В каком океане средняя температура поверхностных вод больше
Температура вод Мирового океана - Природа Мирового океана
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 темпер
Температура и солёность — урок. География, 7 класс.
Температура вод Мирового океана
Мировой океан оказывает огромное влияние на климат Земли. Он обменивается с атмосферой теплом и влагой. Температура вод океана до глубины \(200\) м изменяется по широтам — понижается от экватора к полюсам.
Средняя температура вод Мирового океана равна \(+17,5\) °С. Самый тёплый океан — Тихий (\(+19,1\) °С), самый холодный — Северный Ледовитый (\(+0,8\) °С). Средняя температура вод Индийского океана составляет \(+17,3\) °С, Атлантического — \(+16,5\) °С. Самое тёплое море — Красное (до \(+35\) °С).
Морская вода замерзает при температуре \(-1,9\) °С. Льдом покрыто около \(15\) % акватории Мирового океана. Зимой полярные льды в Северном полушарии распространяются до юга Гренландии, в Южном полушарии — до \(50\)° — \(55\)° ю. ш.
Солёность океанических вод
Морская вода представляет собой горько-солёный раствор со сложным химическим составом, в котором растворены практически все химические элементы. В морской воде больше всего поваренной соли (\(78\) %), которая придаёт ей солёный вкус. Горьковатый вкус океанической воды связан с солями магния. Также в ней растворены соли кальция, фосфора, серы, азота, меди, кремния, золота и др.
Солёность — количество солей, растворённых в \(1\) килограмме воды. Солёность измеряется в промилле (тысячных долях), обозначается значком — ‰.
Средняя солёность Мирового океана — \(35\) ‰. Самый солёный океан — Атлантический (\(35,4\) ‰). Средняя солёность вод Тихого океана — \(34,9\) ‰, Индийского — \(34,8\) ‰, Северного Ледовитого — \(31,4\) ‰. Самое солёное море — Красное (до \(47\) ‰).
Солёность вод Мирового океана зависит от испарения, притока речных вод, таяния ледников, от морских течений. Чем выше температура и испарение, тем больше солёность. Крупнейшие реки Земли опресняют морскую воду на многие километры. Тёплые течения несут более солёные воды, холодные — менее солёные.
Самая высокая солёность наблюдается в тропических широтах (до \(36,5\) ‰) из-за высокого испарения и малого количества осадков. Наименьшая солёность характерна для полярных широт (\(32\) ‰) из-за небольшого испарения и образования льдов.
Климат и свойства вод — урок. География, 7 класс.
Климат Тихого океана разнообразен и изменяется от экваториального до субарктического на севере и антарктического на юге. Наиболее широкая часть океана расположена в жарких поясах.
Тихий океан — самый тёплый океан на Земле. Средняя температура поверхностных вод составляет \(+19\) °С. Температура воды в экваториальных широтах в течение года составляет от \(+25\) °С до \(+30\) °С, на севере — от \(+5\) °С до \(+8\) °С, а вблизи Антарктиды опускается ниже \(0\) °С.
На формирование климата большое влияние оказывают преобладающие ветры. Это пассаты в тропических широтах, западные ветры — в умеренных широтах, муссоны — у берегов Евразии. Размеры Тихого океана и максимальные температуры его поверхностных вод в тропических широтах создают условия для зарождения тропических циклонов и ураганов. Они сопровождаются ветрами разрушительной силы и ливнями.
Максимальное количество осадков в год выпадает на Гавайских островах (до \(12 000\) мм), а минимальное — в восточных районах в тропических широтах (около \(100\) мм).
Средняя солёность поверхностных вод Тихого океана составляет \(34,6\) ‰, что ниже, чем в других океанах, так как с атмосферными осадками и реками поступает большое количество пресной воды.
В Тихом океане существуют два круговорота течений — в Северном и Южном полушариях. Под влиянием пассатов возникают устойчивые Северное Пассатное и Южное Пассатное течения.
Тёплое течение Куросио, отклоняясь на восток, подходит к берегам Северной Америки в виде Северо-Тихоокеанского течения. Далее оно входит в залив Аляска (Аляскинское течение) и достигает Берингова пролива.
Самое мощное течение Мирового океана — холодное течение Западных Ветров. Это единственное течение, которое огибает весь земной шар. Ветры, порождающие это течение — западный перенос — имеют необыкновенную силу, особенно в районе южной \(40\)-й параллели. Эти широты называют «ревущие сороковые».
В экваториальной части Тихого океана примерно через \(7\)–\(11\) лет периодически возникает тёплое поверхностное течение Эль-Ниньо. Причина его возникновения — понижение атмосферного давления на юго-востоке океана и повышение в его западной части. В этот период тёплые воды с запада Тихого океана устремляются к побережью Южной Америки.
Температура воды в океанах и какой океан самый теплый
Солнце нагревает только поверхностный слой океана, толщина которого всего несколько метров. Ниже этого уровня температура воды в океанах в результате перемешивания начинает сначала скачкообразно, а затем равномерно снижаться. Глубины всех океанов заполнены холодной полярной водой, температура их однородна и не превышает +2̊С.
На температуру поверхностной воды в различных океанах влияет их географическое расположение (чем ближе океан к экватору, тем он теплее), климат окружающих территорий и температура существующих океанических течений. Например, вода Красного моря и Персидского залива, окруженных жаркими пустынями, имеет температуру 34̊С и 35,6̊С соответственно.
На вопрос, какой океан самый теплый, существует однозначный ответ: самый теплый океан в мире Тихий, потому что большая его часть расположена на экваториальных широтах. Средняя температура поверхностных вод Тихого океана равна 19,4̊С.
Чуть холоднее Тихого океана океан Индийский, температура поверхностных вод которого равна 17,3̊С. На третьем месте находится Атлантический океан, средняя температура воды Атлантического океана – 16,5̊С. Самая холодная вода в Северном ледовитом океане, температура её чуть выше +1̊С.
Нетрудно подсчитать, что средняя температура вод Мирового океана – около 17,5̊С. Летом океан нагревается, а зимой медленно остывает, отдавая тепло окружающему воздуху и нагревая его, подобно гигантской «батарее парового отопления». Ученые подсчитали, что если бы Мировой океан не аккумулировал тепло, то средняя температура на Земле была бы -21̊С и существование человечества было бы совсем другим.
Другие ФАКТЫ ПРИРОДЫ
- < Назад
- Вперёд >
Климат и свойства вод — урок. География, 7 класс.
Разнообразие климата Атлантического океана обусловлено тем, что океан расположен практически во всех географических поясах. На севере в районе острова Исландия над океаном формируется область пониженного давления (Исландский минимум). Из-за мощного центра охлаждения — Антарктиды — южная часть океана холоднее северной.
Господствующими ветрами над океаном в тропических и субэкваториальных широтах являются пассаты, в умеренных широтах — западные ветры. Для многих районов Атлантики характерны густые туманы, а также тропические циклоны, которые наиболее часто обрушиваются на острова Карибского моря и юг Северной Америки.
Различия атмосферной циркуляции являются причиной неравномерного распределения количества осадков. Средняя температура поверхностных вод в Атлантическом океане составляет \(+16,5\) °С. Океан имеет наиболее солёные поверхностные воды, средняя солёность — \(35,4\) ‰. Максимальная солёность характерна для тропических районов (малое годовое количество осадков и высокая испаряемость). Низкая солёность характерна для северных и южных районов океана (таяние айсбергов и плавучих морских льдов).
В Атлантическом океане сформировались две системы течений: по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки — в Южном полушарии. С востока на запад в тропических широтах движутся Северное Пассатное и Южное Пассатное течения. Они оказывают отепляющее воздействие на восточные берега Северной и Южной Америки.
Мощное тёплое течение Гольфстрим зарождается в Мексиканском заливе и достигает островов Новой Земли и незамерзающего порта Мурманск. У побережья Европы его продолжение называют Северо-Атлантическим течением. Температура воды течения выше, чем в океане. Поэтому над течением господствуют более тёплые и влажные воздушные массы и формируются циклоны.
Канарское и Бенгельское течения оказывают охлаждающее влияние на западные берега Африки, а холодное Лабрадорское течение — на восточное побережье Северной Америки. Восточные берега Южной Америки омывает тёплое Бразильское течение.
Для океана характерны ритмично повторяющиеся приливы и отливы. Самая большая высота приливной волны в мире достигает \(18\) м в заливе Фанди у берегов Канады.
Климат и свойства вод — урок. География, 7 класс.
Над Северным Ледовитым океаном формируются холодные арктические воздушные массы. Они оказывают огромное влияние на климат Евразии и Северной Америки.
Однако воздух здесь значительно теплее Антарктического. Средняя температура воздуха зимой изменяется от \(-2\) °С в Норвежском море до \(-40\) °С в районе Канадского Арктического архипелага. Огромную массу тепла в океан приносит Северо-Атлантическое течение.
Средняя солёность невысокая: \(25\) ‰ — \(29\) ‰. Это объясняется впадением в океан многочисленных, в том числе крупных, рек. У берегов Азии солёность понижается до \(20\) ‰.
Температура поверхностных вод столь низка (\(0\)–\(-2\) °С), что зимой \(9/10\), а летом \(2/3\) площади Северного Ледовитого океана сковано льдом.
В Арктике сформировалась особая система течений, обеспечивающая обмен водами с Атлантическим и Тихим океанами. Течения образуются под действием сильных восточных ветров. Наиболее сильные волнения и самые высокие волны свойственны Норвежскому морю (высота достигает \(5\)–\(10\) м).
В Арктике данные о течениях получают путём наблюдений за движением вмёрзших в лёд кораблей.
Управление океанических исследований и исследований NOAA
Температура воды в океане зависит от местоположения - как по широте, так и по глубине из-за изменений солнечной радиации и физических свойств воды.
Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, который поддерживает видео HTML5
Во время выставки Océano Profundo 2018: изучение глубоководных местообитаний у Пуэрто-Рико и США.Экспедиция на Южные Виргинские острова на корабле NOAA Okeanos Explorer , мы нырнули на глубину 5000 метров (16 405 футов) на подводную гору Мона, где средняя температура воды в океане составляла 2,2 ° C (36 ° F). Это было самое глубокое погружение за всю экспедицию, а также одно из самых глубоких погружений, когда-либо достигших морского дна в этой части мира. Несмотря на глубину погружения, на этом месте не было жизни: мы видели губки, кораллы, анемоны и даже некоторых рыб. Видео любезно предоставлено Управлением исследования океана NOAA, исследование глубоководных местообитаний у Пуэрто-Рико и США.Южные Виргинские острова. Скачать более крупную версию (mp4, 72,7 МБ).
Наша планета нагревается солнечной радиацией, поступающей от солнца энергией. Поскольку Земля круглая, угол ее поверхности относительно падающего излучения зависит от широты. В низких широтах, около экватора, прямой солнечный свет, получаемый в течение всего года, нагревает поверхностные воды. В высоких широтах океанские воды получают меньше солнечного света - полюса получают только 40 процентов тепла, которое дает экватор.Эти колебания солнечной энергии означают, что температура поверхности океана может варьироваться от теплых 30 ° C (86 ° F) в тропиках до очень холодных -2 ° C (28 ° F) у полюсов. В некоторых областях эта температура поверхности относительно стабильна, в то время как в других она колеблется в зависимости от сезона (и, следовательно, количества получаемого солнечного света).
Температура воды в океане также зависит от глубины. В океане солнечная энергия отражается от верхней поверхности или быстро поглощается с глубиной, а это означает, что чем глубже в океан вы спускаетесь, тем меньше солнечного света.Это приводит к меньшему нагреванию воды. Следовательно, глубокий океан (ниже 200 метров глубины) холодный, со средней температурой всего 4 ° C (39 ° F). Холодная вода также более плотная и, как следствие, тяжелая, чем теплая. Более холодная вода опускается ниже теплой воды на поверхности, что способствует холодности океанских глубин. Вертикальная структура океана, созданная перепадами температур, оказывает большое влияние на распределение жизни в океане.
.индикаторов изменения климата: температура поверхности моря | Показатели изменения климата в США
Ключевые моменты
- Температура поверхности моря повысилась в течение 20 -го века и продолжает расти. С 1901 по 2015 год температура повышалась в среднем на 0,13 ° F за десятилетие (см. Рисунок 1).
- Температура поверхности моря в течение последних трех десятилетий была стабильно выше, чем когда-либо с момента начала надежных наблюдений в 1880 году (см. Рис. 1).
- Судя по историческим данным, повышение температуры поверхности моря происходило в основном в течение двух ключевых периодов: между 1910 и 1940 годами и примерно с 1970 года по настоящее время. Между 1880 и 1910 годами температура поверхности моря, похоже, снизилась (см. Рисунок 1).
- Изменения температуры поверхности моря зависят от региона. В то время как в большинстве частей мирового океана наблюдается повышение температуры, в некоторых районах действительно наблюдается похолодание, например в некоторых частях Северной Атлантики (см. Рис. 2).
Фон
Температура поверхности моря - температура воды у поверхности океана - является важным физическим атрибутом мирового океана. Температура поверхности Мирового океана изменяется в основном в зависимости от широты, причем самые теплые воды обычно находятся у экватора, а самые холодные воды - в арктических и антарктических регионах. По мере того как океаны поглощают больше тепла, температура поверхности моря повышается, а модели циркуляции океана, переносящие теплую и холодную воду по всему земному шару, меняются.
Изменения температуры поверхности моря могут повлиять на морские экосистемы несколькими способами. Например, колебания температуры океана могут повлиять на то, какие виды растений, животных и микробов присутствуют в том или ином месте, изменить модели миграции и размножения, угрожать чувствительной океанской жизни, такой как кораллы, и изменить частоту и интенсивность вредоносного цветения водорослей, таких как «Красный прилив» 1. В долгосрочном плане повышение температуры поверхности моря может также снизить характер циркуляции, которая переносит питательные вещества из морских глубин в поверхностные воды.Изменения в среде обитания на рифах и обеспечении питательными веществами могут резко изменить экосистемы океана и привести к сокращению популяций рыб, что, в свою очередь, может повлиять на людей, которые зависят от рыболовства в поисках пищи или рабочих мест. 2
Поскольку океаны непрерывно взаимодействуют с атмосферой, температура поверхности моря также может иметь сильное влияние на глобальный климат. Повышение температуры поверхности моря привело к увеличению количества водяного пара в атмосфере над океанами. 3 Этот водяной пар питает погодные системы, которые производят осадки, увеличивая риск сильных дождей и снега (см. Показатели активности сильных осадков и тропических циклонов).Изменения температуры поверхности моря могут сместить траектории штормов, потенциально способствуя засухе в некоторых районах. 4 Ожидается, что повышение температуры поверхности моря продлит период роста некоторых бактерий, которые могут загрязнять морепродукты и вызывать болезни пищевого происхождения, тем самым увеличивая риск воздействия на здоровье. 5
Об индикаторе
Этот индикатор отслеживает среднюю глобальную температуру поверхности моря с 1880 по 2015 год. Он также включает карту, показывающую, как менялись изменения температуры поверхности моря в Мировом океане с 1901 года.
Методы измерения температуры морской поверхности развивались с 1800-х годов. Например, самые ранние данные были собраны путем вставки термометра в пробу воды, собранную путем спуска ведра с корабля. Сегодня измерения температуры более систематически собираются с судов, а также с стационарных и дрейфующих буев.
Национальное управление океанических и атмосферных исследований тщательно реконструировало и отфильтровало данные на Рисунке 1, чтобы скорректировать систематические ошибки в различных методах сбора и минимизировать влияние изменений выборки в различных местах и в разное время.Данные показаны в виде аномалий или различий по сравнению со средней температурой поверхности моря с 1971 по 2000 год. Карта на рисунке 2 была разработана Межправительственной группой экспертов по изменению климата, которая рассчитала долгосрочные тенденции на основе коллекции опубликованных исследований. .
О данных
Примечания к индикатору
Оба компонента этого индикатора основаны на инструментальных измерениях температуры поверхностных вод. Из-за более плотной выборки и улучшений в ее структуре и методах измерения более новые данные являются более точными, чем старые.Более ранние тенденции, показанные этим индикатором, менее достоверны из-за более низкой частоты выборки и менее точных методов выборки.
Источники данных
Данныедля Рисунка 1 были предоставлены Национальными центрами экологической информации Национального управления океанических и атмосферных исследований и доступны в Интернете по адресу: www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature -ersst. Эти данные были восстановлены на основе измерений температуры воды, которые доступны в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований по адресу: http: // icoads.noaa.gov/products.html. Рисунок 2 - это обновленная версия карты, которая появилась в Пятом оценочном отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (www.ipcc.ch/report/ar5/wg1), на котором собраны данные из различных исследований, которые предоставляют наилучшую доступную информацию о изменение климата.
Техническая документация
Ссылки
1. Например, см .: Острандер, Г.К., К.М. Армстронг, E.T. Кноббе, Д. Джерас и Э. Скалли.2000. Быстрый переход в структуре сообщества коралловых рифов: эффекты обесцвечивания кораллов и физических нарушений. P. Natl. Акад. Sci. США. 97 (10): 5297–5302.
2. Пратчетт, М.С., С.К. Уилсон, М. Берумен, М.И. Маккормик. 2004. Сублетальное воздействие обесцвечивания кораллов на облигатных коралловых рыб-бабочек. Коралловые рифы 23 (3): 352–356.
3. МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук.Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.
4. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.
5. Тртань, Дж., L. Jantarasami, J. Brunkard, T. Collier, J. Jacobs, E. Lipp, S. McLellan, S. Moore, H. Paerl, J. Ravenscroft, M. Sengco и J. Thurston. 2016. Глава 6: Влияние климата на болезни, связанные с водой. Воздействие изменения климата на здоровье человека в США: научная оценка. Программа исследования глобальных изменений США. https://health3016.globalchange.gov.
6. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2016. Расширенная реконструированная температура морской поверхности (ERSST.v4). Национальные центры экологической информации. По состоянию на март 2016 г. www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature-ersst.
7. МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.
8. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2016. Объединенный анализ глобальной температуры поверхности суши и океана NOAA (NOAAGlobalTemp): данные с привязкой к глобальной сетке 5 ° x 5 °. Национальные центры экологической информации. По состоянию на июнь 2016 г. www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/noaa-global-surface-temperature-noaaglobaltemp.
PDF-файл для печати с текстом и рисунками
.морская вода | Плотность, состав, соленость, распределение и факты
Морская вода , вода, из которой состоят океаны и моря, покрывающая более 70 процентов поверхности Земли. Морская вода представляет собой сложную смесь 96,5% воды, 2,5% солей и меньшего количества других веществ, включая растворенные неорганические и органические материалы, твердые частицы и несколько атмосферных газов.
Багамы Чистая вода океана возле пляжа на острове Гранд Багама на Багамах.
© Филип Кобленц — Digital Vision / Getty Images
Британская викторина
Мировой океан: факт или вымысел?
Является ли риф особенностью океана? Есть ли в Атлантическом океане самая глубокая вода в мире? Разбери факты и узнай, насколько глубоки твои знания в этой викторине о Мировом океане.
Морская вода представляет собой богатый источник различных коммерчески важных химических элементов. Большая часть мирового магния извлекается из морской воды, как и большие количества брома. В некоторых частях мира хлорид натрия (поваренная соль) по-прежнему получают путем испарения морской воды. Кроме того, опресненная морская вода может обеспечить безграничный запас питьевой воды. Многие крупные опреснительные установки были построены в засушливых районах на побережье Среднего Востока и в других местах, чтобы восполнить дефицит пресной воды.
нехватка воды Члены Сил обороны Новой Зеландии закачивают морскую воду в резервуары на атолле Фунафути для последующего опреснения в попытке уменьшить значительную нехватку пресной воды в Тувалу, 2011 г. морской воды
Шесть наиболее распространенных ионов морской воды - это хлорид (Cl - ), натрий (Na + ), сульфат (SO 2 4 - ), магний (Mg 2+ ) , кальций (Ca 2+ ) и калий (K + ).По весу эти ионы составляют около 99 процентов всех морских солей. Количество этих солей в объеме морской воды варьируется из-за местного добавления или удаления воды (например, в результате осаждения и испарения). Содержание соли в морской воде обозначается соленостью ( S ), которая определяется как количество соли в граммах, растворенной в одном килограмме морской воды, и выражается в частях на тысячу. Было замечено, что соленость в открытом океане колеблется от 34 до 37 частей на тысячу (0/00 или ppt), что также может быть выражено как от 34 до 37 практических единиц солености (psu).
Неорганический углерод, бромид, бор, стронций и фторид составляют другие основные растворенные вещества в морской воде. Из многих второстепенных растворенных химических компонентов неорганический фосфор и неорганический азот являются одними из наиболее заметных, поскольку они важны для роста организмов, населяющих океаны и моря. Морская вода также содержит различные растворенные атмосферные газы, в основном азот, кислород, аргон и диоксид углерода. Некоторые другие компоненты морской воды представляют собой растворенные органические вещества, такие как углеводы и аминокислоты, и частицы, богатые органическими веществами.Эти материалы происходят в основном в верхних 100 метрах (330 футов) океана, где растворенный неорганический углерод превращается в процессе фотосинтеза в органическое вещество.
Сэкономьте 50% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сегодняМногие характеристики морской воды соответствуют характеристикам воды в целом из-за их общих химических и физических свойств. Например, молекулярная структура морской воды, как и пресной воды, способствует образованию связей между молекулами.Некоторые отличительные качества морской воды связаны с содержанием в ней соли. Вязкость (т.е. внутреннее сопротивление потоку) морской воды, например, выше, чем у пресной воды, из-за ее более высокой солености. Плотность морской воды также выше по той же причине. Температура замерзания морской воды ниже, чем у чистой воды, а точка кипения выше.
Химический состав
На химический состав морской воды влияют самые разные механизмы химического переноса.Реки добавляют растворенные и твердые химические вещества к окраинам океана. Переносимые ветром частицы переносятся в срединные районы океана за тысячи километров от их континентальных источников. Гидротермальные растворы, которые циркулировали через материалы земной коры под морским дном, добавляют как растворенные, так и твердые вещества в глубину океана. Организмы в верхних слоях океана превращают растворенные вещества в твердые вещества, которые в конечном итоге оседают на больших океанских глубинах. Твердые частицы, попадающие на морское дно, а также материалы как на морском дне, так и внутри него, подвергаются химическому обмену с окружающими растворами.Благодаря этим локальным и региональным механизмам поступления и удаления химикатов каждый элемент в океанах имеет тенденцию демонстрировать пространственные и временные изменения концентрации. Физическое перемешивание в океанах (термохалинная и ветровая циркуляция) способствует гомогенизации химического состава морской воды. Противоположные влияния физического перемешивания и биогеохимических механизмов ввода и удаления приводят к существенному разнообразию химического распределения в океанах.
.Соленость | Управление научной миссии
Хотя всем известно, что морская вода соленая, немногие знают, что даже небольшие изменения солености поверхности океана (т. Е. Концентрации растворенных солей) могут иметь драматические последствия для круговорота воды и циркуляции океана. На протяжении всей истории Земли определенные процессы делали океан соленым. Выветривание горных пород приносит в океан минералы, в том числе соль. Испарение океанской воды и образование морского льда увеличивают соленость океана.Однако эти факторы «повышения солености» постоянно уравновешиваются процессами, снижающими соленость, такими как постоянный приток пресной воды из рек, выпадение дождевых и снежных осадков и таяние льда.
Соленость и круговорот воды
Понимание того, почему море соленое, начинается с понимания того, как вода циркулирует в физических состояниях океана: жидкость, пар и лед. Как жидкость, вода растворяет горные породы и отложения и вступает в реакцию с выбросами вулканов и гидротермальных источников.Это создает сложный раствор минеральных солей в наших океанских бассейнах. И наоборот, в других состояниях, таких как пар и лед, вода и соль несовместимы: водяной пар и лед практически не содержат соли.
Поскольку 86% глобального испарения и 78% глобальных осадков происходит над океаном, соленость поверхности океана является ключевой переменной для понимания того, как поступление и выпуск пресной воды влияет на динамику океана. Отслеживая соленость поверхности океана, мы можем напрямую отслеживать изменения в круговороте воды: сток суши, замерзание и таяние морского льда, испарение и осадки над океанами.
Соленость, циркуляция океана и климат
Поверхностные ветры вызывают течения в верхних слоях океана. Однако глубоко под землей циркуляция океана в основном обусловлена изменениями плотности морской воды, которая определяется соленостью и температурой. В некоторых регионах, таких как Северная Атлантика около Гренландии, охлажденные поверхностные воды с высокой соленостью могут стать достаточно плотными, чтобы опускаться на большие глубины. Визуализация «Глобальная конвейерная лента» (ниже) показывает упрощенную модель того, как этот тип циркуляции будет работать как взаимосвязанная система.
Океан накапливает больше тепла в верхних трех (3) метрах, чем вся атмосфера. Таким образом, циркуляция с контролируемой плотностью является ключом к переносу тепла в океане и поддержанию климата Земли. Избыточное тепло, связанное с повышением глобальной температуры в прошлом веке, поглощается и перемещается океаном. Кроме того, исследования показывают, что морская вода становится свежее в высоких широтах и тропических районах, где преобладают дожди, а в субтропических регионах с высоким испарением вода становится более соленой.Такие изменения в круговороте воды могут существенно повлиять не только на циркуляцию океана, но и на климат, в котором мы живем.
Измерение солености
На протяжении большей части истории глобальное понимание солености поверхности океана было трудным, потому что отбор проб с судов, буев, дрифтеров и причалов был чрезвычайно ограничен. Между 300 и 600 годами нашей эры осознание изменений солености, температуры и запаха помогло полинезийцам исследовать южную часть Тихого океана. В 1870-х годах ученые на борту корабля H.РС. Challenger систематически измерял соленость, температуру и плотность воды в Мировом океане. С годами методы и точность измерения таких свойств воды океана радикально изменились.
Запущенный 10 июня 2011 года на борту аргентинского космического корабля Aquarius / Satélite de Aplicaciones Científicas (SAC) -D, Aquarius является первым спутниковым прибором НАСА, специально созданным для изучения содержания соли в поверхностных водах океана. Колебания солености, один из основных факторов циркуляции океана, тесно связаны с круговоротом пресной воды вокруг планеты и предоставляют ученым ценную информацию о том, как изменение глобального климата влияет на глобальные модели выпадения осадков.
Датчик солености определяет микроволновую излучательную способность от 1 до 2 сантиметров (около дюйма) верхнего слоя океанской воды - физическое свойство, которое изменяется в зависимости от температуры и солености. Инструмент собирает данные в полосах шириной 386 километров (240 миль) на орбите, предназначенных для получения полного обзора глобальной солености свободных ото льда океанов каждые семь дней.
О чем нам говорит соленость?
Данные Водолея открыли мир различных моделей солености.Аравийское море, приютившееся к засушливому Ближнему Востоку, кажется намного более соленым, чем соседний Бенгальский залив, который орошается интенсивными муссонными дождями и принимает сбросы пресной воды из Ганга и других крупных рек. Другая могучая река, Амазонка, выпускает большой поток пресной воды, который направляется на восток в сторону Африки или изгибается на север в сторону Карибского моря, в зависимости от преобладающих сезонных течений. Бассейны с пресной водой, переносимые океанскими течениями из центральных районов Тихого океана с сильными дождями, накапливаются рядом с побережьем Панамы, а Средиземное море выделяется на картах Водолея как очень соленое море.
Одна из самых ярких особенностей - большой участок очень соленой воды через Северную Атлантику. Эта область, самая соленая в открытом океане, аналогична пустыням на суше, где мало осадков и много испарений. Финансируемая НАСА экспедиция «Региональные исследования процессов солености в верхних слоях океана» (SPURS) отправилась в самое соленое место Северной Атлантики, чтобы проанализировать причины такой высокой концентрации соли и подтвердить измерения Водолея.
Цели будущего
В будущем одной из основных целей является точная настройка показаний и получение данных ближе к берегам и полюсам. Земля и лед излучают очень яркие микроволновые излучения, которые заглушают сигнал, считываемый спутником. На полюсах возникает дополнительная сложность, заключающаяся в том, что холодные полярные воды требуют очень больших изменений концентрации соли для изменения своего микроволнового сигнала.
Еще одним фактором, влияющим на показания солености, являются интенсивные дожди.Сильный дождь может повлиять на показания солености, ослабляя микроволновый сигнал, который Водолей считывает с поверхности океана, когда он проходит через пропитанную атмосферу. Дожди также могут создавать неровности и мелкие лужи пресной воды на поверхности океана. В будущем команда Aquarius хочет использовать другой прибор на борту Aquarius / SAC-D, микроволновый радиометр, построенный в Аргентине, чтобы измерять наличие сильного дождя одновременно с показаниями солености, чтобы ученые могли отмечать данные, собранные во время сильных дождей.
Конечная цель - объединить измерения Aquarius с измерениями его европейского аналога, спутника влажности почвы и солености океана (SMOS), для создания более точных и точных карт солености океана. Кроме того, команда Aquarius в сотрудничестве с исследователями из Министерства сельского хозяйства США собирается выпустить свой первый глобальный набор данных о влажности почвы, который дополнит измерения влажности почвы SMOS.
Для получения дополнительной информации о миссии НАСА «Водолей» посетите: http: // www.nasa.gov/aquarius
.Почему океан на глубине становится холоднее?
Великий океанский конвейер перемещает воду вокруг земного шара. Холодная соленая вода плотная и опускается на дно океана, тогда как теплая вода менее плотная и остается на поверхности.
Холодная вода имеет более высокую плотность, чем теплая. Вода становится холоднее с глубиной, потому что холодная соленая океанская вода опускается на дно океанических бассейнов ниже менее плотной более теплой воды у поверхности.Опускание и перенос холодной соленой воды на глубину в сочетании с ветровым потоком теплой воды на поверхности создают сложную схему циркуляции океана, называемую «глобальной конвейерной лентой».
Напротив, Земля становится все горячее и горячее на глубине, прежде всего потому, что энергия радиоактивного распада утекает наружу из ядра планеты. Хотя эта геотермальная энергия передается в океанскую воду вдоль морского дна, эффект настолько мал, что его невозможно измерить прямыми способами.
Почему? Фактическое количество тепла, выделяемого на квадратный метр Земли, довольно мало, особенно по сравнению с количеством тепла, необходимым для нагрева океана. Геотермальная энергия, исходящая от Земли, в среднем составляет всего около одной десятой ватта на квадратный метр. При такой скорости теплового потока (без учета океанских течений) потребуется больше года, чтобы нагреть нижний метр океана на один градус по Цельсию.
Однако океан не стоит на месте.Сложные глубоководные океанические течения, вызванные колебаниями плотности, температуры и солености, постоянно заменяют придонный слой океанской воды более холодной водой.
.Температура поверхности моря - Европейское агентство по окружающей среде
Десятилетняя аномалия средней температуры поверхности моря в различных европейских морях
Примечание: На рисунке показаны глобальные и усредненные по регионам аномалии температуры поверхности моря за десятилетия относительно базового уровня 1981–2010 годов.Сплошной линией показан спутниковый ряд, сочетающий анализ SST CCI (до 2016 г.) с обновлениями данных OSTIA в режиме, близком к реальному времени (до 2018 г.). Заштрихованная область на каждом графике указывает верхний и нижний диапазон неопределенности долгосрочной эволюции региональных средних значений на основе трех глобальных наборов данных (HadSST.4.0.0.0, ERSSTv5 и HadISST).
Прошлые тенденции
Производство последовательных, длительных временных рядов температуры поверхности моря (SST) сталкивается с проблемами из-за различных устройств измерения (при измерениях с судов и буев, а также дистанционных измерений со спутников), связанных с различными определениями (например,грамм. глубина воды и время суток измерения), различные методы коррекции смещения и различные методы интерполяции для учета неполного пространственного и временного охвата. В результате для конкретного океанского бассейна могут быть представлены существенно разные значения абсолютной ТПМ и трендов ТПМ в зависимости от базового глобального или регионального набора данных ТПО. Несмотря на эту неопределенность, не вызывает сомнений тот факт, что SST росла во всем мире и в Европе в течение последнего столетия.
Текущий индикатор использует информацию из ряда наборов данных SST: HadSST4 [i], HadISST1.1 [ii] и ERSSTv5 [iii] охватывают период, восходящий к середине 19 -го века, тогда как ESA SST CCI версии 2.1 [iv] и наборы данных OSTIA [v] вместе охватывают эпоху спутников с 1981 года по настоящее время. . Тенденции, хотя и не обязательно абсолютные уровни ТПО, согласуются между наборами исторических долгосрочных данных и наборами спутниковых данных с более высоким разрешением.
На рис. 1 показано развитие ТПМ для пяти европейских региональных морей (цветным цветом) в сравнении с глобальным ТПМ (черным цветом).Все европейские моря значительно потеплели с 1870 года. Что касается Черного моря, последовательные измерения начинаются в 1950-х годах, с тех пор оно явно потеплело. Потепление было особенно быстрым с конца 1970-х годов. Многодесятилетняя скорость роста ТПО в спутниковую эру (разница в среднем за десятилетие с 1982–1991 по 2009–2018 годы) составляла примерно 0,2 ° C за десятилетие в Северной Атлантике и примерно 0,5 ° C за десятилетие в Черном море. Следует проявлять осторожность при сравнении результатов, представленных здесь, с предыдущими версиями индикатора, поскольку различия могут возникать в результате выбора базовых наборов данных.
В дополнение к изменениям средней ТПМ возрастают также волны тепла на море. Морские волны тепла (определяемые, когда суточная температура поверхности моря превышает пороговое значение, определяемое местными и сезонными условиями) стали более частыми во всем мире и в европейских морях за последнее столетие (с 1925 по 2016 год), что привело к значительному увеличению количества дней с морской волной тепла [vi]. Эти морские волны тепла оказали значительное воздействие на окружающую среду, включая вредоносное цветение водорослей, с повышенным риском для здоровья человека, экосистем и аквакультуры [vii].Например, недавние морские волны тепла привели к беспрецедентному уровню заражения вибриозом вдоль Балтийского моря и побережья Северного моря [viii]. Морские волны тепла также могут влиять на климат на суше. Например, морские волны тепла в Средиземном море могли усилить волны тепла и сильные осадки над Центральной Европой, а также спровоцировать интенсивные внетропические циклоны над Средиземным морем [ix].
Прогнозы
Глобально усредненные температуры океана у поверхности и для различных глубин океана будут продолжать расти в 21 -м веке .Прогнозируется, что из-за тепловой инерции океана глобальная средняя ТПО будет увеличиваться примерно на 30% медленнее, чем глобальная средняя температура поверхности [x]. Количественные прогнозы ТПМ доступны только для некоторых региональных морей Европы. Для Балтийского моря увеличение летней ТПО в 21 веке при сценариях выбросов от среднего до высокого прогнозируется на уровне примерно 2 ° C в южных частях и примерно 4 ° C в северных частях
.
