Как определить среднюю глубину моря

Как измеряется глубина океана?

Океаны во многом остаются для нас загадкой. Мы даже не знаем возраста океанов. Вполне возможно, что на первых этапах развития Земли океанов не существовало.

Ученые, изучающие море, называются океанографами. Поскольку глубины океана темны и холодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подводных лодок и через окуляры батискафов, сделанных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно.

Сегодня человек исследует океанское дно, чтобы лучше их изучить. До глубины 3600 м дно океанов покрыто мягкими илистыми отложениями. Они состоят из известковых скелетов мельчайших морских животных. На глубинах, превышающих 6 км, дно покрыто мелким красноватым илом, называемым «красная глина». В его состав входят частички скелетов животных, остатки мелких растений и вулканический пепел.

Одна из интересующих океанографов проблем — это глубина океана. Измерение ее называется «прослушиванием глубины». В старину измерение делалось при помощи веревки с привязанным к ней грузом, которую опускали в воду. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны.

В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо.

Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в секунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором. Чем глубже вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля.

Современный эхолот посылает ко дну ультразвуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе расшифровку этих знаков в морских саженях (морская сажень равна 1,8 метра).

При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не только это. Он может в подробностях нарисовать линию морского дна под кораблем, если прослушивать дно через каждые несколько метров по ходу корабля.

Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна высотой меньше метра!

Основываясь на этих измерениях, мы довольно хорошо представляем себе среднюю глубину различных океанов, как и самые их глубокие точки. Самый глубокий — Тихий океан, его средняя глубина 4 281 м. Следом идет Индийский океан со средней глубиной 3 963 м. Затем следует Атлантический океан со средней глубиной 3 926 м. Для сравнения: Балтийское море имеет среднюю глубину всего 55 м!

На сегодняшний день известно самое глубокое место в океанах — в районе Гуамских островов — 10 790 м. Другое глубочайшее место расположено в Атлантическом океане недалеко от Гуамских островов — здесь глубина достигает 9 219 м. Гудзонов залив, по площади превосходящий многие моря, имеет среднюю глубину только 183 м.

Самая внушительная морская впадина находится около Марианских островов. Ее глубина 11022 метра. Для сравнения: высочайшая вершина мира Эверест имеет высоту «всего» 8848 метров. В I960 г. эта впадина была исследована с помощью батискафа, опустившегося почти до ее дна. Тем самым, кстати сказать, был побит мировой рекорд для подобных аппаратов. И еще одно наблюдение.

Почти все морские впадины (или желоба) расположены не в открытом океане, а вблизи материков.

Источник

Средний уровень моря. Нуль глубин

ГЛАВА 13. КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

§ 49. Средний уровень. Нуль глубин

К основным характеристикам уровня, необходимым при изучении режима и представляющим практический интерес, относятся средние уровни за различные периоды времени и экстремальные значения. Кроме средних уровней — суточного, месячного, годового и многолетнего, большой интерес представляют экстремальные его величины — максимальный, минимальный, наибольшее возможное отклонение от среднего уровня, продолжительность стояния на различной высоте и др.

Наблюдения за колебаниями уровня моря

Наблюдения за колебаниями уровня моря проводятся на водомерных постах, сооружаемых на берегах материков, островов, а в полярных морях — на ледяном покрове. Устройство таких постов и способы наблюдений в принципе ничем не отличаются от устройства и наблюдений на водомерных постах на реках и озерах. Для непрерывной автоматической регистрации колебаний уровня используются самописцы-мареографы. Расчет различных характеристик уровня осуществляется при помощи статистических методов. Средние суточные, из которых выводится средний месячный уровень, используются для расчета средних годовых его значений.

Средний годовой уровень моря

Средний годовой уровень не остается постоянным, хотя колебания его, как правило, сравнительно невелики (рис. 21). В морях с затрудненным водообменом с океаном, таких, как Балтийское, Черное, Азовское и др., средний годовой уровень отклоняется от многолетнего больше, чем на берегах океана. В закрытых морях колебания среднего годового уровня могут быть значительными.
Для решения многих практических и теоретических задач необходимо расчеты вести относительно определенной нулевой поверхности. За такую поверхность, относительно которой рассматриваются высоты на суше и глубины океанов и морей, принято считать средний многолетний уровень, который сокращенно называют средним уровнем моря. Средний многолетний уровень определяется как среднее из средних годовых по формуле

где Х₀ — средний многолетний уровень; Х_i — средние годовые уровни; п — число лет наблюдений, т. е. длина ряда.

Для морей, где приливные колебания значительны, для определения среднего многолетнего уровня достаточен 19-летний период, в течение которого проявляются все важнейшие неравенства в явлении приливов. Для морей, где величина приливных колебаний менее 50 см, необходимо особо определять продолжительность ряда наблюдений. Она зависит от особенностей непериодических колебаний и заданной точности. А. И. Дуваниным предложена простая формула для определения продолжительности наблюдений

где п — необходимое число лет наблюдений; R — заданная точность; X_макс = Х₀ — X_i — наибольшее наблюденное отклонение среднего годового уровня от многолетнего в одном из пунктов моря.

Точные нивелировки, произведенные для связи средних уровней моря в различных пунктах наблюдений, показали, что эти уровни отличаются друг от друга на довольно значительные величины. Уровни у западных берегов материков выше, чем у восточных, и понижаются с севера на юг. Так, средний уровень Тихого океана у берегов США на 0,5 м выше, чем уровень Атлантического океана на той же широте; Уровень Белого моря у Архангельска на 24 см выше уровня Балтийского моря у Кронштадта.

Нуль глубин

Для того чтобы сделать сравнимыми результаты измерений глубин, произведенных при различных положениях уровенной поверхности, их приводят к одному определенному уровню, называемому нулем глубин. В морях, где приливные колебания уровня невелики, за нуль глубин принимается средний многолетний уровень. Исключением является Каспийское море, для которого за нуль глубин принят условный горизонт. На Балтийском море за нуль глубин принята уровенная поверхность, проходящая через нуль Кронштадтского футштока, лежащего на несколько сантиметров ниже среднего многолетнего уровня у Кронштадта. В морях, где приливные колебания уровней значительны, т. е. средняя величина прилива более 50 см, за нуль глубин принимаются уровни, связанные с наинизшим положением уровенной поверхности моря. Это так называемый теоретический нуль глубин (ТНГ) — наиболее низкий уровень, возможный по астрономическим причинам. Он вычисляется различными способами по гармоническим постоянным (см. стр. 143), которые определены для многих портов Мирового океана.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973

Источник

Средняя глубина океана

Как мы уже говорили, долгое время некоторые исследователи считали океаны бездонными. Другие все-таки пытались достать дно. Для этого к веревке привязывали грузила и это приспособление (лот) спускали вглубь. Магеллану таким образом достичь дна не удалось, а после Магеллана промеры в глубоководных областях не проводились почти на протяжении трехсот лет.

В середине XIX века американские гидрографы определили в Южной Атлантике глубины 14100 и 15180 метров. Подобные находили и в других океанах. Сейчас мы знаем, что таких глубин нет. Это ошибка. Она произошла из-за того, что исследователи не смогли четко понять, когда они достигли дна.

Лишь после изобретения звуковых приборов (эхолотов) появилась возможность при помощи звука, посылаемого на дно, и отразившегося от дна эха, точно определить среднюю глубину океана. Промеры таким образом делались на всем пути следования корабля.

В настоящее время на каждый квадратный километр дна приходится около сотни или даже тысячи точек промера. В 1952 году на английском судне «Челленджер II» в Марианской впадине в Тихом океане была установлена глубина 10863 метра. На советском судне «Витязь» в 1959 году в той же впадине была открыта максимальная глубина Мирового океана — 11022 метра. В Атлантическом океане наибольшая глубина равна 8742 метрам и находится в желобе Пуэрто-Рико, в Индийском океане — 7437, в Северном Ледовитом океане — 5440 метрам (находится в котловине Нансена). Интересно, что максимальные глубины в океанах (а также в морях) находятся не в их центральной части, а по периферии, вблизи континентов или островов.

Ученые обычно рассчитывают и среднюю глубину океана. Средняя глубина Атлантического океана — 3597 метров, Индийского — 3711, Тихого — 3957, Северного Ледовитого — 1225 метров. Средняя глубина всего Мирового океана — 3795 метров. Если распределить воды во всех океанах ровным слоем, то мощность этого слоя составит около четырех километров.

Ученым, инженерам, нефтедобытчикам, рыбакам иногда необходимо знать, какие площади характеризуются теми или иными глубинами. Выяснилось, что участки Мирового океана с глубинами:

• до 200 метров (т. е. шельф) занимают 27491 квадратный километр, или около 8 процентов площади дна Мирового океана (включая моря);
• с глубинами от 200 до 300 метров — 54968 квадратных километров, или 15 процентов;
• с глубинами более 3000 метров — 77 процентов;
• с глубинами более 6000 метров занимают менее одного процента площади дна Мирового океана.

А что если бы все формы поверхности Земли сгладить, а воду Мирового океана распределить равномерно по нашей планете? Была бы довольно унылая картина — водная толща мощностью в 2600 метров покрывала бы всю нашу планету и развивались бы в ней лишь морские организмы. Вся планета тогда представляла бы собой океан. К счастью, этого не произошло. С самого начала развития Земли на ее поверхности образовывались неровности, которые заполнялись водой. В настоящее время в северном полушарии нашей планеты суша составляет 60 процентов площади, а океан — 40. В южном полушарии на долю суши приходится всего лишь 20 процентов площади, остальные 80 занимает вода,— пожалуй, здесь более оправданным было бы название «океан», а не «земля».

Первым, кто пытался объяснить расположение материков и океанов, был немецкий ученый-геофизик Альфред Вегенер. Он в 1912 году заявил, что материки в ходе развития Земли раскалывались и разъезжались. Вокруг этого вопроса разгорались горячие споры: одни говорили, что Вегенер — фантаст с необузданным воображением, другие внимательно прислушивались к его мнению.

Источник

Что такое «уровень моря» и чему он равен?

Ни для кого ни секрет, что любая глубина и высота отсчитывается на нашей планете от уровня моря. Однако далеко не все знают, где он – тот самый уровень и когда была учреждена данная мера.

Правда ли, что уровень разных морей не совпадает и в каждой стране мира есть своя собственная шкала отсчета? Далее мы раскроем суть понятия «уровень моря» и поймем, какой величине он равен.

Расшифровываем понятие

Уровнем моря принято называть положение поверхности вод Мирового океана, которое измеряют по отвесной линии по отношению к какому-либо географическому объекту. Для определения данного положения необходимо учитывать температурные показатели, вращение планеты, законы тяготения и ряд других факторов. Кстати, уровень моря бывает мгновенным и приливным, а также измеряется в разрезе суток, месяца, года, десятилетия и т.д.

Всем, кто задается вопросом относительно точной цифры эквивалентной уровню моря, ученые до сих пор не могут ответить однозначно. Тому причиной стал целый ряд факторов, влияющий на показатель уровня моря. Он меняется под воздействием потоков ветра, приливов, потепления и охлаждения поверхностных вод Мирового океана. Кроме того, стоит брать в расчет и такие показатели как колебание атмосферных осадков, речные и ледниковые сточные воды. Если говорить об измерении многогодового уровня моря, то все перечисленные факторы не стоит брать в расчет. Именно многогодовой уровень является базовым или исходным уровнем, от него отсчитывается высота на суше.

Когда возникло понятие «уровень моря»?

После того как человек освоил все уголки земного шара, изучил моря и океаны, начали появляться новые величины и международные стандарты, облегчающие понимание тех или иных явлений. Аналогичная ситуация произошла и с возникновением понятия «уровень моря». В 1875 году главы семнадцати самых влиятельных стран мира собрались в столице Франции для подписания очередной конвенции. Речь шла о принятии международных стандартов, касающихся мер длины, веса, времени, географической широты и пр.

Удивительно, в каждой из стран мира существуют свои собственные горизонтальные ориентиры, что используются как точка, от которой измеряют глубину морей и высоту горных массивов. Примечательно, что разница между такими объектами иногда превышает несколько метров, что лишний раз подтверждает, насколько относительно понятие «уровень моря».

В России и странах постсоветского пространства таким «ориентиром» стал Кронштадтский футшток. Он представляет собой черту на медной доске, расположенную на мосту, который проходит через Обводной канал у берега Финского залива. Черта определяет средний уровень воды в заливе, но ученые настаивают на том, что эти данные давно устарели. Для чистоты эксперимента необходимо измерять уровень воды каждые 19 лет.

Например, в Германии существует своя отметка уровня моря – это черта на церкви Святого Александра, расположенная в городке Валленхорст. Эта отметка имеет непосредственную привязку к уровню воды в Северном море. В Великобритании считают началом отсчета средний уровень вод Ньюлинской гавани. В то же время Северная Ирландия определилась со своей собственной отметкой – это уровень вод Белфаста. Италия ровняется на уровень моря у Генуи, но жители итальянского городка Триест используют в качестве основного мерила уровень воды в городском порту.

Учеными введено в обиход еще одно важное понятие, что неразрывно связано с уровнем моря – «высота морской поверхности». Речь идет о высоте поверхности океанических вод, которая меняется на протяжении суток. На высоту морской поверхности сильное влияние оказывают приливы, неразрывно связанные с Луной и Солнцем.

Как определить высоту над уровнем моря?

Современные технологии не стоят на месте, и определить точную высоту над уровнем моря стало возможным благодаря барометру-анероиду. Например, на нулевой высоте столбик барометра поднимется до 760 мм ртутного столба, а показатель в 720 мм говорит нам о том, что мы находимся на высоте в 500 метров над уровнем моря. При повышении высоты над уровнем моря автоматически падает атмосферное давление. Сто метров подъема, в данном случае, эквивалентны 8 мм ртутного столба.

Однозначно ответить на вопрос, касающийся величины уровня моря невозможно, так как стоит учитывать ряд факторов, влияющих на уровень воды, а также не забывать о том, что в каждом государстве есть свои отметки для отсчета.

Источник