменьшается количество поглощаемого солнечного тепла. При этом в Северном полушарии средняя годовая температура выше, чем в Южном. Так, у 40° с. ш. температура воды выше на 2, а у 60° с. ш.— на 4°, чем в аналогичных широтах Южного полушария. В Южном полушарии средняя годовая температура воды переходит через 0 °С между 60 и 65° ю. ш. В Северном полушарии отрицательная средняя годовая температура отмечается значительно севернее — примерно от 70—75° с. ш. Эти явления объясняются различием в характере циркуляции поверхностных вод. В северные части Атлантического и Тихого океанов в связи с преобладанием меридиональной циркуляции поверхностных вод выносится огромная масса хорошо прогретых тропических вод. В тех же широтах Южного полушария, в условиях преобладания зональных широтных переносов водных масс, поступление вод из низких широт значительно меньшее. Зональное распределение температуры на поверхности Мирового океана нарушается материками, преобладающими ветрами и океаническими течениями. В низких широтах изотермы вдоль западных побережий океанов расходятся в результате переноса теплых вод от экватора в высокие широты и, напротив, сходятся у восточных побережий под влиянием холодных течений, приносящих воды из умеренных и полярных областей. Понижение температуры в восточной части океанов связано и с выходом глубинных вод в области холодных тропических течений. Все это приводит к тому, что на востоке тропических областей создаются отрицательные аномалии температуры воды, а на западе — положительные. Существенно сказываются на температуре различия циркуляции поверхностных вод в умеренных и субполярных широтах между Северным и Южным полушариями. В южной части Мирового океана, где преобладает зональный перенос поверхностных вод, изотермы расположены вдоль параллелей. Аномалии: В Тихом океане и в смежной области Атлантического океана наблюдаются положительные аномалии температуры, достигающие у 50—55° ю. ш. 3—4°. В большей же части Атлантического и в западной части Индийского океанов изотермы отклоняются к северу, аномалии отрицательны и доходят у 50—55° ю. ш. до —2 и —3°. На различия температурных условий, помимо течений, влияют также особенности распределения воды и суши. В Атлантическом и Индийском океанах далеко вдающаяся к северу Антарктида (на расстояние около 1000 км) вызывает охлаждение вод умеренных широт. В Тихом океане, где материк расположен значительно южнее, изотермы несколько отклоняются к югу, что и определяет положительные аномалии температуры воды умеренных широт. К тому же с продвижением на восток Антарктическое циркумполярное течение становится все теплее в результате поступления тропических вод. В умеренных и субполярных широтах Северного полушария изотермы у западных побережий океанов сближаются в результате схождения течении, в связи с чем у субполярного фронта в Атлантическом и Тихом океанах наблюдаются самые большие горизонтальные градиенты температуры воды на поверхности Мирового океана. Вследствие выноса охлажденных вод из высоких широт в северо-западные части Атлантического и Тихого океанов создаются отрицательные аномалии температуры воды. Постепенно увеличиваясь от открытых областей в направлении западных побережий океанов, они доходят до —4 и —5°. Вынос теплых вод тропического происхождения в северо-восточные части Атлантического и Тихого океанов приводит к созданию здесь положительных аномалий температуры воды, достигающих в районе Аляскинского залива 6° и более, а между Исландией и Великобританией — даже 9°. В восточных частях этих океанов изотермы широко расходятся веером, что особенно заметно в Атлантическом океане, где местами изотермы идут вдоль меридианов или под углом к ним в 45°. Разность между значениями средней годовой температуры воды у западных и восточных берегов в Тихом океане доходит до 5, а в Атлантическом— до 10°. В результате интенсивного выноса тепла в северные части Атлантического и Тихого океанов средняя годовая нулевая изотерма лежит значительно севернее линии нулевого баланса тепла. Поступление большой массы тепла из Атлантики в Северный Ледовитый океан приводит к тому, что на обширных акваториях Норвежского и Гренландского морей, а также на юго-западе Баренцева моря отмечаются высокая положительная средняя годовая температура воды и высокие положительные ее аномалии. В остальной части Северного Ледовитого океана температура имеет отрицательные значения и примерно от 80° с. ш. в течение всего года близка к температуре замерзания. Температура воды на поверхности Мирового океана характеризуется годовым и суточным ходом. Годовые колебания захватывают слой воды до 400—500 м. Ниже этой глубины температура разных слоев не имеет годовых колебаний. Суточные колебания температуры воды, как правило, не проникают ниже чем на 25—30 м от поверхности. В течение года наибольшая температура воды на поверхности океанов наблюдается в Северном полушарии в августе, в Южном — в феврале, наименьшая в Северном полушарии — в феврале, в Южном — в августе. Наименьшие годовые амплитуды температуры на поверхности Мирового океана в экваториальном поясе. Минимальные годовые амплитуды порядка 1° наблюдаются в среднем у 5° с. ш. (в Индийском океане у экватора). Между экватором и 20—25° с. ш. и ю. ш. годовые амплитуды большей частью составляют менее 3—4°. К умеренным широтам они возрастают, достигая у 40—45° с. ш. и 30—35° ю. ш. максимальных значений. Среднее широтное значение амплитуды температуры по всему Мировому океану на юге доходит до 5,5—6,0°, а на севере почти в два раза больше — около 9°. Наличие на севере больших амплитуд связано с наибольшими годовыми колебаниями теплового баланса. В умеренном поясе Северного полушария годовые амплитуды температуры воды увеличиваются от восточных берегов океанов к западным. В Атлантическом океане от 6—7° на востоке они доходят до 15—18° на западе. В Тихом океане годовые амплитуды изменяются от 5—7°, местами 3—5: у берегов Америки до 15—20° у берегов Японии и 20—25° у материкового побережья Азии. Причина этому — преобладающие ветры: с приближением к суше усиливается их охлаждающее влияние зимой и отепляющее летом. При интенсивном охлаждении воздушных масс над Азией зимой и большом их прогреве летом годовые колебания температуры воды в прилежащих районах Тихого океана оказываются самыми высокими в умеренных широтах. Увеличению амплитуд способствуют и субтропические области высокого давления, где при малой облачности зимой происходит особенно сильное выхолаживание, а летом наиболее интенсивна солнечная радиация. В Северном полушарии их влияние сказывается главным образом в Атлантике, поэтому на общем фоне увеличения амплитуд с востока на запад в районе расположения центра Азорского максимума отмечается замкнутая изолиния с амплитудой 8°. В умеренном поясе Южного полушария максимальные годовые амплитуды температуры воды отмечаются у 30—35° ю. ш. Они совпадают с местами расположения субтропических барических максимумов, в центральных частях которых годовые амплитуды достигают 7—8°. Кроме того, амплитуды увеличиваются вблизи материков и Новой Зеландии. С переходом от умеренных широт к полярным годовые амплитуды температуры воды постепенно уменьшаются в связи с сокращением колебаний теплового баланса и появлением ледяного покрова. Примерно к 65° ю. ш. годовые амплитуды понижаются до 1°, а южнее становятся еще меньше. В тех же широтах Северного полушария годовые амплитуды значительно выше в связи с большей континентальностью. К 65° с. ш. по всей Атлантике они составляют около 4,5, а в Тихом океане, где континентальность больше,— около 7°. В отдельных местах они оказываются еще выше. Так, у берегов Аляски годовые колебания температуры превышают 8—9, а у берегов Скандинавии 10°. В Северном Ледовитом океане, быстро уменьшаясь с увеличением широты, они понижаются к 75—80° с. ш. до 1°, а в области постоянных льдов составляют лишь несколько десятых градуса. Суточные амплитуды температуры воды на поверхности Мирового океана незначительны — в среднем 0,2—0,3°. У тропиков они несколько больше — 0,3—0,4°. Замечено, что максимального значения температура воды достигает через 2,5—3 ч после полудня, а минимального—перед восходом солнца. В высоких широтах экстремальные значения температуры отмечаются даже несколько позже. Наибольшие изменения температуры воды по вертикали наблюдаются в верхнем слое. С 1500—2000 м до дна температура воды остается почти неизменной. Для огромных пространств океана между 45° с. ш. и 45° ю. ш. в распределении температуры воды с глубиной имеется много общего. В открытых частях океанов в указанных пределах температура воды от поверхности и почти до дна (у самого дна наблюдается слабое повышение температуры воды, обусловленное тепловыми потоками, идущими ото дна океана) непрерывно понижается, причем до глубины 300—500 м очень быстро, затем, до 1200—1500 м, значительно медленнее, а ниже 1500 м уменьшается очень медленно и иногда не изменяется совсем. В некоторых глубоководных впадинах, например в Филиппинской, с глубин порядка 3500—4000 м и до дна температура воды несколько повышается. В экваториальном поясе при максимальной температуре воды на поверхности изменения ее по вертикали наиболее значительны. В верхнем тысячеметровом слое они составляют в среднем 20—22°. Здесь самые высокие в Мировом океане вертикальные градиенты температуры воды. Ко дну в экваториальном поясе температура воды понижается до +2,5— +1,0°С. В умеренных поясах в соответствии с дальнейшим широтным уменьшением температуры воды на поверхности отмечается более плавное ее понижение в верхних слоях, менее значительное, чем между 45° с. ш. и 45° ю. ш., изменение температуры с глубиной, что объясняется меньшим летним прогревом поверхностных вод. В Южном полушарии температура по всей глубине заметно ниже, чем в Северном, ибо высокие пороги, отделяющие Северный Ледовитый океан от Атлантического и Тихого океанов, ограничивают проникновение холодных полярных вод. Вместе с тем на севере Тихого океана она значительно ниже, чем в тех же широтах Атлантического океана (охлаждение поверхностных вод под влиянием зимнего муссона). Существенно различен здесь и характер вертикального распределения температуры. На севере Тихого океана резкое понижение температуры воды, наблюдающееся в верхних слоях, прекращается уже на глубине 300—500 м, тогда как на севере Атлантического океана — лишь на 2000 м. Такие различия температурных условий обусловлены высокой соленостью атлантических вод: охлаждаясь при выносе в высокие широты, они опускаются на большую глубину, способствуя повышению температуры по всей толще вод Атлантического океана. Оба полярных пояса имеют одинаковый характер вертикального распределения температуры воды, отличный от того, который наблюдается в умеренных и тропических широтах. В полярных областях температура сначала понижается до глубины около 50— 100 м, затем несколько повышается (за счет приноса более теплых и более соленых вод из умеренных широт), достигая максимума на глубинах около 250—500 м, после чего медленно понижается до дна. Под теплой прослойкой температура воды заметно уменьшается до глубины 1500—2000 м, ниже этих глубин условия близки к гомотермии. Однако абсолютные значения температуры воды в Антарктике по всей глубине выше, чем в Арктике, потому что в Антарктику поступает значительно больше теплых вод из высоких широт, чем в Северный Ледовитый океан. Льдообразование в Мировом океане наблюдается только в полярных и субполярных широтах. В Северном Ледовитом океане и у берегов Антарктиды образуются многолетние паковые льды мощностью до десятка и более метров. В Северном Ледовитом океане они охватывают до 80 % площади океана. В Антарктиде обширные пространства шельфа покрыты с поверхности шельфовыми ледниками. В умеренных широтах ледяной покров устанавливается лишь в очень немногих, преимущественно мелководных морях на короткое время зимой. Кроме собственно морских льдов в высоких широтах распространены айсберги — плавучие льды, образующиеся в результате стока ледников с суши. Отдельные из них существуют длительное время и под действием ветра и течений проникают далеко в умеренные широты — до 50° в Северном и даже 30° в Южном полушариях. 3. Течения. К поступательным движениям водных масс в океанах и морях относятся течения. Они переносят огромные массы морской воды в горизонтальном направлении на большие расстояния по определенным путям в виде широких потоков. Главный возбудитель поверхностных течений Мирового океана — ветер. Основные поверхностные течения океана вызываются постоянными и господствующими ветрами, общей циркуляцией атмосферы. Поэтому поверхностные течения принято рассматривать как единую циркуляцию атмогидросферы. В результате суточного вращения Земли (сила Кориолиса) течения отклоняются от первоначального направления в Северном полушарии вправо, в Южном— влево. Общая схема поверхностных течений Мирового океана следующая. В тропических широтах у западных берегов материков пассаты, переходя с суши на море, сгоняют теплую воду и увлекают ее в западном направлении. На ее место из глубин океана поднимаются холодные воды. Так образуются пять холодных течений: Канарское, Калифорнийское, Перуанское, Бенгельское и Западно-Австралийское. Все из них, которые располагаются в Южном полушарии, вливаются холодные струи южного течения Западных Ветров, или Антарктического циркумполярного, охватывающего кольцом Южное полушарие. Теплые воды, гонимые пассатами с востока на запад, составляют два параллельных пассатных течения — Северное и Южное, хорошо выраженных в жарком поясе Атлантического и Тихого океанов. В Индийском океане постоянным является только Южное пассатное течение, Северное пассатное сменяется Муссонным, направление которого изменяется по сезонам. Между пассатными течениями в противоположном им направлении — с запада на восток проходят экваториальные, межпассатные, противотечения. Пассатные течения, дойдя до материков, у восточных берегов разделяются на части, отклоняются к северу и югу и затем идут вдоль материков. В Атлантическом океане Южное пассатное течение делится на Бразильское и Гвианское. Последнее вместе с Северным пассатным течением направляется к Флориде и частично в Мексиканский залив, а здесь дает начало течению Гольфстрим, которое доходит до Большой Ньюфаундлендской банки. В Тихом океане пассатные течения у берегов Азии и Австралии образуют течение Куросио, которое, как и Гольфстрим, достигает 40° с. ш., и Восточно-Австралийское течение. В Индийском океане Южное пассатное течение делится на Сомалийское и Мозамбикское. На 40—50° с. ш. на направление поверхностных течений оказывают влияние западные ветры и течения отклоняются на восток, пересекая океан и образуя теплые течения — Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское. За ними нередко сохраняются названия их начальных участков, т. е. Гольфстрим и Куросио. У западных берегов материков от Северо-Атлантического и Северо-Тихоокеанского течений отходят ветви в сторону экватора, которые сливаются с водами Канарского и Калифорнийского течений и замыкают субтропические антициклонические круговороты. В Северном полушарии поверхностные течения, которые отклоняются в более высокие широты, отделяют ветви в западном направлении. Последние соединяются с течениями, идущими из высоких широт в умеренные вдоль восточных берегов материков (Лабрадорское, Восточно-Гренландское, Камчатское и Курильское течения), и замыкают циклонические круговороты. В Южном полушарии также образуются антициклонические и циклонические круговороты. Под крупными поверхностными течениями наблюдаются противотечения, т. е. течения, направленные в сторону, противоположную поверхностному течению. Такие противотечения были обнаружены сначала под Гольфстримом, а затем под Куросио. Таким образом, поверхностные течения образуют систему круговоротов, которые отграничены друг от друга океаническими фронтами. В одних местах очерчиваются зоны схождения течений, в других — зоны расхождения. Первые называются конвергенциями, вторые — дивергенциями. Динамические центры круговоротов поверхностной циркуляции смещены к западным берегам океанов. Именно здесь развиваются наиболее мощные течения, отличающиеся большими скоростями и оказывающие наибольшее влияние на климат Земли: Гольфстрим, Куросио, Бразильское, Мозамбикское, Восточно-Австралийское. У восточных берегов течения выражены менее резко и имеют меньшие скорости. Если системы океанических течений Атлантического и Тихого океанов почти повторяют одна другую, то относительно экватора течения не симметричны. Теплые течения Северного полушария — Гольфстрим и Куросио (в широком смысле) далеко, вплоть до Арктики, проникают на север, тогда как их аналоги в Южном полушарии — Бразильское, Мозамбикское и Восточно-Австралийское заканчиваются уже у 35° ю. ш. Антарктические холодные воды в Перуанском и Бенгельском течениях достигают экватора, в то время как арктические воды Лабрадорского и Камчатского течений едва доходят до 45° с. ш. Частично это объясняется расположением материков и направлением береговых линий. Однако одно и то же направление береговых линий может одинаково обеспечить как северный, так и южный перенос. Поэтому, очевидно, существуют пока неизвестные причины господства северных и угнетенности южных направлений в переносе океанических вод. жүктеу/скачать 406.86 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|