10.9. Термічний режим океанів і морів
Світовий океан нагрівається і охолоджується повільно. Основними факторами, які впливають на зміну температури води океанів і морів, є:
- надходження тепла від Сонця;
- теплообмін з атмосферою;
- вертикальний теплообмін (надходження тепла з вище і нижче розміщених шарів води);
- приплив тепла в результаті горизонтального переміщення повітряних і водних мас, або адвекції.
Тепловий баланс моря – це сума тепла, яка надходить у воду або витрачається нею в результаті всіх теплових процесів.
Річний хід температуризалежить від співвідношення прибуткової і витратної частини теплового балансу протягом року.
Рівняння теплового балансу:
Q ± Qеф ± Qв± Qт.т+ Qл+ Qст+ Qо+ Qадв= ±Q t,
де Q – сумарна сонячна радіація;
Qеф – тепло, яке надходить або витрачається при ефективному випромінюванні;
Qв– тепло, яке витрачається на випаровування або надходить при конденсації;
Qт.т– тепло, яке надходить або віддається під час турбулентного тепло-
обміну з повітрям;
Qл– тепло на льодоутворення або танення;
Qст– тепло вод материкового стоку;
Qо– тепло атмосферних опадів;
Qадв– тепло внаслідок теплообміну;
±Q t– різниця між прибутком та витратами тепла.
Найвищі температури спостерігаються на поверхні Світового океану в серпні (32 °С) поблизу берегів Америки і Азії в Тихому океані.
Середня температура водина поверхні Світового океану – 17,5 °С, Тихого – 19,4 °С, Індійського – 17,3 °С, Атлантичного – 16,5 °С, а у Північному Льодовитому – мінус 0.8 °С. Максимальну температуру на поверхні Світового океану має вода в Перській затоці (35,6 ° С) (рис. 35).
У північній півкулі температура води на поверхні вища, ніж на відповідних широтах південної півкулі. Це пояснюється впливом холодних вод Антарктиди, які вільно проникають у помірні широти океанів; внаслідок ізоляції вод помірних і низьких широт від холодних полярних вод у порівнянні з Південною півкулею.
Вертикальний розподіл температури водив океанах і морях різний, що пояснюється головним чином неоднаковим характером нагрівання й охолодження поверхневих вод, а також впливом океанічних течій. Однак на великих просторах Світового океану між 45º пн. ш. і 45º пд. ш. розподіл температур з глибиною дуже схожий: температура води від поверхні і майже до дна безперервно зменшується, причому до глибини 300-600 м дуже швидко, а далі до 1200–1500 м поступово і нижче 1500 м залишається майже постійною. У придонних шарах океану на глибинах більше 3000 м температура знаходиться в межах від 2º до 0º. У деяких глибоководних жолобах і западинах з глибинами більше 3500-4000 м температура води трохи підвищується (Філіппінський жолоб). У помірних областях зміни температури з глибиною значно менші, що пояснюється меншим літнім прогріванням поверхневих вод. У приполярних районах температура спочатку знижується до глибини 50–100 м, далі трохи підвищується за рахунок припливу більш теплих і солоних вод з помірних широт, досягаючи максимуму на глибинах 250–500 м, а потім до дна знову поступово знижується.
Найбільші річні амплітуди (до 3–5 °С) спостерігаються біля 40° пн. ш і 30° пд. ш, а найменші – у приекваторіальній зоні до (1 °С).
Добовий хід температуриводи пов’язаний з відповідною зміною надходження сонячної радіації: максимум через 2,5–3 годин після полудня, а мінімум – перед сходом Сонця. Амплітуда добових коливань температур дуже мала – 0,2–0,3°, біля тропіків – 0,3–0,4°.
Добові коливання температури спостерігаються до глибини 25–30 м, в окремих районах до 50 м. Річні коливання можуть спостерігатися до глибини 300–400 м.
Найбільш висока температура води на поверхні Світового океану спостерігається в екваторіальному поясі, трохи на північ від екватора. Лінія найвищої температури води (27–28°С) називається термічним екватором.
Рис. 35. Середня річна температура води на поверхні Світового океану (за В. М. Степановим)
Загальний зональний розподіл температури порушується течіями, річками та льодом. З глибиною температура води в океанах і морях знижується. Тому глибинні води Світового океану мають температуру значно нижчу, ніж поверхневі, за винятком полярних областей і районів океанів, де існує приплив глибинних вод ззовні.
В реальному розподілі температури води в товщі вод океану виділяють кілька типів (табл. 10.5).
Таблиця 10.5
Середньорічні значення температури води за кліматичними типами
Кліматичний тип температури води | Глибина, м | ||||||
0 | 100 | 200 | 500 | 1 000 | 3 000 | 5000 | |
Екваторіально-тропічний | 26,6 | 19,5 | 13.0 | 8,1 | 4,93 | 2,00 | 1,6 |
Тропічний | 26,06 | 23,48 | 18,06 | 8,82 | 4,62 | 1,87 | 1,51 |
Субтропічний | 20,3 | 17,15 | 14,87 | 10,0 | 4,93 | 2,0 | 1,55 |
Субполярний | 8,2 | 5,76 | 4,83 | 3,56 | 2,77 | 1,40 | 0,86 |
Полярний | 1,7 | 0,55 | 1,29 | 1,83 | 1,55 | 0,44 | 0,57 |
Сезонні коливаннятемператури охоплюють тільки тонкий поверхневий шар (зазвичай не більше 200–400 м). Нижче розташовуються відносно холодні води з температурою від –1 до + 2 °С. Між верхнім шаром перемішування з найбільш високою температурою і глибинною холодною водою лежить шар стрибка температури, шар із найбільшими вертикальними градієнтами. Шари стрибка створюються переважно сезонним літнім прогрівом поверхневого шару. Шар найбільших градієнтів температури називається головнимтермоклином. Сезонні коливання температури в морях зростають із віддаленням від океану. Так, у Чорному морі різниця літньої і зимової температури становить 14–20 °С, в Азовському – 25–28 °С.
Надходження води з більш глибоких шарів до поверхні моря – дуже поширене явище у Світовому океані. Воно називається апвелінгом. В районах апвелінгу утворюються області зниженої температури на поверхні –від’ємні температурні аномалії, в яких температура води нижча, причому інколи на декілька градусів, ніж середня температура на цій широті. Аномалії пов’язані також і з районами притоку більш холодних вод (із більш високих широт у більш низькі). Райони апвелінгу існують біля західних берегів материків: Перуансько-Чилійський – біля Південної Америки, Каліфорнійський – біля Північної Америки, Бенгальський – біля Південно-Західної Африки, Канарський – біля Західної Африки.
Існують аномалії й позитивні. У таких районах температура води вища за середню для тієї ж широти. Позитивні аномаліїпов’язані з припливом теплих вод, що приносять теплі течії із низьких широт в більш високі. Найбільш значні аномалії температури в районі Гольфстріму в Атлантичному океані, Курасіо – у Тихому, Шпіцбергену – у Північному Льодовитому. Аномалії мають відносне, а не абсолютне значення. Так, тепла аномалія біля Шпіцбергену (біля 80° пн. ш.) має температуру 3 °С, а холодна біля берегів Перу (біля 5 °пд. ш.) – 22–24 °С.
Температура води на поверхні океанів і морів вимірюється звичайним ртутним термометромабодистанційними термографами, які безперервно фіксують температуру води в будь-якій точці. Для вимірювання температури води на глибинах використовують глибоководні (перекидні) термометри. Ці термометри вставляють у спеціальну рамку й опускають на задану глибину, де тримають 5–7 хв., а потім посилають по тросу важок і перекидають їх, ртуть при цьому розривається. Висота розриву відповідає заміряній температурі, яка вираховується за шкалою термометра.
- В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
- Вступ. Модуль 1. Фізико-хімічні властивості води. Гідрологія річок Вступ
- Блок 1. Гідрологія як наука. Її місце у вивченні географічної оболонки
- 1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів
- 1.5. Розвиток гідрології як науки
- Блок 2. Розподіл води на земній кулі. Кругообіг води
- 2.1. Розподіл води на земній кулі
- 2.2. Зміна кількості води на земній кулі
- 2.3. Кругообіг води в природі
- 2.4. Водний баланс
- 2.5. Водні екосистеми
- 2.6. Водні ресурси України
- 3.1. Хімічний склад води
- 3.2. Фізичні властивості води
- 4.1. Типи річок
- 4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- 4.2.1. Водозбір і басейн річки
- 4.2.2. Морфометричні характеристики басейну річки
- 4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейну річки
- 4.2.4. Річка і річкова мережа
- 4.2.5. Річкова долина й русло річки
- 4.2.6. Поздовжній профіль річки
- 4.3. Живлення річок
- Класифікація о. І. Воєйкова
- Класифікація м. І. Львовича
- 4.4. Водний баланс басейну річки
- 4.5. Водний режим річок
- 4.5.1. Види коливання водності річок
- 4.5.2. Рівневий режим річок
- 4.5.3. Фази водного режиму
- 4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення
- 4.5.5. Класифікація річок за водним режимом
- 4.6. Річковий стік
- 4.6.1. Складові річкового стоку
- 4.6.2. Основні характеристики стоку
- 4.7. Рух води в річках
- 4.8. Річкові наноси
- 4.10. Руслові процеси
- 4.11. Термічний режим річок
- 4.12. Льодовий режим річок
- 4.13. Гідрохімічний режим річок
- 4.14. Гідробіологічні особливості річок
- Модуль 2. Характеристика водойм (озер, водосховищ, боліт) та особливих водних об’єктів (підземних вод, льодовиків)
- 5.1. Типи озер
- 5.2. Морфологія і морфометрія озер
- 5.3. Водний баланс озер
- 5.4. Коливання рівня води в озерах
- 5.5. Рух озерної води
- Хвилювання на озерах
- Течії в озерах
- Температурна класифікація озер
- 5.7. Льодовий режим озер
- 5.8. Оптичні явища в озері
- 5.9. Донні відклади озерної улоговини
- 5.10. Водні маси озер
- 5.11. Хімічний склад озерних вод
- 5.12. Гідробіологічна характеристика озера
- 5.13. Значення озер
- 6.1. Типи водосховищ
- 6.2. Основні характеристики водосховищ
- 6.3. Водний режим водосховищ
- 6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ
- 6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
- 6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
- 6.7. Водні маси водосховищ
- 6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
- 7.1. Типи боліт
- 7.2. Морфологія та гідрографія боліт
- 7.3. Водний баланс боліт
- 7.4. Рух води в болотах
- 7.5. Термічний режим боліт
- 7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення
- 8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі
- 8.2. Типи льодовиків
- 8.5. Баланс льоду і води в льодовику
- 8.7. Робота льодовиків
- 8.8. Поширення та значення льодовиків
- 9.1. Походження підземних вод
- 9.2. Фізичні властивості ґрунтів
- 9.3. Водні властивості ґрунтів
- 9.4.Види води в порах ґрунту
- 9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод
- 9.6. Класифікація підземних вод
- 9.7. Умови залягання підземних вод
- 9.8. Водний баланс і режим підземних вод
- 9.8.1. Водний баланс підземних вод
- 9.8.2. Режим підземних вод
- 9.9. Особливості хімічного складу підземних вод
- 9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах
- 9.11. Розповсюдження підземних вод
- 10.1. Світовий океан та його частини
- 10.2. Основні особливості будови земної кори під морями та океанами
- 10.3. Рельєф дна океанів
- 10.4. Донні відклади
- 10.5. Сольовий склад вод Світового океану
- 10.6. Солоність морської води
- 10.7. Водний баланс Світового океану
- 10.8. Густина і тиск морської води
- 10.9. Термічний режим океанів і морів
- 10.10. Лід в океанах і морях
- Класифікація морської криги
- Дрейф льоду
- 10.11. Водні маси океану
- 10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води
- Швидкість звуку (у м/с) в морській воді при різній солоності і температурі
- 10.13. Рівень океанів і морів
- 10.14. Хвилювання в океанах і морях
- 10.15. Течії в океанах і морях
- 10.16. Припливи і відпливи
- 10.17. Ресурси Світового океану та їх використання
- 10.18. Проблеми охорони вод Світового океану
- Робоча програма навчальної дисципліни
- Опис навчальної дисципліни
- Мета та завдання навчальної дисципліни
- За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Також студенти повинні вміти: За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Програма навчальної дисципліни
- Тема 2. Кругообіг води у природі й водні ресурси Землі. Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери. Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води в природі та його енергетичні фактори.
- 2.1.1. Нормативні навчальні елементи за модулем 1
- Тема 5. Гідрологія льодовиків. Вивчення умов й особливостей похо-
- 2.1.1.Нормативні навчальні елементи за модулем 2
- Тема 1.Світовий океан та його частини. Класифікація морів. Гіпотези виникнення Світового океану. Будова, рельєф дна океанів і морів. Донні відклади в океанах і морях.
- Тема 2.Термічний режим океанів і морів. Загальна схема теплообміну в системі океан-атмосфера-літосфера. Тепловий баланс океану. Розподілення температури води у Світовому океані.
- Тема 3.Перемішування та обмін в океані. Види перемішування в морському середовищі: молекулярне, турбулентне. Методи розрахунку перемішування та обміну.
- 2.1.2. Нормативні навчальні елементи за модулем 3
- 4. Структура навчальної дисципліни
- 6. Теми лабораторних занять
- 7. Самостійна робота
- 8. Індивідуальне навчально –дослідне завдання
- 9. Методи навчання
- 10. Методи контролю
- 11. Розподіл балів, які отримують студенти
- Шкала оцінювання
- 12. Методичне забезпечення
- 13. Рекомендована література Базова
- Допоміжна
- 14. Інформаційні ресурси
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 2 Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфометричних характеристик
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 3 Середній багаторічний стік
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 4 Розчленування гідрографа річкового стоку
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 5 Розподіл температури води в озері з глибиною
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 7 Зміна температура води у Світовому океані
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки: