Как изменяется температура мирового океана с глубиной

Океан получает от Солнца много тепла. Занимая большую площадь, он получает тепла больше, чем суша.

Но солнечные лучи нагревают только верхний слой воды толщиной всего несколько метров. Вниз от этого слоя тепло передается в результате постоянного перемешивания воды. Но необходимо заметить, что температура воды с глубиной понижается, сначала скачкообразно, а затем плавно. На глубине вода почти однородна по температуре, так как глубины океанов в основном заполнены водами одного и того же происхождения, формирующимися в полярных областях Земли. На глубине более 3-4 тысяч метров температура обычно колеблется от +2°С до 0°С.

Температура поверхностных вод также неодинакова и распределяется в зависимости от географической широты. Чем дальше от экватора, тем ниже температура. Это связано с различным количеством тепла, которое поступает от Солнца. Из-за шарообразности нашей планеты угол падения солнечного луча на экваторе больше, чем у полюсов, поэтому и тепла экваториальные широты получают больше, чем полярные. На экваторе наблюдаются наиболее высокие температуры вод океана — +28-29°С. К северу и югу от него температура воды понижается. Из-за близости холодной Антарктиды скорость понижения температур к югу несколько быстрее, чем к северу.

На температуру морской воды влияет и климат окружающих территорий. Особенно высока она в морях, окруженных жаркими пустынями, например в Красном море — до 34°С, в Персидском заливе — до 35,6°С. В умеренных широтах температура изменяется в зависимости от времени суток.

Кроме географической широты и климата окружающих территорий, на температуру океанических вод влияют и течения. Теплые течения уносят теплые воды от экватора в умеренные широты, а холодные несут от полярных областей холодную воду. Подобное перемещение вод способствует более равномерному распределению температур в водных массах.

Самая высокая средняя температура у поверхности воды в Тихом океане равна 19,4°С. Второе место (17,3°С) занимает Индийский океан. На третьем месте — Атлантический океан, имеющий среднюю температуру около 16,5°С. Наиболее низкая температура воды в Северном Ледовитом океане — в среднем чуть выше 1°С. Следовательно, для всего Мирового океана средняя температура поверхностных вод составляет около 17,5°С.

Итак, океан поглощает тепла на 25-50% больше, чем суша, и в этом его огромная роль для живых существ всей планеты. Солнце все лето нагревает его воду, а зимой эта прогретая вода постепенно отдает тепло атмосфере. Таким образом, Мировой океан — что-то вроде «котла центрального отопления» Земли. Без него на Земле наступят такие жестокие морозы, что погибнет все живое. Было подсчитано, что если бы океаны не сохраняли так бережно свое тепло, то средняя температура на Земле была бы равна —21°С, а это на целых 36 С ниже той, которую мы имеем на самом деле.

Источник

Распределение температуры по вертикали

ГЛАВА 8. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

§ 32. Распределение температуры по вертикали

Температура океанических вод, как правило, с глубиной понижается, но это понижение неодинаково в различных широтах. Существенные изменения температуры происходят только до глубины 1000 м (в разных районах от 200 до 2000 м). В этом слое вертикальные градиенты температуры воды, т. е. изменения: температуры на единицу длины (единицу расстояния между горизонтами), быстро растут, а ниже указанной границы резко снижаются и становятся ничтожно малыми (табл. 13).

Изменения температуры воды и градиентов температуры с глубиной между 50° с. ш. и 50° ю. ш.

Глубина, м	t ºС	dt°/100 м	Глубина, м	t °С	dt°/100 м
0 200 400 600 800	16,0 15,5 13,7 9,9 5,1	0,25 0,90 1,90 2,40 0,65	1000 2000 3000 4000 5000	3,8 3,1 2,8 2,6 2,5	0,07 0,03 0,02 0,01

Неравномерное распределение температуры, а также и солености в основном создается процессами перемешивания и морскими течениями. В поверхностных слоях, в пределах деятельного слоя моря, переслоенность водных масс связана главным образом с процессами вертикального обмена, а на глубине неоднородность океанологических характеристик связана с общей циркуляцией вод Мирового океана. Неоднородность вод океанов и морей, связанная с процессами вертикального и горизонтального обмена, определяет наличие промежуточных холодных или теплых слоев с пониженными или повышенными температурами. Эти слои могут быть конвективного (за счет перемешивания) и адвективного происхождения. Последние связаны с доставкой (advectos), т. е. горизонтальным вторжением, водных масс, переносимых из вне течениями. Примером может служить наличие теплых атлантических вод во всей центральной части Северного Ледовитого океана, которые прослеживаются на глубинах от 150-250 до 800-900 м. При переходе от поверхностных вод к промежуточным, глубинным и придонным (см. стр. 165) на границах. их соприкосновения возникают вертикальные градиенты, океанологических характеристик. Переходный слой, в котором велики градиенты температуры, солености, плотности и других свойств, называют слоем скачка. Эти слои могут быть временными, сезонными и постоянными в деятельном слое и на границе его с водами глубин. Глубоководные наблюдения в различных районах Мирового океана. (рис. 14) показывают, что в открытых районах кроме полярных областей, температура заметно изменяется от поверхности до глубины 300- 400 м, затем до 1500 м изменения весьма незначительны, а с 1500 м она почти не изменяется. На 400-450 м температура 10-12° С, на 1000 м 4-7° С, на 2000 м 2,5-4° С и с глубины 3000 м она около 1-2° С.

Распределение температуры по вертикали в полярных областях океана

В полярных областях распределение температуры по вертикали носит несколько иной характер (рис. 14, кривая для 61° с. ш.). Здесь на поверхности располагается холодный и относительно опресненный слой: в Антарктике вследствие пополнения пресной воды таянием материковых льдов, в Арктике в результате выноса речных вод. Температура этого слоя около 0°С, а в южных широтах даже до -1,8° С. До 200 м температура воды повышается: в южном полушарии до 0,5° С, в северном до 2° С. Глубже температура падает и на горизонте 800 м достигает 0°С. Температура воды океанов у дна в пределах 45° с. ш. — 45° ю. ш. держится между 0 и +2° С, в умеренных широтах снижается до 0º С, в полярных бассейнах становится отрицательной, достигая -1º С и даже -2° С. Нижние, глубинные слои Мирового океана получают некоторое, весьма небольшое количество тепла от внутренней теплоты Земли. Это тепло вызывает повышение температуры воды в застойных участках океанических впадин и желобов на десятые доли градуса.

В открытых частях океанов, особенно на широтах 40—50°, местами 60°, в толще воды выделяются два слоя: теплый поверхностный и мощный холодный, простирающийся до дна. Между ними лежит переходный слой, называемый главным термоклином. Это постоянный слой скачка, расположенный между глубинами 300-500 и 700-1500 м, характеризующийся понижением температуры от 12-17 до 4-5° С. В высоких широтах, где температура вод однородна от поверхности до дна, термоклин расположен на поверхности.

Распределение температуры воды в окраинных, средиземных и межостровных морях

Распределение температуры воды в окраинных, средиземных и межостровных морях зависит от местных физико-географических условий. Большое значение имеет водообмен с соседним морем или океаном, приток пресных вод, интенсивность вертикальной циркуляции и ледовый режим моря (см. стр. 83). Большое влияние на стратификацию (переслоенность) вод в морях оказывают также приливные процессы. В мелководных проливах и заливах в результате перемешивания воды приливными течениями температура, соленость, содержание газов на поверхности и у дна почти не меняются. Так, например, в Горле Белого моря температура воды на поверхности и у дна 6-7° С, зимой — от -1 до -1,8° С.

В целом Мировой океан, имеющий среднюю температуру 3,8° С, представляет собой холодную сферу. Однако, поглощая огромное количество тепла в низких широтах, он постепенно отдает его атмосфере в средних и высоких широтах в холодное время. Межширотный теплообмен и обмен теплом между океаном и материкам и определяют особенности климата и погодных условий на Земле. В тепловом балансе Земли Мировой океан имеет большое регулирующее значение.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973

Источник

Изменение температуры воды в океане в зависимости от глубины

Температура воды с увеличением глубины понижается. Но процесс этот в разных широтах происходит неодинаково, так как глубина проникновения солнечной радиации в разных зонах неодинакова.

На большей части акватории Мирового океана, между 50° с. ш. и 45° ю. ш. в вертикальном распределении температур много общего. В верхних слоях океана до глубины 500 м понижение температуры идет очень быстро, дальше до 1500 м — значительно медленнее, глубже — температура почти не изменяется. На глубинах 3-4 тыс. м в экваториальных и умеренных широтах вода имеет температуру 2-3 °С, в высоких — около 0 °С. Глубже 4 тыс. м температура воды немного повышается вследствие повышения давления (адиабатическое нагревание).

В приполярных районах температура воды понижается до глубины 50-100 м. Ниже она растет за счет приноса более теплых и соленых вод из умеренных и субтропических широт, достигая максимума в слое 200-500 м. Под этим слоем температура снова понижается, и на глубине 800 м она равна 0 °С. Средняя температура Мирового океана в целом 3,8 °С.

В высоких и средних широтах летом под нагретым поверхностным слоем располагается слой резкого скачка температуры — сезонный термоклин. Глубина залегания слоя скачка и величина градиента температуры в нем зависят от интенсивности прогрева поверхностного слоя и перемешивания. В умеренных широтах он обычно располагается на глубинах от 10-16 до 50 м и ниже при значениях вертикального градиента температуры от долей градуса до нескольких градусов на метр.

От экватора до 50-60° с. и ю. ш. слой скачка на глубинах от 300 до 1 тыс. м существует постоянно (главный термоклин). Так как слой температурного скачка — слой изменения плотности, в нем всегда скапливаются живые организмы. Резко выраженный слой скачка плотности препятствует опусканию взвешенных в воде предметов. Например, подводная лодка может лежать на слое скачка как на грунте, откуда и произошел термин «жидкий грунт».

Если рассматривать температурный режим не только открытых частей океанов, но и морей, то и здесь ярко проявляется зависимость температуры от широты, хотя влияние суши, водообмен с океаном и другие причины вносят коррективы в эту связь. Самая высокая температура отмечена на поверхности внутриматериковых тропических морей (в Красном море до 32 °С). Самая низкая температура в полярных морях не опускается ниже -2 °С.

Вертикальное распределение температуры воды в морях зависит, в первую очередь, от водообмена с соседними частями океана. В морях, отделенных от океана порогом, распределение температур зависит от глубины порога, солености моря, температуры на его поверхности. Так, в Средиземном море температура воды у дна (4400 м) составляет 13 °С. Окраинные моря, свободно сообщающиеся с океаном, по характеру распределения температур не отличаются от открытых частей океана.

Источник

Температура вод мирового океана: какая она, от чего зависит и как связана с человеком

Лето, как известно, благодатная пора для отдыха и загара. Но купаться, загорать и отдыхать хочется в любое время года. И как же долго приходится дожидаться жары и теплой водички в водоёмах. Особенно актуальны подобные мечтания в зимние холода. Сегодня никого уже не удивишь новогодними поездками в самое настоящее лето. С жарким солнцем, горячим песком и ласковым морем самого что ни на есть удивительного цвета. А возможность такая есть благодаря температурным особенностям Мирового океана.

Мировой океан намного больше по площади, чем суша. Поэтому неудивительно, что и солнечного тепла на него приходится значительно больше. Но даже солнечные лучи не способны равномерно и систематически прогреть его полностью. Тепло получает лишь неглубокий слой на поверхности. Его толщина всего несколько метров. Но в результате регулярного движения и перемешивания тепло может передаваться на более низкие слои. А уже на глубинах в 3-4 километра средняя температура воды остается неизменной и около дна океана составляет +2-0С. Причем при погружении на глубины, температура воды в мировом океане сначала изменяется резкими скачками, и лишь опускаясь ниже, начинает изменяться в сторону плавного понижения.

Чем сильнее происходит удаление от экватора, тем ниже становится температура поверхности воды. Это очевидно и напрямую связано с общим количеством поступающих теплых солнечных лучей. И поскольку Земля имеет форму шара, то лучи падают на нее под различными углами. Таким образом, экватору достаётся намного больше солнечного тепла, чем обоим полюсам. Поэтому вода здесь регулярно прогревается до +28С+29С. Этим объясняется более высокая температура тропических вод, чем средняя Мирового океана.

От чего зависит температура мирового океана

Рассматривая, почему и как меняется температура воды, определяющее значение здесь имеют климат и географическое положение. Если воды окружены бескрайними пустынями, как Красное море, то они способны прогреваться до +34С. Еще выше они в Персидском заливе — до +35,6С. Отдаляясь от экватора, начинают работать теплые течения. В это же время холодные массы направляются навстречу теплым. Происходит смешивание гигантских водных масс. Ветер также способен перемешивать поверхностные слои. В этом отношении, конечно же, показателен пример Тихого океана, занимающего почти половину всего Мирового и треть всей планеты Земля. Так, в состоянии шторма ветер перемешивает воды в поверхностном слое Тихого океана в южных широтах на глубину до 65 метров. Смешиваясь и растворяясь, средняя температура воды в мировом океане составляет +17,5С.

Рассматривая среднестатистическую температуру воды океанов, можно констатировать следующее: поверхностный слой Тихого океана самый теплый +19,4С. Второе место у Индийского +17,3С. Температура поверхностных вод Атлантического океана +16,5С – третье место. Чемпионом по самой холодной воде — чуть выше +1С — предсказуемо является Северный Ледовитый. Но, несмотря на то, что средняя температура поверхностных вод Тихого океана самая высокая, из-за огромных размеров в нем имеются участки, где она в зимний период может опускаться до -1С (Берингов пролив).

Влияние солености

Высокая соленость является отличительной чертой вод мирового океана. Она многократно превосходит по этому критерию показатели вод на суше. Морская вода содержит 44 химических элемента, но наибольшее количество среди них занимает соль. Чтобы понять, сколько соли находится в Мировом океане, нужно представить такую картину — слой соли, равномерно рассыпанный по суше, будет равен толщине в 150 метров.

Океаны по солености можно расставить таким образом:

Атлантический самый соленый — 35,4%;
Индийский в середнячках — 34,8%.
Средняя соленость Тихого самая низкая — 34,5%.

От этого напрямую зависит и плотность. Так, средняя плотность воды в Тихом океане также более низкая, чем в других.

Максимальная солёность тропических вод до 35,5—35,6 ‰ выше, чем средняя Мирового океана.

Почему и как меняется соленость воды? Причин существующей разницы несколько:

Испарение;
Образование ледяного покрова;
Понижение солености, при осадках;
Речные воды стекают в мировой океан.

Возле материков, на небольших расстояниях от берега соленость вод не такая высокая, как в центре океана, поскольку на них действует опреснение стоков рек и таяние льдов. А повышению солености активно способствует испарение и образование льдов.

К примеру, у Красного моря отсутствуют впадающие в него реки, но присутствует очень большая испаряемость в связи сильным солнечным нагревом и малым количеством осадков. В результате соленость составляет 42%о. А если взять к рассмотрению Балтийское море, то его соленость не превышает 1%о и оно, по сути, очень близко к показателям пресного. Объясняется это тем, что оно расположено в климате с очень низким испарением и наибольшим количеством осадков.

При какой температуре воды лучше купаться

На берегу любого моря очень нелегко удержаться от желания искупаться. Море, волны, песок выступают в роли искусителей. Но кого-то искушает возможность сделать погружение в зимнюю прорубь, а кому-то доставит удовольствие купание исключительно при температуре воды не меньше +20С. Все очень индивидуально в этом мире. Но есть и обычный среднестатистический человек, который будет рад обычному среднестатистическому купанию в водоеме. Нормальной температурой принято считать +22 — +24С. Важно понимать, что при погружении в воду тело человека получает воздействие не только температуры окружающей его жидкости, но и таких факторов как:

Лучи Солнца и температура воздуха;
Давление;
Сила морских волн.

И все же человеческое тело способно адаптироваться к многочисленным изменениям внешней среды. Оно может либо закалиться, либо расслабиться благодаря процессу терморегуляции. Поэтому утверждение, нет ничего лучше тепленькой водички, не всегда и не во всем правильное. Очень теплые воды способствуют развитию и размножению огромного количества вредных микроорганизмов и неприятных инфекций. Купание в подобных условиях несет в себе угрозу не только для детей, но и для взрослых. Поэтому совершенно резонно, что жители разных континентов и регионов обитания имеют исключительно свою зону комфорта для купания. Здесь можно привести в пример жителей греческого побережья с температурой воды не ниже +25С или тех, кто проживает на берегах Балтийского моря, где она по определению не бывает выше +20С.

Какая температура является оптимальной для беременных

Будущим мамам, равно как и маленьким детям, более всего для купания подходит теплая вода. Зачастую для этого выбираются морские ванны. Рекомендуемая температура при беременности не должна быть ниже +22С. Она наиболее естественная и безопасная и не таит в себе никакой угрозы. Тем не менее будущим мамам важно помнить, что и при соблюдении температурного баланса нужно избегать попадания прямых солнечных лучей и желательно избегать возможных тепловых перепадов. И как бы ни нравилось нахождение в объятиях теплых морских волн, не следует злоупотреблять длительным купанием. Считается, что оптимальная продолжительность водных процедур для беременных не должна быть более 15-20 минут.

Поглощая огромное количество тепла, океан делает возможной жизнь на планете. В этом сказывается его бесценность и необходимость для всего живого на Земле. Солнце в определенный период нагревает Мировой океан, а в следующий период теплая вода постепенно согревает этим теплом атмосферу. Без этого процесса наша планета погрузится в жесточайшие холода, и жизнь на Земле погибнет. Ученые рассчитали, что оставшись без сохраняемого мировым океаном тепла, средняя земная температура упадет до -18С или -23С, что на 36 градусов ниже привычной сегодняшней.

Источник

Как изменяется температура мирового океана с глубиной

Почему меняется температура воды в мировом океане

Причины изменения температуры воды в океане

Факторы, влияющие на неоднородность прогрева