Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

стро растут, а ниже указанной границы резко снижаются и стано­ вятся ничтожно малыми (табл. 13).

Таблица 13

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

Неравномерное распределение температуры, а также и солено­ сти в основном создается процессами перемешивания и морскими течениями. В поверхностных слоях, в пределах деятельного слоя моря, переслоенность водных масс связана главным образом с про­ цессами вертикального обмена, а на глубине неоднородность океа­ нологических 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 понижен­ ными или повышенными температурами. Эти слои могут быть кон­ вективного (за счет перемешивания) и адвективного происхожде­

рые 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 возни­ кают вертикальные градиенты океанологических характеристик. Переходный слой, в котором велики градиенты темпертуры, соле­ ности, плотности и других свойств, называют с л о е м с к а ч к а . Эти слои могут быть временными, сезонными и постоянными в дея­ тельном слое и на границе его с водами глубин. Глубоководные наблюдения в различных районах Мирового океана (рис. 14) по­ казывают, что в открытых районах, кроме полярных областей, тем­ пература 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.

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 широ­ тах даже до —1,8° С. До 200 м температура воды повышается: в южном полушарии до 0,5° С, в северном до 2° С. Глубже темпе­ ратура падает и на горизонте 800 м достигает 0°С. Температура

некоторое, весьма небольшое количество тепла от внутренней теп­

нородна от поверхности до дна, термоклин расположен на поверх­ ности.

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 цир­ куляции 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 ре­ зультате 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 атмо­ сфере в средних и высоких широтах в холодное время. Межширот­ ный теплообмен и обмен теплом между океаном и материками

определяют особенности климата и погодных условий на Земле. В тепловом балансе Земли Мировой океан имеет большое регули­ рующее значение.

ГЛ А В А 9. ПЛОТНОСТЬ МОРСКОЙ ВОДЫ

§33. Понятие о плотности, удельном весе и удельном объеме

морской воды

Плотность — важнейшее физическое свойство морской воды. Ее изменения определяют многие физические и динамические про­ цессы в Мировом океане. Под плотностью, как известно, понима­

сти. Понятие «плотность» тесно связано с понятием «удельный

объема морской воды при температуре t к весу единицы объема дистиллированной воды при той же температуре и нормальном ат­ мосферном давлении.

Вокеанологии в качестве стандартной принята температура 17,5°С (средняя температура лабораторного помещения), к кото­ рой приводится значение удельного веса морской воды, измерен­ ного при любой температуре.

Удельный вес морской воды зависит только от солености и вы­ ражается несистемной единицей г/см3.

Вокеанологической практике введено понятие условного удель­ ного веса

(18)

Удельный вес и плотность морской воды незначительно откло­ няются от единицы, поэтому для сокращения записи из числа, вы­ ражающего удельный вес, вычитают единицу и переносят запятую на три знака вправо. Например, удельный вес рп,5 = 1,02624 запи­ сывают как 26,24.

Под плотностью морской воды в океанологии понимают удель­

ный вес морской воды при температуре, которую она имела

в данном месте, на данной глубине (in situ), отнесенный к дистил­ лированной воде при температуре ее наибольшей плотности 4° С.

ности) и (jo (удельного веса). Определив титрованием содержание хлора, можно получить значения 5%0, рп,5 и о0.

В «Океанологических таблицах» приводятся таблицы для пря­ мого определения условной плотности и удельного объема по тем­ пературе и солености.

§34. Распределение плотности на поверхности и по глубинам

вМировом океане

Характерной особенностью распределения плотности на поверх­ ности Мирового океана служит увеличение ее от экватора к по­ люсам в пределах 1,0220—1,0275 до 60° северной и южной широты- В некоторых районах экваториальной зоны плотность понижается до 1,0210—1,02005 и менее, как, например, в Бенгальском заливе, в морях Зондского архипелага, что связано с высокой температу­ рой и относительно пониженной соленостью. В пассатных областях плотность заметно возрастает и далее постепенно увеличивается в направлении к полюсам. Максимальные значения плотности на­ блюдаются в Антарктике у кромки льда (1,0275), севернее Ислан­ дии и к юго-западу от Шпицбергена (1,0280). В Морском атласе приводится распределение плотности морской воды на поверхности Мирового океана. Если эту схему сравнить с картой изотерм и изогалин, то большее соответствие обнаруживается с картами рас­ пределения температуры, что свидетельствует о большем влиянии последней на плотность поверхностных вод. Неравномерное распре­ деление температуры, а следовательно, и плотности на поверхно­ сти Мирового океана приводит к опусканию плотных полярных вод

этой плотностной циркуляции формируются глубинные холодные придонные воды Мирового океана практически с постоянной тем­ пературой 0—2° С и соленостью 34,80—34,60%0.

С глубиной плотность изменяется в связи с изменением темпе­ ратуры, солености и давления. При понижении температуры и уве­ личении солености плотность увеличивается. Однако нормальная стратификация плотности нарушается в отдельных районах Миро­ вого океана в связи с региональными, сезонными и другими изме­ нениями температуры и солености. В экваториальной зоне, где поверхностные воды относительно опреснены и имеют температуру 25—28° С, они подстилаются более солеными холодными водами, поэтому плотность резко возрастает до горизонта 200 м, а затем медленно увеличивается к 1500 м, после чего становится почти по­ стоянной. В умеренных широтах, где в предзимнее время происхо­ дит охлаждение поверхностных вод, плотность увеличивается, раз­