Лекція: Структура і водні маси Світового океану. Географічна структура океану Вертикальна структура світового океану

Структурою Світового океану називається його будова - вертикальна стратифікація вод, горизонтальна (географічна) поясність, характер водних мас і океанічних фронтів.

Вертикальна стратифікація Світового океану.У вертикальному розрізі товща води розпадається на великі шари, аналогічні верствам атмосфери. Їх також називають сферами. Виділяються наступні чотири сфери (шару):

Верхня сфераформується безпосереднім обміном енергією і речовиною з тропосферою в формі мікроціркуляціонних систем. Вона охоплює шар в 200-300 м потужності. Ця верхня сфера характеризується інтенсивним перемішуванням, проникненням світла і значними коливаннями температури.

Верхня сфера розпадається на наступні приватні шари:

а) самий верхній шар товщиною в кілька десятків сантиметрів;

б) шар впливу вітру глибиною 10-40 см; він бере участь в хвилюванні, реагує на погоду;

в) шар стрибка температур, в якому вона різко падає від верхнього нагрітого до нижнього, що не порушеного хвилюванням і не прогрітому шару;

г) шар проникнення сезонної циркуляції і мінливості температур.

Океанські течії зазвичай захоплюють водні маси тільки верхній сфери.

проміжна сфера простягається до глибин 1 500 - 2000 м; її води утворюються з поверхневих вод при їх опусканні. При цьому вони охолоджуються і ущільнюються, а потім перемішуються в горизонтальних напрямках, переважно з зональної складової. Переважають горизонтальні переноси водних мас.

глибинна сфера не доходить до дна приблизно на 1 000 м. Цією сфері властива певна однорідність. Її потужність становить близько 2 000 м і вона концентрує понад 50% всієї води Світового океану.

придонна сфера займає найнижчий шар товщі океану і простягається на відстань приблизно 1 000 м від дна. Води цієї сфери утворюються в холодних поясах, в Арктиці й Антарктиці і переміщаються на величезних просторах по глибоким котловинам і жолобах. Вони сприймають тепло з надр Землі і взаємодіють з дном океану. Тому при своєму русі вони значно трансформуються.

Водні маси і океанські фронти верхньої сфери океану.Водної масою називається порівняно великий обсяг води, що формується в певній акваторії Світового океану і володіє протягом тривалого часу майже постійними фізичними (температура, світло), хімічними (гази) і біологічними (планктон) властивостями. Водна маса переміщається як єдине ціле. Одна маса від іншої відділяється океанським фронтом.

Виділяються такі типи водних мас:

1. Екваторіальний водні масиобмежені екваторіальних і субекваторіальним фронтами. Вони характеризуються найвищою у відкритому океані температурою, зниженою солоністю (до 34-32 ‰), мінімальною щільністю, великим вмістом кисню і фосфатів.

2. Тропічні і субтропічні водні масистворюються в областях тропічних атмосферних антициклонів і обмежені з боку помірних поясів тропічним північним і тропічним південним фронтами, а субтропічні - північним помірним і північним південним фронтами. Вони характеризуються підвищеною солоністю (до 37 ‰ і більше), великою прозорістю, бідністю поживними солями і планктоном. В екологічному відношеннітропічні водні маси являє собою океанські пустелі.

3. Помірні водні масирозташовуються в помірних широтах і обмежені з боку полюсів арктичним і антарктичним фронтами. Вони відрізняються великою мінливістю властивостей як за географічними широт, так і за сезонами року. Для помірних водних мас характерний інтенсивний обмін теплом і вологою з атмосферою.

4. Полярні водні масиАрктики і Антарктики характеризуються найнижчою температурою, найбільшою щільністю, підвищеним вмістом кисню. Води Антарктики інтенсивно занурюються в придонну сферу і постачають її киснем.

Океанські течії.Відповідно до зональним розподілом сонячної енергії по поверхні планети як в океані, так і в атмосфері створюються однотипні і генетично пов'язані циркуляційні системи. Старе положення про те, що океанські течії викликаються виключно вітрами, не підтверджується новітніми науковими дослідженнями. Переміщення і водних, і повітряних мас визначається загальною для атмосфери та гідросфери зональностью: нерівномірним нагріванням і охолодженням поверхні Землі. Від цього в одних районах виникають висхідні потоки і спад маси, в інших - низхідні струми і збільшення маси (повітря або води). Таким чином народжується імпульс руху. Перенесення мас - пристосування їх до поля сили тяжіння, прагнення до рівномірного розподілу.

Більшість макроциркуляційних систем тримається весь рік. Тільки в північній частині Індійського океану течії змінюються слідом за мусонами.

Всього на Землі є 10 великих циркуляційних систем:

1) Північноатлантична (Азорські) система;

2) Північнотихоокеанський (Гавайська) система;

3) південноатлантичний система;

4) південнотихоокеанської система;

5) Іжноіндійская система;

6) Екваторіальна система;

7) Атлантична (Ісландська) система;

8) Тихоокеанська (Алеутская) система;

9) Індійська мусонних система;

10) Антарктична і Арктична система.

Головні циркуляційні системи збігаються з центрами дії атмосфери. Ця спільність носить генетичний характер.

Поверхнева течія відхиляється від напрямку вітру на кут до 45 0 вправо в Північній півкулі і вліво в Південній півкулі. Так, пасатні течії йдуть зі сходу на захід, пасати ж дмуть з північного сходу в Північній півкулі і з південного сходу в Південній півкулі. Верхній шар може слідувати за вітром. Однак кожен нижележащий шар продовжує відхилятися вправо (вліво) від напрямку руху вишележащего шару. Швидкість течії при цьому зменшується. На деякій глибині протягом приймає протилежне напрямок, що практично означає його припинення. Численні виміри показали, що течії закінчуються на глибинах не більше 300 м.

У географічній оболонці як системі вищого, ніж океаносфера, рівня - океанські течії - це не тільки потоки води, але і смуги переносу повітряних мас, напрямки обміну речовиною і енергією, шляхи міграції тварин і рослин.

Тропічні антіціклоніческіх системи океанських течій найбільші. Вони простягаються від одного берега океану до іншого на 6-7 тис. Км в Атлантичному океані і 14-15 тис. Км в Тихому океані, а по меридіану від екватора до 40 ° широти, на 4-5 тис. Км. Стійкі і потужні течії, особливо в Північній півкулі, в основному замкнуті.

Як і в тропічних атмосферних антициклонах, рух води йде за годинниковою стрілкою в Північній і проти годинникової стрілки в Південній півкулі. Від східних берегів океанів (західних берегів материка) поверхнева вода відноситься до екватора, на її місце піднімається з глибини (дивергенція) і компенсаційно надходить з помірних широт холодна. Так утворюються холодні течії:

Канарська холодна течія;

Каліфорнійське холодна течія;

Перуанський холодна течія;

Бенгельское холодна течія;

Западноавстралійское холодна течія і ін.

Швидкість течій відносно невелика і складає близько 10 см / сек.

Струмені компенсаційних течій вливаються в Північне і Південне Пасатні (Екваторіальні) теплі течії. Швидкість цих течій досить велика: 25-50 см / сек на тропічної периферії і до 150-200 см / сек біля екватора.

Підходячи до берегів материків, пасатні течії, природно, відхиляються. Утворюються великі стічні течії:

Бразильське протягом;

Гвіанське протягом;

Антильські протягом;

Східноавстралійський протягом;

Мадагаскарських перебіг і ін.

Швидкість цих течій становить близько 75-100 см / сек.

Завдяки відхиляється дії обертання Землі центр антициклонічною системи течій зміщений на захід щодо центру атмосферного антициклону. Тому перенесення водних мас в помірні широти зосереджений у вузьких смугах у західних берегів океанів.

Гвіанське і Антильських течіїомивають Антильські острови і велика частина води заходить в Мексиканську затоку. З нього починається стічне течія Гольфстрім. Початковий його ділянку в університеті Флориди протоці називається Флоріди течією, Глибина якого складає близько 700 м, ширина - 75 км, потужність - 25 млн. М 3 / сек. Температура води тут досягає 26 0 С. Досягнувши середніх широт, водні маси частково повертаються в цю ж систему у західних берегів материків, частково залучаються до циклонічні системи поміркованого пояса.

Екваторіальна система представлена ​​Екваторіальним противотечением. екваторіальне протитечіяутворюється як компенсаційне між Пасатна течія.

Циклонічні системи помірних широт різні в Північному і Південному півкулях і залежать від розташування материків. Північні циклонічні системи - Ісландська і Алеутская- досить великі: із заходу на схід вони простягаються на 5-6 тис. Км і з півночі на південь близько 2 тис. Км. Система циркуляції в Північній Атлантиці починається теплим Північноатлантичним течією. За ним нерідко зберігається назва початкового Гольфстріму. Однак власне Гольфстрім як стічне протягом триває не далі Нью-Фаундлендской банки. Починаючи від 40 0 ​​пн.ш. водні маси залучаються до циркуляцію помірних широт і під дією західного переносу і коріолісовой сили від Берегів Америки направляються до Європи. Завдяки активному водообміну з Північним Льодовитим океаном, Північноатлантичного протягом проникає в полярні широти, де циклонічна діяльність формує кілька кругообігів-течій Ірмінгера, Норвезьке, Шпіцбергенской, Нордкапськоє.

Гольфстрімом у вузькому сенсі називається стічне протягом від Мексиканської затоки до 40 0 ​​пн.ш., в широкому сенсі - система течій в північній Атлантиці і західній частині Північного Льодовитого океану.

Другий круговорот знаходиться у північно-східних берегів Америки і включає течії Восточногренландское і Лабрадорское. Вони виносять в Атлантичний океан основну масу арктичних вод і льодів.

Циркуляція північній частині Тихого океану аналогічна північно-атлантичної, але відрізняється від неї меншим водообміном з Північним Льодовитим океаном. стокове протягом Куросіопереходить в Північнотихоокеанський, Що йде до Північно-Західній Америці. Дуже часто ця система течій називається Куросіо.

У Північний Льодовитий океан проникає відносно невелика (36 тис. Км 3) маса океанської води. Холодні течії Алеутських, Камчатський і Ойясіо утворюються з холодних вод Тихого океану поза зв'язком з Льодовитим.

Циркумполярної антарктична системаПівденного океану відповідно океанічность Південної півкулі представлена ​​одним плином західних вітрів. Це найпотужніше протягом в Світовому океані. Воно охоплює Землю суцільним кільцем в поясі від 35-40 до 50-60 0 пд.ш. Ширина його близько 2 000 км, потужність 185-215 км3 / сек, швидкість 25-30 см / сек. В значній мірі це протягом визначає самостійність Південного океану.

Циркумполярна протягом Західних вітрів незамкнуте: від нього відходять гілки, що вливаються в Перуанський, Бенгельское, Западноавстралійское течії,а з півдня, від Антарктиди, в нього впадають прибережні антарктичні течії - з морів Уедделла і Росса.

Арктична система в циркуляції вод Світового океану займає особливе місце через зміну Північного Льодовитого океану. Генетично вона відповідає Арктичному баричному максимуму і балці Ісландського мінімуму. Головне протягом тут - західне арктичне. Воно переміщує води і льоди зі сходу на захід по всьому Північному Льодовитому океану до протоки Нансена (між Шпицбергеном і Гренландією). Далі воно триває Восточногренландскім і Лабрадорським. На сході в Чукотському морі від Західного арктичного течії відділяється полярна течія, Що йде через полюс до Гренландії і далі - в протоку Нансена.

Циркуляція вод Світового океану діссімметрічна щодо екватора. Діссімметрія течій поки не отримала належного наукового пояснення. Причина її, ймовірно, полягає в тому, що на північ від екватора панує меридіональний перенесення, а в Південній півкулі - зональний. Пояснюється це також положенням і формою материків.

У внутрішніх морях циркуляція води завжди індивідуальна.

54. Води суходолу. Види вод суші

Атмосферні опади після випадання їх на поверхні материків і островів діляться на чотири нерівних і мінливих частини: одна випаровується і переноситься далі вглиб континенту атмосферним стоком; друга просочується в грунт і в грунт і на деякий час затримується у вигляді грунтової і підземної води, що стікає в річки і в моря в формі грунтового стоку; третя в струмках і в річках стікає в моря і океани, утворюючи поверхневий стік; четверта перетворюється в гірські або материкові льодовики, які тануть і стікають в океан. Відповідно до цього на суші виділяють чотири типи скупчення води: підземні води, річки, озера і льодовики.

55. Сток вод з суші. Величини, що характеризують стік. фактори стоку

Стікання дощової і талої води невеликими цівками по схилах називається площинним або схилових стоком. Струмені схилового стоку збираються в струмки і ріки, утворюючи руслової, або лінійний, званим річковим , стік . Грунтові води стікають в річки у вигляді грунтовогоабо підземногостоку.

Повний річковий стік R утворюється з поверхневого S і підземного U: R = S + U . (Див. Табл. 1). Повний річковий стік дорівнює 38800 км 3, поверхневий стік - 26900 км 3, підземний стік - 11900 км 3, льодовиковий стік (2500-3000 км 3) і стік підземних вод прямо в моря уздовж берегової лінії 2000-4000 км 3.

Таблиця 1 - Водний баланс суші без полярних льодовиків

поверхневий стік залежить від погоди. Він нестійкий, тимчасовий, грунт живить слабо, часто потребує регулювання (ставки, водосховища).

грунтовий стік виникає в грунтах. У вологу пору року грунт приймає надлишок води на поверхні і в річках, а в сухі місяці грунтові води живлять річки. Вони забезпечують сталість течії води в річках і нормальний водний режим грунту.

Загальний обсяг і співвідношення поверхневого і підземного стоку змінюються по зонам і регіонах. В одних частинах материків річок багато і вони повноводні, густота річкової мережі велика, в інших - річкова мережа рідка, річки маловодні або пересихають взагалі.

Густота річкової мережі і багатоводні річок - функція стоку або водного балансу території. Сток в цілому визначається фізико-географічними умовами місцевості, на обліку яких і заснований гидролого-географічний метод вивчення вод суші.

Величини, що характеризують стік.Сток з суші вимірюється такими величинами: шаром стоку, модулем стоку, коефіцієнтом стоку і обсягом стоку.

Найбільш наочно стік виражений шаром , Який вимірюється в мм. Наприклад, на Кольському півострові шар стоку дорівнює 382 мм.

модуль стоку- кількість води в літрах, що сходить з 1 км 2 в секунду. Наприклад, в басейні Неви модуль стоку дорівнює 9, на Кольському півострові - 8, а в Нижньому Поволжі - 1 л / км 2 х с.

коефіцієнт стоку- показує, яка частка (%) атмосферних опадів стікає в річки (інша випаровується). Наприклад, на Кольському півострові К = 60%, в Калмикії тільки 2%. Для всієї суші середній багаторічний коефіцієнт стоку (К) дорівнює 35%. Іншими словами, 35% річної суми опадів стікає в моря і океани.

Обсяг стікала водавимірюється в кубічних кілометрах. На Кольському півострові в рік опади приносять 92,6 км 3 води, а стікає 55,2 км 3.

Сток залежить від клімату, характеру грунтового покриву, рельєфу, рослинності, вивітрювання, наявності озер та інших факторів.

Залежність стоку від клімату.Роль клімату в гідрологічному режимі суші величезна: чим більше опадів і менше випаровування, тим більше стік, і навпаки. При зволоженні більше 100% стік слід за кількістю опадів незалежно від величини випаровування. При зволоженні менше 100% стік зменшується слідом за випаровуванням.

Однак роль клімату не слід переоцінювати на шкоду впливу інших факторів. Якщо визнати кліматичні чинники вирішальними, а решта малозначними, то ми втратимо можливості регулювати стік.

Залежність стоку від грунтового покриву.Грунт і грунти вбирають і накопичують (акумулюють) вологу. Ґрунтовий покрив перетворює атмосферні опади в елемент водяного режиму і служить середовищем, в якій формується річковий стік. Якщо інфільтраційні властивості і водопроникність грунтів невеликі, то в них мало потрапляє води, більше витрачається на випаровування і поверхневий стік. Добре оброблена грунт в метровому шарі може запасати до 200 мм опадів, а потім повільно віддавати їх рослинам і річках.

Залежність стоку від рельєфу.Потрібно розрізняти значення для стоку макро-, мезо- і мікрорельєфу.

Уже з незначних височин стік більше, ніж з прилеглих до них рівнин. Так, на Валдайській височині модуль стоку 12, а на сусідніх рівнинах тільки 6 м / км 2 / с. Ще більший стік в горах. На північному схилі Кавказу він досягає 50, а в західному Закавказзі - 75 л / км 2 / с. Якщо на пустельних рівнинах Середньої Азії стоку немає, то в Памиро-Алае і Тянь-Шані він досягає 25 і 50 л / км 2 / с. В цілому гідрологічний режим і водний баланс гірських країн інший, ніж рівнин.

У долинах проявляється дію на стік мезо- і мікрорельєфу. Вони перерозподіляють стік і впливають на його темп. На плоских ділянках рівнин стік повільний, почвогрунти насичені вологою, можливо заболочування. На схилах площинних стік перетворюється в лінійний. Виникають яри і річкові долини. Вони в свою чергу прискорюють стік і дренують місцевість.

Долини і інші пониження в рельєфі, в яких накопичується вода, постачають грунт водою. Це особливо істотно в зонах недостатнього зволоження, де грунтово-ґрунтом не промачіваются і грунтові води утворюються тільки при харчуванні за рахунок річкових долин.

Вплив рослинності на стік.Рослини збільшують випаровування (транспірація) і осушують тим самим місцевість. Разом з тим вони зменшують нагрівання грунту і на 50-70% скорочують випаровування з неї. Лісова підстилка має велику вологоємністю і підвищеної водопроникність. Вона збільшує інфільтрацію опадів в грунт і цим регулює стік. Рослинність сприяє накопиченню снігу і уповільнює його танення, тому в грунт просочується води більше, ніж з поверхні. З іншого боку, частина дощу затримується листям і випаровується, не досягнувши грунту. Рослинний покрив протидіє ерозії, уповільнює стік і переводить його з поверхневого в підземний. Рослинність підтримує вологість повітря і цим посилює внутрішньоматерикові влагооборота і збільшує кількість опадів. Вона впливає на влагооборот шляхом зміни грунту і її водоприймальних властивостей.

Вплив рослинності різному в різних зонах. В. В. Докучаєв (1892) вважав, що степові ліси - надійні і вірні регулятори водного режиму степової зони. У тайговій зоні лісу осушують місцевість шляхом більшого, ніж на полях, випаровування. В степах лісові смуги сприяють накопиченню вологи шляхом снігозатримання і зменшення стоку і випаровування з ґрунту.

По-різному вплив на стік боліт в зонах надлишкового та недостатнього зволоження. У лісовій зоні вони є регуляторами стоку. У лісостепу і степах їх вплив негативний, вони всмоктують поверхневі і грунтові води і випаровують їх у атмосферу.

Кора вивітрювання і стік.Піщані і галькові відкладення акумулюють воду. Нерідко по ним фільтруються потоки з віддалених місць, Наприклад, в пустелях з гір. На масивно-кристалічних породах вся поверхнева вода стікає; на щитах підземні води циркулюють тільки в тріщинах.

Значення озер для регулювання стоку.Одним з найбільш потужних регуляторів стоку є великі проточні озера. Великі озерно-річкові системи, подібні Невської або Святого Лаврентія, мають досить зарегульований стік і цим суттєво відрізняються від усіх інших річкових систем.

Комплекс фізико-географічних факторів стоку.Всі перераховані вище фактори діють сукупно, впливаючи один на інший в цілісній системі географічної оболонки, визначають валове зволоження території . Так називається та частина атмосферних опадів, яка за вирахуванням швидко стікає поверхневого стоку просочується в грунт і акумулюється в грунтовому покрові і в грунті, а потім повільно витрачається. Очевидно, що саме валове зволоження має найбільшу біологічну (виростання рослин) і сільськогосподарське (землеробство) значення. Це найбільш істотна частина водного балансу.

Водний простір поза суходолом називається світовим океаном. Води Світового океану займають близько 70,8% площі поверхні нашої планети (361 млн. Км 2) і грають виключно важливу роль у розвитку географічної оболонки.

Світовий океан містить 96,5% вод гідросфери. Обсяг його вод дорівнює 1 336 млн. Км 3. Середня глибина дорівнює 3711 м, максимальна - 11022 м. Переважаючі глибини від 3000 до 6000 м. На них припадає 78,9% площі.

Температура поверхні води від 0 ° С і нижче в полярних широтах до +32 ° С в тропіках (Червоне море). До придонних шарів вона знижується до + 1 ° С і нижче. Середня солоність - близько 35 ‰, максимальна - 42 ‰ (Червоне море).

Світовий океан поділяється на океани, моря, затоки, протоки.

Межі океанів не завжди і не скрізь проходять по берегах материків, нерідко вони проводяться досить умовно. Кожен океан володіє комплексом тільки йому властивих якостей. Для кожного з них характерна своя система течій, система припливів і відливів, специфічне розподіл солоності, свій температурний і льодовий режим, своя циркуляція з повітряними течіями, свої характер глибин і пануючі донні відкладення. Виділяють Тихий (Великий), Атлантичний, Індійський і Північний Льодовитий океани. Іноді виділяють і Південний океан.

море - значна акваторія океану, більш-менш відособлена від нього сушею або підводними підняттями і відрізняється своїми природними умовами (глибина, рельєф дна, температура, солоність, хвилювання, течії, припливи, органічне життя).

Залежно від характеру контакту материків і океанівморя діляться на наступні три типи:

1.Средіземние моря:розташовуються між двома материками або знаходяться в поясах розлому земної кори; вони характеризуються сильною изрезанностью берегової лінії, різким перепадом глибин, сейсмічністю і вулканізмом (Саргасове море, Червоне море, Середземне море, Мармурове море і ін.).

2. Внутрішні моря: Глибоко вдаються в сушу, розташовуються усередині материків, між островами або материками або в межах архіпелагу, значно відокремлені від океану, характеризуються невеликими глибинами (Біле море, Балтійське море, Гудзонової море і ін.).

3. Окраїнні моря: Розташовуються по околицях материків і великих островів, на материкових обмілинах і схилах. Вони широко відкриті в бік океану (Норвезьке море, Карське море, Охотське море, Японське море, Жовте море і ін.).

Географічне положенняморя багато в чому визначає його гідрологічний режим. Внутрішні моря слабо пов'язані з океаном, тому солоність їх води, течії і припливи помітно відрізняються від океанських. Режим окраїнних морів по суті океанічний. Велика частина морів знаходиться у північних материків, особливо біля берегів Євразії.

Залив - частина океану або моря, вдається до суші, але має вільний водообмін з іншою акваторією, слабо відрізняється від неї по природним особливостямі режиму. Не завжди помітна різниця між морем і затокою. В принципі затоку менше моря; кожне море утворює затоки, навпаки ж не буває. Історично склалося так, що в Старому світі і невеликі акваторії, наприклад Азовське і Мармурове, називаються морями, а в Америці і Австралії, де назви давали європейські першовідкривачі, навіть великі моря називаються затоками - Гудзонова, Мексиканська. Іноді однакові акваторії називаються одна морем, інша - затокою (Аравійське море, Бенгальська затока).

Залежно від походження, будови берега, форми і розмірів затоки називаються бухтами, фіордами, лиманами, лагунами:

Бухти (гавані)- затоки невеликих розмірів, захищені від хвилювання і вітрів виступаючими в море мисами. Є зручними для стоянки судів (Новоросійська, Севастопольська - Чорне море, Золотий Ріг - Японське море і ін.).

фіорди- вузькі, глибокі, довгі затоки з виступаючими, крутими, скелястими берегами і коритоподібних профілем, часто від моря відокремлюються підводними порогами. Довжина деяких може доходити понад 200 км, глибина - понад 1000 м. Їх походження пов'язане з розломами і ерозійної діяльністю четвертинних льодовиків (узбережжі Норвегії, Гренландії, Чилі).

лимани- мілководні, що глибоко вдаються в сушу затоки з косами і пересипами. Вони утворюються в розширених гирлах річок при опусканні берегової суші (Дніпровський, Дністровський лимани в Чорному морі).

лагуни- витягнуті уздовж берега мілководні затоки з солоною або солонуватою водою, відокремлені від моря косами, або поєднані з морем вузькою протокою (добре розвинені на узбережжі Мексиканської затоки).

губи- дрібні затоки, в які зазвичай впадають великі річки. Тут вода сильно опріснена, за кольором різко відрізняється від води прилеглої ділянки моря і має жовтуваті і коричневі відтінки (Пенжинська губа).

протоки - відносно вузькі водні простори, що з'єднують окремі частини Світового океану і розділяють ділянки суші. За характером водообміну діляться на: проточні- течії направлені по всьому поперечним перерізом в одну сторону; обмінні- води рухаються в протилежних напрямках. У них водообмін може відбуватися по вертикалі (Босфор) або горизонталі (Лаперуза, Девисов).

структуроюСвітового океану називається його будова - вертикальна стратифікація вод, горизонтальна (географічна) поясність, характер водних мас і океанічних фронтів.

У вертикальному розрізі товща води розпадається на великі шари, аналогічні верствам атмосфери. Виділяються наступні чотири сфери (шару):

Верхня сфераформується безпосереднім обміном енергією і речовиною з тропосферою. Вона охоплює шар в 200-300 м потужності. Ця верхня сфера характеризується інтенсивним перемішуванням, проникненням світла і значними коливаннями температури.

проміжна сферапростягається до глибин 1500-2000 м; її води утворюються з поверхневих вод при їх опусканні. При цьому вони охолоджуються і ущільнюються, а потім перемішуються в горизонтальних напрямках, переважно з зональної складової. Вони виділяються в полярних областях підвищеною температурою, в помірних широтах і тропічних областях зниженою або підвищеною солоністю. Переважають горизонтальні переноси водних мас.

глибинна сферане доходить до дна приблизно на 1000 м. Цією сфері властива певна однорідність. Її потужність становить близько 2000 м і вона концентрує понад 50% всієї води Світового океану.

придонна сферазаймає найнижчий шар товщі океану і простягається на відстань приблизно 1000 м від дна. Води цієї сфери утворюються в холодних поясах, в Арктиці й Антарктиці і переміщаються на величезних просторах по глибоким котловинам і жолобах, відрізняються найбільш низькими температурамиі найбільшою щільністю. Вони сприймають тепло з надр Землі і взаємодіють з дном океану. Тому при своєму русі вони значно трансформуються.

Водної масою називається порівняно великий обсяг води, що формується в певній акваторії Світового океану і володіє протягом тривалого часу майже постійними фізичними (температура, світло), хімічними (гази) і біологічними (планктон) властивостями. Одна маса від іншої відділяється океанським фронтом.

Виділяються такі типи водних мас:

1.Екваторіальние водні маси характеризуються найвищою у відкритому океані температурою, зниженою солоністю (до 34-32 ‰), мінімальною щільністю, великим вмістом кисню і фосфатів.

2.Тропіческіе і субтропічні водні маси створюються в областях тропічних атмосферних антициклонів і характеризуються підвищеною солоністю (до 37 ‰ і більше) і великою прозорістю, бідністю поживними солями і планктоном. В екологічному відношенні вони є океанські пустелі.

3.Умеренние водні маси розташовуються в помірних широтах і відрізняються великою мінливістю властивостей як за географічними широт, так і за сезонами року. Для помірних водних мас характерний інтенсивний обмін теплом і вологою з атмосферою.

4.Полярние водні маси Арктики і Антарктики характеризуються найнижчою температурою, найбільшою щільністю, підвищеним вмістом кисню. Води Антарктики інтенсивно занурюються в придонну сферу і постачають її киснем.

Води Світового океану перебувають в безперервному русіі перемішуванні. хвилювання – коливальні рухиводи, течії- поступальні. Головна причинахвилювань (хвиль) на поверхні - вітер при швидкості понад 1 м / с. Хвилювання, викликане вітром, з глибиною загасає. Глибше 200 м навіть сильне хвилювання вже незаметно.Прі швидкості вітру приблизно 0,25 м / с утворюється брижі.При посиленні вітру вода відчуває не тільки тертя, але і удари повітря. Хвилі ростуть у висоту і довжину, збільшуючи період коливання і швидкість. Брижі перетворюється в гравітаційні хвилі. Величина хвиль залежить від швидкості вітру і розгону. Максимальна висота в помірних широтах (до 20 - 30 метрів). Найменша хвилювання - в екваторіальному поясі, повторюваність штилів 20 - 33%.

Внаслідок підводних землетрусів і вивержень вулканів виникають сейсмічні хвилі - цунамі. Довжина цих хвиль 200 - 300 метрів, швидкість - 700 - 800 км / год. сейши(Стоячі хвилі) виникають в результаті різких змін тиску над водною поверхнею. Амплітуда 1 - 1,5 метра. Характерні для замкнутих морів і заток.

морські течії- це горизонтальні переміщення води у вигляді широких потоків. Причиною поверхневих течій є вітер, глибинних - різна щільність води. Теплі течії (Гольфстрім, Північно-Атлантичний) направляються з більш низьких широт в сторону більш широких, холодні (Лабродорское, Перуанська) - навпаки. У тропічних широтах у західних берегів материків пасати зганяють теплу воду і захоплюють її в західному напрямку. На її місце піднімається з глибини холодна вода. Утворюється 5 холодних течій: Канарська, Каліфорнійське, Перуанський, Західно-Австралійське і Бенгельское. У південній півкулі в них вливаються холодні струмені течії Західних Вітрів. Теплі води утворюються рухомими паралельними пасатним течіям: Північне і Південне. В Індійському океані в північній півкулі - мусони. У східних берегів материків вони поділяються на частини, відхиляються на північ і південь і йдуть уздовж материків: на 40 - 50º пн.ш. під впливом західних вітрів течії откланяются на схід і утворюють теплі течії.

Припливно-відливних рухуокеанських вод виникають під впливом сил тяжіння Місяця і Сонця. Найвищі припливи спостерігаються в затоці Фанді (18 м). Розрізняють припливи півдобові, добові і змішані.

Також для динаміки вод характерно вертикальне перемішування: в зонах конвергенції - занурення вод, в зонах дивергенції - аппвелінг.

Дно океанів і морів покрито осадовими відкладеннями, які називаються морськими опадами , Грунтами та илами. За механічним составудонние відкладення класифікують на: грубообломочниє осадові породи або псефіти(Брили, валуни, галечники, гравій), піщані породи або псамміти(Піски великі, середні, дрібні), алевритові породи або алеврити(0,1 - 0,01 мм) і глинисті гірські породи або пелліти.

За речовинним складом серед донних відкладень розрізняють слабоізвестковістие (зміст вапна 10-30%), ізвестковістие (30-50%), сільноізвестковістие (більше 50%), слабокремністие (вміст кремнію 10-30%), крем'яні (30-50%) і сільнокремністие (більше 50%) відкладення. По генезису виділяють теригенні, біогенні, вулканогенні, полігенні і аутигенні відкладення.

теригенніопади приносяться з суші річками, вітром, льодовиками, прибоєм, приливами і відливами в вигляді продуктів руйнування гірських порід. Поблизу берега вони представлені валунами, далі галькою, пісками, нарешті, алевритами і глинами. Вони покривають приблизно 25% дна Світового океану, залягають переважно на шельфі і материковому схилі. Особливий різновид теригенних відкладень становлять айсбергового відкладення, які відрізняються низьким вмістом вапна, органічного вуглецю, поганий сортуванням і різноманітним гранулометричним складом. Вони утворюються з осадового матеріалу, що випадає на океанічне дно при таненні айсбергів. Вони найбільш характерні для антарктичних вод Світового океану. Виділяються також теригенні відклади Північного Льодовитого океану, що утворюються з осадового матеріалу, принесеного річками, айсбергами, річковими льодами. Здебільшого теригенний складу мають і турбідіти - опади каламутних потоків. Вони типові для материкового схилу і материкового підніжжя.

біогенні опадиутворюються безпосередньо в океанах і морях в результаті відмирання різних морських організмів, головним чином планктонних, і випадання в осад їх нерозчинних залишків. Біогенні відклади по речовому складу діляться на кременисті та вапняні.

крем'янисті опадискладаються із залишків діатомових водоростей, радіолярій і крем'яних губок. Діатомові опади широко поширені в південних частинах Тихого, Індійського і Атлантичного океанів у вигляді суцільного пояса навколо Антарктиди; в північній частині Тихого океану, в Беринговому і Охотському морях, але тут в них висока домішка теригенно матеріалу. Окремі плями діатомових мулів виявлені на великих глибинах (понад 5000 м) в тропічних поясах Тихого океану. Діатомових-радіолярієві відкладення найбільш поширені в тропічних широтах Тихого і Індійського океанів, кремінно-губковиє зустрічаються на шельфі Антарктиди, Охотському морі.

вапняні відкладення, Як і крем'янисті, діляться на ряд видів. Найбільш широко розвинені форамініферовимі-кокколітовие і форамініферові мули, поширені головним чином в тропічних і субтропічних частинах океанів, особливо в Атлантиці. Типовий форамініферовимі мул містить до 99% вапна. Значну частину таких мулів складають раковини планктонних форамініфер, а також кокколітофорид - раковини планктонних вапняних водоростей. При істотній домішки в донних опадах раковин планктонних молюсків птеропод утворюються птероподово-форамініферові відкладення. Великі їх ділянки зустрічаються в екваторіальній Атлантиці, а також в Середземному, Карибському морях, в районі Багамських островів, в західній частині Тихого океану та інших районах Світового океану.

Коралово-водоростеві відкладення займають екваторіальні і тропічні мілководдя західній частині Тихого океану, покривають дно на півночі Індійського океану, в Червоному і Карибському морях, черепашкові карбонатні відкладення - прибережні зони морів помірних і субтропічних поясів.

Пірокластичні, або вулканогенні, опадиутворюються в результаті надходження в Світовий океан продуктів вулканічних вивержень. Зазвичай це туфи або туфобрекчії, рідше - неконсолідовані піски, алеврити, рідше опади глибинних, сильносолених і високотемпературних підводних джерел. Так, у їх виходів в Червоному морі формуються сільножелезістие опади з високим вмістом свинцю та інших кольорових металів.

До полігенним опадів відноситься один тип донних відкладень - глибоководна червона глина - осад пелітового складу коричневого або коричнево-червоного кольору. Таке забарвлення обумовлена ​​високим вмістом оксидів заліза і марганцю. Глибоководні червоні глини поширені в глибоководних улоговинах океанів на глибинах понад 4500 м. Найбільш значні площі вони займають в Тихому океані.

Аутигенні, або хемогенние, опадиутворюються в результаті хімічного або біохімічного випадання тих чи інших солей з морської води. До них відноситься оолітові відкладення, глауконітові піски і мули і залізомарганцевих конкреції.

ооліти- дрібні кульки вапна, зустрічаються в теплих водах Каспійського і Аральського морів, Перської затоки, в районі Багамських островів.

Глауконітові піски і мули- опади різного складу з помітною домішкою глауконіту. Найбільшого поширення мають на шельфі і материковому схилі біля атлантичного узбережжя США, Португалії, Аргентини, на підводному околиці Африки, біля південного берега Австралії і в деяких інших районах.

залізомарганцевих конкреції- стяжения гідроксидів заліза і марганцю з домішкою інших з'єднань, в першу чергу кобальту, міді, нікелю. Зустрічаються як включення в глибоководних червоних глинах і місцями, особливо в Тихому океані, утворюють великі скупчення.

Більше третини всієї площі дна Світового океану зайнято глибоководної червоною глиною і приблизно таку ж площу поширення мають форамініферові опади. Швидкість накопичення опадів визначається товщиною шару опадів, відклалися на дні за 1000 років (в деяких районах 0,1-0,3 мм за тисячу років, в гирлах річок, перехідних зонах і жолобах - сотні міліметрів за тисячу років).

У розподілі в Світовому океані донних відкладень яскраво проявляється закон широтной географічної зональності. Так, в тропічних і помірних поясах дно океану до глибини 4500-5000 м покрито біогенними вапняковими відкладеннями, глибше - червоними глинами. Субполярні пояса займає кременистий біогенний матеріал, а полярні - айсбергового відкладення. Вертикальна зональність знаходить вираз у зміні карбонатних опадів на великих глибинах червоними глинами.

Величезні простори солоних вод, що тягнуться по всій земній кулі, називають Світовим океаном. Він являє собою самостійний географічний об'єкт зі своєрідним геологічним і геоморфологічними будовою його улоговини і берегів, специфікою хімічного складувод, особливостями протікають в них фізичних процесів. Всі ці складові природного комплексу впливають на господарство Світового океану.

Структура і форма світового океану

Прихованої під океанськими водами частини земної кори притаманні певна внутрішня структураі зовнішні форми. Вони пов'язані між собою створюють їх геологічними процесами, які в той же час виражені в будові і рельєфі дна океану.

До найбільших форм відносяться наступні: шельф, або материкова мілина, - зазвичай мілководна морська тераса, оздоблює материк і продовжує його під водою. В основному це затоплена морем прибережна рівнина зі слідами древніх річкових долин і берегових ліній, які існували при більш низьких, ніж сучасні, положеннях рівня моря. Середня глибина шельфу приблизно 130 м, але в деяких районах вона досягає сотень і навіть тисячі метрів. Ширина шельфу в Світовому океані змінюється від десятків метрів до тисячі кілометрів. В цілому шельф займає близько 7% площі Світового океану.

Материковий схил - нахил дна від зовнішнього краю шельфу до глибин океану. Середній кут нахилу цього рельєфу дна близько 6 °, але є райони, де його крутизна збільшується до 20-30 °. Іноді материковий схил утворює прямовисні уступи. Ширина материкового схилу зазвичай близько 100 км.

Материкове підніжжя - широка, похила, злегка горбиста рівнина, розташована між нижньою частиноюматерикового схилу і океанічних ложем. Ширина материкового підніжжя може досягати сотень кілометрів.

Ложе океану - глибока (близько 4-6 км) і найбільш велика (більш 2/3 всієї площі Світового океану) область океанічного дна зі значно розчленованим рельєфом. Тут помітно виражені глобальні гірські споруди, глибоководні западини, абісальні пагорби і рівнини. У всіх океанах чітко простежуються серединно-океанічні хребти гігантські валообразние структури великої протяжності, що утворюють поздовжні пасма, розділені по осьовим лініям глибокими западинами (рифтовими долинами), на дні яких практично відсутній осадовий шар.

Найбільші глибини Світового океану зустрічаються в глибоководних жолобах. В одному з них (Маріанський жолоб) відзначена максимальна - 11022 м - глибина Світового океану.

Кількісною характеристикою хімічного складу морської води служить солоність - маса (в грамах) твердих мінеральних речовин, що містяться в 1 кг морської води. За одиницю солоності беруть 1 грам солей, розчинених в 1 кг морської води, і називають її проміле, позначаючи знаком% о. Середня солоність Світового океану дорівнює 35,00% о, але по районам вона варіює в широких межах.

Фізичні властивості морської води на відміну від дистильованої залежать не тільки від і, а й від солоності, яка особливо сильно впливає на щільність, температуру найбільшої щільності і температуру замерзання морської води. Саме від цих властивостей багато в чому залежить розвиток різних фізичних процесів, що протікають в Світовому океані.

Океан постійно знаходиться в русі, яке викликають: космічні, атмосферні, тектонічні і ін. Динаміка океанських вод проявляється в різних формах і здійснюється, в загальному в вертикальному і горизонтальному напрямках. Під впливом приливообразующих сил Місяця і Сонця в Світовому океані виникають припливи - періодичні підвищення і зниження рівня океану і відповідні горизонтальні, поступальні рухи води, звані приливними течіями. Вітер, що дме над океаном обурює водну поверхню, в результаті чого утворюються вітрові хвилі різної структури, форми і різних розмірів. Хвильові коливання, при яких частки описують замкнуті або майже замкнуті орбіти, проникають в підповерхневі горизонти, перемішуючи верхні і нижні шари води. Крім хвилювання вітер викликає переміщення поверхневих вод на великі відстані, формуючи таким чином океанські і морські течії. Звичайно, в Світовому океані на виникнення течій впливають не тільки вітер, а й інші чинники. Однак течії вітрового походження відіграють дуже велику роль в динаміці океанських і морських вод.

Для багатьох районів Світового океану характерний апвелінг - процес вертикального руху вод, в результаті якого глибинні води піднімаються до поверхні. Він може бути викликаний вітровим згоном поверхневих вод від берега. Найбільш яскраво виражений прибережний підйом вод спостерігається у західних берегів Північної і Південної Америки, Азії, Африки і Австралії. Піднялися з глибин води холодніше поверхневих, містять велика кількістьпоживних речовин (фосфатів, нітратів і т.п.), тому зонам апвеллинга властива висока біологічна продуктивність.

В даний час встановлено, що органічне життя пронизує води океану від поверхні до найбільших глибин. Всі організми, що населяють Світовий океан, підрозділяють на три основні групи: планктон - мікроскопічні водорості (фітопланктон) і дрібні тварини (зоопланктон), вільно ширяють у океанських і морських водах; нектон - риби і морські тварини, здатні самостійно активно пересуватися у воді; бентос - рослини і тварини, що живуть на дні океану від прибережної зони до великих глибин.

Багатий і різноманітний рослинний і тваринний світ океанів і морів не тільки класифікується за родами, видами, місцями проживання і т.п., але і характеризується певними поняттями, що містять кількісні оцінки фауни і флори Світового океану. Найважливіші з них - біомаса і біологічна продуктивність. Біомаса - це кількість, виражене в їх сиром вазі на одиницю площі або об'єму (г / м 2, мг / м 2, г / м 3, мг / м 3 і т.п.). існують різні характеристикибіомаси. Її оцінюють або по всій сукупності організмів, або окремо по рослинному і тваринному світу, або за певними групами (планктон, нектон і т.п.) для Світового океану в цілому. У цих випадках величини біомаси висловлюють в абсолютних вагових одиницях.

Біологічна продуктивність - це відтворення живих організмів в Світовому океані, що багато в чому аналогічно поняттю «родючість грунту».

Величини біологічної продуктивності визначають фіто- і зоопланктон, на частку яких припадає велика частина продукції, виробленої в океані. Річна продукція одноклітинних рослинних організмів завдяки великій швидкості їх відтворення у багато тисяч разів перевищує сумарний запас фітомаси, тоді як на суші річна продукція рослинності лише на 6% перевершує її біомасу. Виключно високий темп відтворення фітопланктону - істотна риса океану.

Отже, Світовий океан - це своєрідний природний комплекс. Його має свої фізико-хімічні властивості і служить місцем існування для різноманітного тваринного і рослинного світу. Води океанів і морів тісно взаємодіють з літосферою (берега і дно океану), материковим стоком і атмосферою. Ці складні, неоднакові від місця до місця взаємозв'язку зумовлюють різні можливості господарської діяльності в Світовому океані.

Океанська вода - розчин, в якому містяться всі хімічні елементи. Мінералізація води називається її солоністю . Вона вимірюється в тисячних частках, в проміле і позначається ‰. Середня солоність Світового океану становить 34,7 ‰ (округлено 35 ‰). В одній тонні океанської води міститься 35 кг солей, а загальна їх кількість така велика, що якби витягти всі солі і рівномірно розподілити їх по поверхні материків, то утворився б шар потужністю в 135 м.

Океанська вода може розглядатися в якості рідкої багатоелементної руди. З неї видобуваються кухонна сіль, калійні солі, магній, бром і багато інших елементів і з'єднання.

Мінералізація води - неодмінна умова зародження життя в океані. Саме морські води виявляються оптимальними для більшості форм живих організмів.

Питання про те, якою була солоність води на зорі життя, в який саме воді виникло органічна речовина, вирішується порівняно однозначно. Вода, виділившись з мантії, захоплювала і транспортувала рухливі компоненти магми, і в першу чергу солі. Тому первинні океани були досить мінералізовані. З іншого боку, фотосинтезом розкладається і вилучається тільки чиста вода. Отже, солоність океанів неухильно підвищується. Дані історичної геології свідчать про те, що водойми архею були солонуватими, тобто їх солоність складала близько 10-25 ‰.

52. Проникнення світла в воду. Прозорість і колір морської води

Проникнення світла в воду залежить від її прозорості. Прозорість виражається числом метрів, тобто глибиною, на якій ще видно білий диск діаметром 30 см. Найбільша прозорість (67 м) спостерігалася в 1971 р в центральній частині Тихого океану. Близька до неї прозорість Саргассова моря - 62 м (по диску діаметром 30 см). Інші акваторії з чистою і прозорою водою розташовуються також в тропіках і субтропіках: в Середземному морі - 60 м, в Індійському океані - 50 м. Висока прозорість тропічних акваторій пояснюється особливостями циркуляції води в них. У морях, де кількість зважених часток збільшується, прозорість зменшується. У Північному морі вона дорівнює 23 м, в Балтійському - 13 м, в Білому - 9 м, в Азовському - 3 м.

Прозорість води має високу екологічну, біологічне і географічне значення: вегетація фітопланктону можлива тільки до глибин, на які проникає сонячне світло. Для фотосинтезу потрібно порівняно багато світла, тому з глибин 100-150 м, рідко 200 м рослини зникають. Нижня межа фотосинтезу в Середземному морі знаходиться на глибині знаходиться на глибині 150 м, в Північному морі - 45 м, в Балтійському морі - всього 20 м.

53. Структура Світового океану

Структурою Світового океану називається його будова - вертикальна стратифікація вод, горизонтальна (географічна) поясність, характер водних мас і океанічних фронтів.

Вертикальна стратифікація Світового океану.У вертикальному розрізі товща води розпадається на великі шари, аналогічні верствам атмосфери. Їх також називають сферами. Виділяються наступні чотири сфери (шару):

Верхня сфераформується безпосереднім обміном енергією і речовиною з тропосферою в формі мікроціркуляціонних систем. Вона охоплює шар в 200-300 м потужності. Ця верхня сфера характеризується інтенсивним перемішуванням, проникненням світла і значними коливаннями температури.

Верхня сфера розпадається на наступні приватні шари:

а) самий верхній шар товщиною в кілька десятків сантиметрів;

б) шар впливу вітру глибиною 10-40 см; він бере участь в хвилюванні, реагує на погоду;

в) шар стрибка температур, в якому вона різко падає від верхнього нагрітого до нижнього, що не порушеного хвилюванням і не прогрітому шару;

г) шар проникнення сезонної циркуляції і мінливості температур.

Океанські течії зазвичай захоплюють водні маси тільки верхній сфери.

проміжна сфера простягається до глибин 1 500 - 2000 м; її води утворюються з поверхневих вод при їх опусканні. При цьому вони охолоджуються і ущільнюються, а потім перемішуються в горизонтальних напрямках, переважно з зональної складової. Переважають горизонтальні переноси водних мас.

глибинна сфера не доходить до дна приблизно на 1 000 м. Цією сфері властива певна однорідність. Її потужність становить близько 2 000 м і вона концентрує понад 50% всієї води Світового океану.

придонна сфера займає найнижчий шар товщі океану і простягається на відстань приблизно 1 000 м від дна. Води цієї сфери утворюються в холодних поясах, в Арктиці й Антарктиці і переміщаються на величезних просторах по глибоким котловинам і жолобах. Вони сприймають тепло з надр Землі і взаємодіють з дном океану. Тому при своєму русі вони значно трансформуються.

Водні маси і океанські фронти верхньої сфери океану.Водної масою називається порівняно великий обсяг води, що формується в певній акваторії Світового океану і володіє протягом тривалого часу майже постійними фізичними (температура, світло), хімічними (гази) і біологічними (планктон) властивостями. Водна маса переміщається як єдине ціле. Одна маса від іншої відділяється океанським фронтом.

Виділяються такі типи водних мас:

1. Екваторіальний водні масиобмежені екваторіальних і субекваторіальним фронтами. Вони характеризуються найвищою у відкритому океані температурою, зниженою солоністю (до 34-32 ‰), мінімальною щільністю, великим вмістом кисню і фосфатів.

2. Тропічні і субтропічні водні масистворюються в областях тропічних атмосферних антициклонів і обмежені з боку помірних поясів тропічним північним і тропічним південним фронтами, а субтропічні - північним помірним і північним південним фронтами. Вони характеризуються підвищеною солоністю (до 37 ‰ і більше), великою прозорістю, бідністю поживними солями і планктоном. В екологічному відношенні тропічні водні маси являє собою океанські пустелі.

3. Помірні водні масирозташовуються в помірних широтах і обмежені з боку полюсів арктичним і антарктичним фронтами. Вони відрізняються великою мінливістю властивостей як за географічними широт, так і за сезонами року. Для помірних водних мас характерний інтенсивний обмін теплом і вологою з атмосферою.

4. Полярні водні масиАрктики і Антарктики характеризуються найнижчою температурою, найбільшою щільністю, підвищеним вмістом кисню. Води Антарктики інтенсивно занурюються в придонну сферу і постачають її киснем.

Океанські течії. Відповідно до зональним розподілом сонячної енергії по поверхні планети як в океані, так і в атмосфері створюються однотипні і генетично пов'язані циркуляційні системи. Старе положення про те, що океанські течії викликаються виключно вітрами, не підтверджується новітніми науковими дослідженнями. Переміщення і водних, і повітряних мас визначається загальною для атмосфери та гідросфери зональностью: нерівномірним нагріванням і охолодженням поверхні Землі. Від цього в одних районах виникають висхідні потоки і спад маси, в інших - низхідні струми і збільшення маси (повітря або води). Таким чином народжується імпульс руху. Перенесення мас - пристосування їх до поля сили тяжіння, прагнення до рівномірного розподілу.

Більшість макроциркуляційних систем тримається весь рік. Тільки в північній частині Індійського океану течії змінюються слідом за мусонами.

Всього на Землі є 10 великих циркуляційних систем:

1) Північноатлантична (Азорські) система;

2) Північнотихоокеанський (Гавайська) система;

3) південноатлантичний система;

4) південнотихоокеанської система;

5) Іжноіндійская система;

6) Екваторіальна система;

7) Атлантична (Ісландська) система;

8) Тихоокеанська (Алеутская) система;

9) Індійська мусонних система;

10) Антарктична і Арктична система.

Головні циркуляційні системи збігаються з центрами дії атмосфери. Ця спільність носить генетичний характер.

Поверхнева течія відхиляється від напрямку вітру на кут до 45 0 вправо в Північній півкулі і вліво в Південній півкулі. Так, пасатні течії йдуть зі сходу на захід, пасати ж дмуть з північного сходу в Північній півкулі і з південного сходу в Південній півкулі. Верхній шар може слідувати за вітром. Однак кожен нижележащий шар продовжує відхилятися вправо (вліво) від напрямку руху вишележащего шару. Швидкість течії при цьому зменшується. На деякій глибині протягом приймає протилежне напрямок, що практично означає його припинення. Численні виміри показали, що течії закінчуються на глибинах не більше 300 м.

У географічній оболонці як системі вищого, ніж океаносфера, рівня - океанські течії - це не тільки потоки води, але і смуги переносу повітряних мас, напрямки обміну речовиною і енергією, шляхи міграції тварин і рослин.

Тропічні антіціклоніческіх системи океанських течій найбільші. Вони простягаються від одного берега океану до іншого на 6-7 тис. Км в Атлантичному океані і 14-15 тис. Км в Тихому океані, а по меридіану від екватора до 40 ° широти, на 4-5 тис. Км. Стійкі і потужні течії, особливо в Північній півкулі, в основному замкнуті.

Як і в тропічних атмосферних антициклонах, рух води йде за годинниковою стрілкою в Північній і проти годинникової стрілки в Південній півкулі. Від східних берегів океанів (західних берегів материка) поверхнева вода відноситься до екватора, на її місце піднімається з глибини (дивергенція) і компенсаційно надходить з помірних широт холодна. Так утворюються холодні течії:

Канарська холодна течія;

Каліфорнійське холодна течія;

Перуанський холодна течія;

Бенгельское холодна течія;

Западноавстралійское холодна течія і ін.

Швидкість течій відносно невелика і складає близько 10 см / сек.

Струмені компенсаційних течій вливаються в Північне і Південне Пасатні (Екваторіальні) теплі течії. Швидкість цих течій досить велика: 25-50 см / сек на тропічної периферії і до 150-200 см / сек біля екватора.

Підходячи до берегів материків, пасатні течії, природно, відхиляються. Утворюються великі стічні течії:

Бразильське протягом;

Гвіанське протягом;

Антильські протягом;

Східноавстралійський протягом;

Мадагаскарських перебіг і ін.

Швидкість цих течій становить близько 75-100 см / сек.

Завдяки відхиляється дії обертання Землі центр антициклонічною системи течій зміщений на захід щодо центру атмосферного антициклону. Тому перенесення водних мас в помірні широти зосереджений у вузьких смугах у західних берегів океанів.

Гвіанське і Антильських течіїомивають Антильські острови і велика частина води заходить в Мексиканську затоку. З нього починається стічне течія Гольфстрім. Початковий його ділянку в університеті Флориди протоці називається Флоріди течією, Глибина якого складає близько 700 м, ширина - 75 км, потужність - 25 млн. М 3 / сек. Температура води тут досягає 26 0 С. Досягнувши середніх широт, водні маси частково повертаються в цю ж систему у західних берегів материків, частково залучаються до циклонічні системи поміркованого пояса.

Екваторіальна система представлена ​​Екваторіальним противотечением. екваторіальне протитечіяутворюється як компенсаційне між Пасатна течія.

Циклонічні системи помірних широт різні в Північному і Південному півкулях і залежать від розташування материків. Північні циклонічні системи - Ісландська і Алеутская- досить великі: із заходу на схід вони простягаються на 5-6 тис. Км і з півночі на південь близько 2 тис. Км. Система циркуляції в Північній Атлантиці починається теплим Північноатлантичним течією. За ним нерідко зберігається назва початкового Гольфстріму. Однак власне Гольфстрім як стічне протягом триває не далі Нью-Фаундлендской банки. Починаючи від 40 0 ​​пн.ш. водні маси залучаються до циркуляцію помірних широт і під дією західного переносу і коріолісовой сили від Берегів Америки направляються до Європи. Завдяки активному водообміну з Північним Льодовитим океаном, Північноатлантичного протягом проникає в полярні широти, де циклонічна діяльність формує кілька кругообігів-течій Ірмінгера, Норвезьке, Шпіцбергенской, Нордкапськоє.

Гольфстрімом у вузькому сенсі називається стічне протягом від Мексиканської затоки до 40 0 ​​пн.ш., в широкому сенсі - система течій в північній Атлантиці і західній частині Північного Льодовитого океану.

Другий круговорот знаходиться у північно-східних берегів Америки і включає течії Восточногренландское і Лабрадорское. Вони виносять в Атлантичний океан основну масу арктичних вод і льодів.

Циркуляція північній частині Тихого океану аналогічна північно-атлантичної, але відрізняється від неї меншим водообміном з Північним Льодовитим океаном. стокове протягом Куросіопереходить в Північнотихоокеанський, Що йде до Північно-Західній Америці. Дуже часто ця система течій називається Куросіо.

У Північний Льодовитий океан проникає відносно невелика (36 тис. Км 3) маса океанської води. Холодні течії Алеутських, Камчатський і Ойясіо утворюються з холодних вод Тихого океану поза зв'язком з Льодовитим.

Циркумполярної антарктична система Південного океану відповідно океанічность Південної півкулі представлена ​​одним плином західних вітрів. Це найпотужніше протягом в Світовому океані. Воно охоплює Землю суцільним кільцем в поясі від 35-40 до 50-60 0 пд.ш. Ширина його близько 2 000 км, потужність 185-215 км3 / сек, швидкість 25-30 см / сек. В значній мірі це протягом визначає самостійність Південного океану.

Циркумполярна протягом Західних вітрів незамкнуте: від нього відходять гілки, що вливаються в Перуанський, Бенгельское, Западноавстралійское течії,а з півдня, від Антарктиди, в нього впадають прибережні антарктичні течії - з морів Уедделла і Росса.

Арктична система в циркуляції вод Світового океану займає особливе місце через зміну Північного Льодовитого океану. Генетично вона відповідає Арктичному баричному максимуму і балці Ісландського мінімуму. Головне протягом тут - західне арктичне. Воно переміщує води і льоди зі сходу на захід по всьому Північному Льодовитому океану до протоки Нансена (між Шпицбергеном і Гренландією). Далі воно триває Восточногренландскім і Лабрадорським. На сході в Чукотському морі від Західного арктичного течії відділяється полярна течія, Що йде через полюс до Гренландії і далі - в протоку Нансена.

Циркуляція вод Світового океану діссімметрічна щодо екватора. Діссімметрія течій поки не отримала належного наукового пояснення. Причина її, ймовірно, полягає в тому, що на північ від екватора панує меридіональний перенесення, а в Південній півкулі - зональний. Пояснюється це також положенням і формою материків.

У внутрішніх морях циркуляція води завжди індивідуальна.

54. Води суходолу. Види вод суші

Атмосферні опади після випадання їх на поверхні материків і островів діляться на чотири нерівних і мінливих частини: одна випаровується і переноситься далі вглиб континенту атмосферним стоком; друга просочується в грунт і в грунт і на деякий час затримується у вигляді грунтової і підземної води, що стікає в річки і в моря в формі грунтового стоку; третя в струмках і в річках стікає в моря і океани, утворюючи поверхневий стік; четверта перетворюється в гірські або материкові льодовики, які тануть і стікають в океан. Відповідно до цього на суші виділяють чотири типи скупчення води: підземні води, річки, озера і льодовики.

55. Сток вод з суші. Величини, що характеризують стік. фактори стоку

Стікання дощової і талої води невеликими цівками по схилах називається площинним або схилових стоком. Струмені схилового стоку збираються в струмки і ріки, утворюючи руслової, або лінійний, званим річковим , стік . Грунтові води стікають в річки у вигляді грунтовогоабо підземногостоку.

Повний річковий стік R утворюється з поверхневого S і підземного U : R = S + U . (Див. Табл. 1). Повний річковий стік дорівнює 38800 км 3, поверхневий стік - 26900 км 3, підземний стік - 11900 км 3, льодовиковий стік (2500-3000 км 3) і стік підземних вод прямо в моря уздовж берегової лінії 2000-4000 км 3.

Таблиця 1 - Водний баланс суші без полярних льодовиків

поверхневий стік залежить від погоди. Він нестійкий, тимчасовий, грунт живить слабо, часто потребує регулювання (ставки, водосховища).

грунтовий стік виникає в грунтах. У вологу пору року грунт приймає надлишок води на поверхні і в річках, а в сухі місяці грунтові води живлять річки. Вони забезпечують сталість течії води в річках і нормальний водний режим грунту.

Загальний обсяг і співвідношення поверхневого і підземного стоку змінюються по зонам і регіонах. В одних частинах материків річок багато і вони повноводні, густота річкової мережі велика, в інших - річкова мережа рідка, річки маловодні або пересихають взагалі.

Густота річкової мережі і багатоводні річок - функція стоку або водного балансу території. Сток в цілому визначається фізико-географічними умовами місцевості, на обліку яких і заснований гидролого-географічний метод вивчення вод суші.

Величини, що характеризують стік. Сток з суші вимірюється такими величинами: шаром стоку, модулем стоку, коефіцієнтом стоку і обсягом стоку.

Найбільш наочно стік виражений шаром , Який вимірюється в мм. Наприклад, на Кольському півострові шар стоку дорівнює 382 мм.

модуль стоку - кількість води в літрах, що сходить з 1 км 2 в секунду. Наприклад, в басейні Неви модуль стоку дорівнює 9, на Кольському півострові - 8, а в Нижньому Поволжі - 1 л / км 2 х с.

коефіцієнт стоку - показує, яка частка (%) атмосферних опадів стікає в річки (інша випаровується). Наприклад, на Кольському півострові К = 60%, в Калмикії тільки 2%. Для всієї суші середній багаторічний коефіцієнт стоку (К) дорівнює 35%. Іншими словами, 35% річної суми опадів стікає в моря і океани.

Обсяг стікала вода вимірюється в кубічних кілометрах. На Кольському півострові в рік опади приносять 92,6 км 3 води, а стікає 55,2 км 3.

Сток залежить від клімату, характеру грунтового покриву, рельєфу, рослинності, вивітрювання, наявності озер та інших факторів.

Залежність стоку від клімату. Роль клімату в гідрологічному режимі суші величезна: чим більше опадів і менше випаровування, тим більше стік, і навпаки. При зволоженні більше 100% стік слід за кількістю опадів незалежно від величини випаровування. При зволоженні менше 100% стік зменшується слідом за випаровуванням.

Однак роль клімату не слід переоцінювати на шкоду впливу інших факторів. Якщо визнати кліматичні чинники вирішальними, а решта малозначними, то ми втратимо можливості регулювати стік.

Залежність стоку від грунтового покриву. Грунт і грунти вбирають і накопичують (акумулюють) вологу. Ґрунтовий покрив перетворює атмосферні опади в елемент водяного режиму і служить середовищем, в якій формується річковий стік. Якщо інфільтраційні властивості і водопроникність грунтів невеликі, то в них мало потрапляє води, більше витрачається на випаровування і поверхневий стік. Добре оброблена грунт в метровому шарі може запасати до 200 мм опадів, а потім повільно віддавати їх рослинам і річках.

Залежність стоку від рельєфу. Потрібно розрізняти значення для стоку макро-, мезо- і мікрорельєфу.

Уже з незначних височин стік більше, ніж з прилеглих до них рівнин. Так, на Валдайській височині модуль стоку 12, а на сусідніх рівнинах тільки 6 м / км 2 / с. Ще більший стік в горах. На північному схилі Кавказу він досягає 50, а в західному Закавказзі - 75 л / км 2 / с. Якщо на пустельних рівнинах Середньої Азії стоку немає, то в Памиро-Алае і Тянь-Шані він досягає 25 і 50 л / км 2 / с. В цілому гідрологічний режим і водний баланс гірських країн інший, ніж рівнин.

У долинах проявляється дію на стік мезо- і мікрорельєфу. Вони перерозподіляють стік і впливають на його темп. На плоских ділянках рівнин стік повільний, почвогрунти насичені вологою, можливо заболочування. На схилах площинних стік перетворюється в лінійний. Виникають яри і річкові долини. Вони в свою чергу прискорюють стік і дренують місцевість.

Долини і інші пониження в рельєфі, в яких накопичується вода, постачають грунт водою. Це особливо істотно в зонах недостатнього зволоження, де грунтово-ґрунтом не промачіваются і грунтові води утворюються тільки при харчуванні за рахунок річкових долин.

Вплив рослинності на стік. Рослини збільшують випаровування (транспірація) і осушують тим самим місцевість. Разом з тим вони зменшують нагрівання грунту і на 50-70% скорочують випаровування з неї. Лісова підстилка має велику вологоємністю і підвищеної водопроникність. Вона збільшує інфільтрацію опадів в грунт і цим регулює стік. Рослинність сприяє накопиченню снігу і уповільнює його танення, тому в грунт просочується води більше, ніж з поверхні. З іншого боку, частина дощу затримується листям і випаровується, не досягнувши грунту. Рослинний покрив протидіє ерозії, уповільнює стік і переводить його з поверхневого в підземний. Рослинність підтримує вологість повітря і цим посилює внутрішньоматерикові влагооборота і збільшує кількість опадів. Вона впливає на влагооборот шляхом зміни грунту і її водоприймальних властивостей.

Вплив рослинності різному в різних зонах. В. В. Докучаєв (1892) вважав, що степові ліси - надійні і вірні регулятори водного режиму степової зони. У тайговій зоні лісу осушують місцевість шляхом більшого, ніж на полях, випаровування. В степах лісові смуги сприяють накопиченню вологи шляхом снігозатримання і зменшення стоку і випаровування з ґрунту.

По-різному вплив на стік боліт в зонах надлишкового та недостатнього зволоження. У лісовій зоні вони є регуляторами стоку. У лісостепу і степах їх вплив негативний, вони всмоктують поверхневі і грунтові води і випаровують їх у атмосферу.

Кора вивітрювання і стік. Піщані і галькові відкладення акумулюють воду. Нерідко по ним фільтруються потоки з віддалених місць, наприклад, в пустелях з гір. На масивно-кристалічних породах вся поверхнева вода стікає; на щитах підземні води циркулюють тільки в тріщинах.

Значення озер для регулювання стоку. Одним з найбільш потужних регуляторів стоку є великі проточні озера. Великі озерно-річкові системи, подібні Невської або Святого Лаврентія, мають досить зарегульований стік і цим суттєво відрізняються від усіх інших річкових систем.

Комплекс фізико-географічних факторів стоку. Всі перераховані вище фактори діють сукупно, впливаючи один на інший в цілісній системі географічної оболонки, визначають валове зволоження території . Так називається та частина атмосферних опадів, яка за вирахуванням швидко стікає поверхневого стоку просочується в грунт і акумулюється в грунтовому покрові і в грунті, а потім повільно витрачається. Очевидно, що саме валове зволоження має найбільшу біологічну (виростання рослин) і сільськогосподарське (землеробство) значення. Це найбільш істотна частина водного балансу.

Структурою Світового океану називається його будова - вертикальна стратифікація вод, горизонтальна (географічна) поясність, характер водних мас і океанічних фронтів.

Вертикальна стратифікація Світового океану

У вертикальному розрізі товща води розпадається на великі шари, аналогічні верствам атмосфери. Їх також називають сферами. Виділяються наступні чотири сфери (шару):

Верхня сфера формується безпосереднім обміном енергією і речовиною з тропосферою в формі мікроціркуляціонних систем. Вона охоплює шар в 200-300 м потужності. Ця верхня сфера характеризується інтенсивним перемішуванням, проникненням світла і значними коливаннями температури.

Верхня сфера розпадається на наступні приватні шари:

• а) самий верхній шар товщиною в кілька десятків сантиметрів;
• б) шар впливу вітру глибиною 10-40 см; він бере участь в хвилюванні, реагує на погоду;
• в) шар стрибка температур, в якому вона різко падає від верхнього нагрітого до нижнього, що не порушеного хвилюванням і не прогрітому шару;
• г) шар проникнення сезонної циркуляції і мінливості температур.

Океанські течії зазвичай захоплюють водні маси тільки верхній сфери.

Проміжна сфера простягається до глибин 1 500 - 2000 м; її води утворюються з поверхневих вод при їх опусканні. При цьому вони охолоджуються і ущільнюються, а потім перемішуються в горизонтальних напрямках, переважно з зональної складової. Переважають горизонтальні переноси водних мас.

Глибинна сфера не доходить до дна приблизно на 1 000 м. Цією сфері властива певна однорідність. ЇЇ потужність становить близько 2 000 м і вона концентрує понад 50% всієї води Світового океану.

Придонна сфера займає найнижчий шар товщі океану і простягається на відстань приблизно 1 000 м від дна. Води цієї сфери утворюються в холодних поясах, в Арктиці й Антарктиці і переміщаються на величезних просторах по глибоким котловинам і жолобах. Вони сприймають тепло з надр Землі і взаємодіють з дном океану. Тому при своєму русі вони значно трансформуються.

9.10 Водні маси і океанські фронти верхньої сфери океану

Водної масою називається порівняно великий обсяг води, що формується в певній акваторії Світового океану і володіє протягом тривалого часу майже постійними фізичними (температура, світло), хімічними (гази) і біологічними (планктон) властивостями. Водна маса переміщається як єдине ціле. Одна маса від іншої відділяється океанським фронтом.

Виділяються такі типи водних мас:

• 1. Екваторіальний водні маси обмежені екваторіальних і субекваторіальним фронтами. Вони характеризуються найвищою у відкритому океані температурою, зниженою солоністю (до 34-32 ‰) солоністю, мінімальною щільністю, великим вмістом кисню і фосфатів.
• 2. Тропічні і субтропічні водні маси створюються в областях тропічних атмосферних антициклонів і обмежені з боку помірних поясів тропічним північним і тропічним південним фронтами, а субтропічні - північним помірним і північним південним фронтами. Вони характеризуються підвищеною солоністю (до 37 ‰ і більше) і великою прозорістю, бідністю поживними солями і планктоном. В екологічному відношенні тропічні водні маси являє собою океанські пустелі.
• 3. Помірні водні маси розташовуються в помірних широтах і обмежені з боку полюсів арктичним і антарктичним фронтами. Вони відрізняються великою мінливістю властивостей як за географічними широт, так і за сезонами року. Для помірних водних мас характерний інтенсивний обмін теплом і вологою з атмосферою.
• 4. Полярні водні маси Арктики і Антарктики характеризуються найнижчою температурою, найбільшою щільністю, підвищеним вмістом кисню. Води Антарктики інтенсивно занурюються в придонну сферу і постачають її киснем.