Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления	Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ Районирование мирового океана ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒ Первая попытка подвести итог многовековых усилий тысяч романтиков, авантюристов, купцов, мореходов-профессионалов, военных моряков, наконец, ученых мореведов определить границы и размеры различных частей Мирового океана была предпринята в 1650 г. голландским географом БернхардусомВарениусом (1622-1650). В книге «Всеобщая география» он выделил и утвердил названия четырех океанов: Атлантический, Тихий, Южный (включавший Индийский) и Гиперборейский – «расположенный дальше севера» (Северный Ледовитый).         В дальнейшем, по мере развития практических знаний и теоретических представлений, деление Мирового океана на составные части периодически менялось. Критериями для этого, помимо морфометрических особенностей дна и контуров берегов, служили также характер циркуляции атмосферы и морских вод, распределение температуры и солености по вертикали, определяющие структуру водных масс и некоторые другие признаки. Так или иначе, но в настоящее время «общепринятой научной концепции относительно отдельного океана и закономерностей его внутреннего строения… не существует».  В 1845 г. Королевским географическим обществом в Лондоне было решено выделять 5 океанов: Тихий, Атлантический, Индийский, Арктический и Антарктический. При этом, южная граница Арктического океана проводилась по берегам окружающих материков и по полярному кругу (в Атлантическом секторе и в зоне Берингова пролива). Северная граница Антарктического (Южного) океана совпадала с полярным кругом.  В 1907 г. немецкий океанолог Отто Крюммель (1854-1912), предложил рассматривать воды Арктического океана как часть Атлантики, а границы первых трех протянуть до берегов Антарктиды, выделяя, таким образом, всего 3 океана. Такое деление поддержал в 1917 г. советский океанограф и картограф Юлий Михайлович Шокальский (1856-1940). В 1928 г. Международное гидрографическое бюро «восстановило в правах» Антарктический и Арктический океаны и общее их количество вновь возросло до пяти. Но не надолго. В 1953 г. решением этой же организации Южный океан был опять «упразднен», а Атлантический и Тихий разделены по экватору на северную и южную части. Кстати сказать, название Северный Ледовитый океан с давних времен было характерно только для русских географических карт. Официально же его присвоило Арктическому океану Советское правительство специальным постановлением в 1935 г. Наконец, в 1966 г. на Втором Международном океанографическом конгрессе в Москве было признано целесообразным, исходя из особенностей режима антарктических вод, вернуться к классификации Британского географического общества более чем вековой давности и выделить пятый – Южный океан. Но дальше этого признания дело не пошло и  до конца ХХ века в Мировом океане официально выделяли всего 4 океана. Только в 2006 г., после анализа всех накопленных данных о природе морской акватории, окружающей Антарктиду, мировое океанографическое сообщество на Конференции в Монако пришло к заключению о наличии признаков индивидуальности в режиме ее вод и официально узаконило существование на Земле пятого – Южного океана. Учитывая разнообразие природных условий на планете основные составные части Мирового океана в свою очередь подразделены на 61 море (без морей Антарктики) - более мелких окраинных и средиземных бассейнов (таблица). Их выделяют по признакам, используемым при аналогичной классификации океанов только масштабы в данном случае значительно меньше океанических. Кроме того, в Мировом океане выделяют как отдельные бассейны со специфической природой крупные заливы и проливы.. В Тихом океане (52.8% массы и 49.8% площади Мирового океана) - 21 море. В Атлантическом (24.7% и 25.9%) – 18. В Индийском (21.3% и 20.7%) и Северном Ледовитом (1.2% и 3.6%) – по 11 морей. Эти цифры включают и 13 морей, располагающихся в секторах Антарктиды соответствующих океанов и относящихся к морям Южного океана (3% массы и 10% площади Мирового океана). Среди них моря: Скоша (Скотия), Уэдделла, Лазарева, Рисер-Ларсена, Космонавтов, Содружества, Дейвиса, Моусона, Дюмон-Дюрвиля, Сомова, Росса, Амундсена и Беллинсгаузен. Самое большое море в Мире – Филиппинское (5.73 млн. км2 ). Таблица2.1. Мировой океан и его составные части ОКЕАН МОРЕ   Площадь (тыс.км2)	Объем вод (тыс.км3)	Максимальная глубина (м)
Тихий		178684		707100	3980 (сред)/11022
	1. Берингово	2315		370.6	5500
	2. Охотское	1603		131.6	3521
	3. Японское	1062	163		3720
	4. Желтое	416		16	106
	5. Восточно-Китайское	836		263	2719
	6. Филиппинское	5726		-	10265
	7. Южно-Китайское	3537		3928	5560
	8. Сулу	335		-	5576
	9. Сулавеси	453		-	5914
	10. Моллукское	274		-	4970
	11. Банда	714			7440
	12. Ново-Гвинейское	338		60	4164
	13. Флорес	115		432	5121
	14. Саву	105		178	3475
	15. Яванское	552		20	1272
	16. Хальмахера	75		-	3225
	17. Коралловое	4068		11470	9174
	18. Тасманово	3336		10960	6015
	19. Росса	440		-	2972
	20. Амундсена	98		-	585
	21. Беллинсгаузена	487		-	4115
Атлантический		91655		329700	3597(сред)/8742
	22. Лабрадор	841		-	4316
	23. Саргасово	6000-7000		-	7110
	24. Карибское	2777		6745	7090
	25. Средиземное	2505		-	5121
	26. Альборанское	53		-	2407
	27. Балеарское	86		-	2132
	28. Лигурийское	15		-	2546
	29. Тирренское	214		-	3830
	30. Ионическое	169		-	5121
	31. Адриатическое	144		-	1230
	32. Эгейское	191		-	2561
	33. Мраморное	12		4	1273
	34. Черное	422		555.3	2210
	35. Азовское	39		0.3	15
	36. Каспийское*	376		78	1025
	37. Аральское**	66		1064	69
	38. Северное	565		54	725
	39. Балтийское	419		20.3	470

 

продолжение таблицы 1

ОКЕАН	МОРЕ	Площадь (тыс.км2)	Объем вод (тыс.км3)	Максимальная глубина (м)
Индийский		76174	282600	3711(сред)/7729
	40. Аравийское	4832	14513	5803
	41. Красное	460	182	3039
	42. Рисер- Ларсена***	1138	-	> 3000
	43. Космонавтов***	698,6	-	4798
	44. Содружества***	260	-	> 3000
	45. Дейвиса***	21	-	1369
	46. Моусона***	333,3	-	> 1000
	47. Дюрвиля***	-	-	3610
	48. Тиморское	432		3310
	49.Арафурское	1017	-	3680
	50. Андаманское	605	660	4507
Сев.Ледовитый		14788	18000	1220(сред)/5527
	51. Баффина***	530	-	2414
	52. Линкольна***	38	-	582
	53. Гренландское	1195	2408	5527
	54. Норвежское	1340	2408	3970
	55. Баренцево	1424	267.9	600
	56. Белое	90	4.4	350
	57. Карское	883	101	600
	58. Лаптевых	662	363	3385
	59. Восточно- Сибирское	913	60.7	915
	60. Чукотское	595	45.4	1256
	61. Бофорта***	481	-	3749
Мировой океан		361302	1336100	3709

· - при уровне 28 м; ** - при уровне 53 м; *** - большая часть покрыта льдами.

В Тихом океане выделяют 5 крупных заливов: Аляска (А), Анадырский (Б), Калифорнийский (В), Сиамский (Г) и Карпентария (Д), а пролив один – Берингов (Е). В Атлантике выделяются заливы: Святого Лаврентия (Ж) и Фанди (З), Мексиканский (И), Гвинейский (К), Бискайский (Л), а также проливы: Дрейка (М), Ла-Манш (Н), Босфор (О), Гибралтар (П), Скагеррак (Р), Каттегат (С), Эрессун (Зунд), Большой и Малый Бельт (С).

В Индийском океане тоже 5 наиболее крупных заливов – Бенгальский (Т), Оманский (У), Персидский (Ф), Аденский (Х), Большой Австралийский (Ц), а проливы – Баб-эль-Мандебский (Ч) и Мозамбикский (Ш).

Наибольший залив Северного-Ледовитого океана – Гудзонов (Щ), а Канадский Арктический архипелаг, соединяющий Арктический бассейн с морем Баффина и Гудзоновым проливом, включает систему островов, разделенных 16 крупными проливами.

Максимальная глубина самого широкого и глубокого пролива Дрейка составляет 5248 м, ширина - 1120 км. Самый длинный Мозамбикский пролив тянется на 1670 км. Самый узкий проливБосфор имеет минимальную ширину всего 700 метров, а глубина самого мелкого Керченского пролива в судоходной части не превышает 10 м.

Название самого большого на земном шаре Тихого океана (178.68 тыс. км²) можно рассматривать как чистую случайность – не такой уж он и «тихий». Просто в октябре-ноябре 1520 года, когда истерзанные корабли Магеллана, после почти месячного светопредставления в проливе между патагонским берегом и Огненной землей вошли, наконец, в зону более менее приличной погоды – это событие показалось морякам благом и вызвало бурю положительных эмоций, вылившуюся в эпитеты «мирный», «тихий». Значительно более справедливым и точным было первое название этого океана, данное ему конкистадором Бальбоа в 1513 г. – это действительно Великий океан. Но морские историки и географы отдали предпочтение более эмоциональному термину. 

Второй по величине океан нашей планеты своим названием, данным ему в 1507 г. картографом из Лотарингии Вальдземюллером, обязан, очевидно, «атлантам» - жителям мифической Атлантиды, которая по описаниям 348 года до н.э., сделанным Платоном в своем диалоге «Критий, или Атлантида», находилась недалеко от Геракловых столбов в море Тоталь – так греки еще во времена мудреца Солона (между 640 и 635 – ок. 559 г. до н.э.) называли Атлантический океан. В более поздние времена до начала XVI века Атлантика была просто Западным океаном.

Индийский океан, занимающий третье по величине место среди океанов Земли, для древних мореходов финикийцев, греков, арабов, был то Эритрейским, то Южным морем. Средневековые же мореплаватели – испанцы, португальцы, голландцы, чаще называли его Восточным и Индийским морем. С 1550 г., после выхода в свет труда Себастьяна Мюнстера (1489-1552) «Космография» он получил свое современное название.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ

Из общего количества радиации, посылаемой Солнцем к внешним границам земной атмосферы, часть (31%) отражается, часть (23%) поглощается воздухом, большая часть (46%) достигает Земли и нагревает ее поверхность. Излучая полученное солнечное тепло, земная поверхность в свою очередь обогревает прилегающие слои атмосферы (рис.2.2). Получается, что Солнце нагревает атмосферу Земли снизу, посредством подстилающей поверхности суши. Этот процесс носит зональный характер, так как экваториальная зона прогревается более интенсивно, чем полярная. Так формируются климатические широтные пояса на суше.

Величина среднегодовой суммарной солнечной радиации, поступающей на Землю и определяющей испарение ее поверхностных и грунтовых вод, изменяется в зависимости от широты от 80 до 280 ккал/ см² в год. Вместе с тем, ее поток на экваторе значительно снижается из-за увеличения облачности.

Рис. 2.2. Распределение (%) потоков длинноволновой и коротковолновой радиации в атмосфере.

 

Интенсивность прогрева и величина испарения воды с поверхности Мирового океана также определяется изменениями уровня солнечной радиации, но в отличие от атмосферы, океан нагревается не снизу, а сверху. Вся его энергия зависит от интенсивности потоков тепла и света в поверхностные водные слои, а также характера их преобразования с ростом глубины. Поверхность океана получает в среднем 295 кал/см² тепла в сутки. Из них 42% уходит в атмосферу в процессе контактного теплообмена, 51% теряется при испарении и только 7% остается в океане. Однако и этого, остающегося тепла, в низких и средних широтах оказалось бы достаточно для повышения температуры поверхностного слоя за сутки на 7⁰С, если бы оно не перераспределялось течениями и не проникало бы в глубинные слои в результате вертикального перемешивания.

Поверхностный метровый слой океана поглощает 62% солнечной радиации. На расстоянии 5-6 м от поверхности поток тепловой энергии уменьшается в 30-70 раз, а 10-20 метровых глубин она практически не достигает. Достаточно сказать, что теплосодержание верхнего 3-х метрового слоя Мирового океана эквивалентно количеству тепла, содержащемуся во всей земной атмосфере. Мощность такого аккумулятора огромна. Известно, например, что в тропических морях контрасты температур между поверхностным 100-метровым и глубинными слоями достигают 20^о. Только за счет этой разности тропические моря представляют собой энергетическую установку, мощность которой в 10 раз превышает годовое производства электроэнергии во всем мире!

Среднегодовая температура поверхности всего Мирового океана составляет 17.82⁰С – на 3.6⁰ выше, чем средняя температура воздуха у поверхности Земли. В самом теплом из океанов – Тихом, она равна 19.37⁰С, в Индийском – 17.85 С в Атлантическом – 17.58 С, а в Северном Ледовитом – минус 0.75⁰С. Самая низкая температура воды на поверхности океана - минус 2 ⁰С, самая высокая - +36⁰С (рис.2.3).

Рис.2.3. Распределение среднегодовой температуры воды на поверхности Мирового океана.

Средняя температура всей толщи Мирового океана от поверхности до 4000 м (без Северного Ледовитого океана) равна 3.8⁰С. В Тихом океане этот показатель составляет 3.7⁰С, в Атлантическом – 4.2 С и в Индийском – 3.8⁰С. Даже на экваторе средняя температура столба воды от поверхности до дна океана составляет всего 4.9⁰С. При этом толща вод северного полушария в среднем на 2⁰С теплее южного. Средний объем морского льда в океане составляет 4-5´10⁴ км³, а объем льда, образующегося ежегодно - 3´10⁴ км³.

КРУГОВОРОТЫ ВОДЫ В ПРИРОДЕ

В ходе развития представлений о природе воды на Земле, исследователи «всех времен и народов» были единодушны во мнении, что эта жидкость обладает удивительным даром «настоящего географа» постоянно «путешествовать» - совершать круговороты.

Над нашей планетой влага оказывается в результате глобального круговорота воды, который происходит под влиянием солнечной радиации и силы тяжести. При этом оказываются задействованы несколько физических процессов: испарения; конденсации; горизонтального переноса частиц воды ветром; горизонтальный влагоперенос на суше (сток речных, поверхностных, подземных вод); выпадения частиц воды (снега) в виде осадков и просачивания (инфильтрации) воды в почву под влиянием гравитации; поглощения корнями растений влаги из почвы; испарения влаги с поверхности растений – транспирация (от лат. trans и spiro - дышу, выдыхаю). В результате, классифицируя содержание и формы движения влаги на планете, выделяют круговороты: атмосферный, атмосфера-литосфера, поверхность литосферы, литосфера-земные недра, недра литосферы. С позиции форм движения материи можно обнаружить круговороты: механический (морские течения, реки, облака, ледники и т.д.), физический (изотопы), физико-химический (сорбция, гидратация), химический (синтез молекул), биологический (обмен веществ), технический (хозяйственная деятельность человека).

Мировой круговорот (или гидрологический цикл) - глобальный планетарный процесс непрерывного перемещения воды с фазовыми переходами (испарение, конденсация, замерзание) под воздействием солнечной энергии и гравитационных сил, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосфер и биосферу, сопровождающийся обменом энергией и веществом между разными оболочками Земли.

Единство гидросферы обусловленное общностью происхождения всех природных вод из мантии Земли, проявляется также и в постоянном водообмене между отдельными ее компонентами в процессе перехода из одного состояния в другое в системе глобального гидрологического цикла (рис.2.4).

В Мировом (большом) круговороте воды, кроме вод океана и атмосферы, принимают участие воды суши. В двух малых круговоротах воды участвуют только воды суши и атмосферы (континентальный круговорот) и воды океана и атмосферы (океанический круговорот) (рис.2.5).  Если бы вдруг в течение года Мировой океан не стал получать пресную воду в виде осадков и континентального стока, то в результате только испарения за это время его уровень мог бы снизиться более, чем на 1 м. С поверхности океанов влаги испаряется в 7 раз больше, нежели с поверхности суши, а осадков над океаническими акваториями выпадает в 4 раза больше, чем над материками.

Рис.2.4. Глобальный круговорот воды

Рис.2.5.Континентальный и океанический круговороты и водный баланс Земли

 

ВОДНЫЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ

Количественным воплощением круговоротов воды является водный баланс Земли, представляющий структуру и объемы его отдельных частей. Для условий закрытой термодинамической системы - постоянства общей водной массы на поверхности Земли и неизменной емкости океанических и морских впадин уравнения водного баланса для малых континентального (1) и океанического (2) круговоротов имеет вид:

Е₁= P ₁ + R и Е₂= P ₂ + R, где

Е₁ и Е₂ – испарение с поверхности суши и поверхности океана; P ₁ и P ₂ – осадки над континентами и океаном; R – речной, подземный и другие виды стока (ледниковый).

Для всего земного шара в целом существует один источник притока воды – атмосферные осадки и один источник ее расхода – испарение. За год меньше всего воды испаряется с поверхности Северного Ледовитого океана (75 мм), а больше всего – с северо-западной части Атлантики (3200 мм). Это связано со значительными различиями в количестве тепла, поступающего на поверхность океанов, и ветровых режимов над их акваториями. Наибольшее количество осадков получает экваториальная зона океана – в среднем 1600, а в отдельных случаях более 3200 мм в год. В тропических областях их количество составляет менее 50 мм в год.

По данным различных авторов ежегодно во влагообмене на нашей планете участвует от 517 до 577 тыс. км³ воды – всего 0,04% от ее общих запасов. При этом с поверхности морей и океанов испаряется 456-505, а с поверхности суши – 62-72 тыс. км³ воды. В виде осадков в океан возвращается 412-458, на сушу – 106-119 тыс. км³ влаги. Подземным путем (2.4 тыс. км³), из ледников (0.3 тыс. км³) и по рекам океан получает еще 44-47 тыс. км³ воды в год. Продолжительность полного цикла в системе океан – атмосфера, если его рассматривать как отношение объема воды в Мировом океане к скорости испарения с его поверхности, составляет 4000 лет.

Континентальный и морской круговороты обеспечивают довольно быстрое возобновление запаса пресных вод в атмосфере (8 дней), руслах рек (10-20 суток) и озерах (7-10 лет), в почве (один год). В океанах же вода обновляется за 3000 лет, подземные воды Земли до глубины 5 км - за 5000 лет, а для воды, законсервированной в виде ледникового льда этот цикл составляет по расчетам разных авторов 8-16 тыс. лет.

В середине ХХ века было высказано предположение о том, что наша планета является не замкнутой, а открытой термодинамической системой - «объем воды в океане не оставался одинаковым, а должен был нарастать от более ранней геологической эпохи к более поздней; именно нарастание, а не колебание объема то в сторону увеличения, то в сторону уменьшения количества воды – главный планетарный процесс эволюции водной массы океана»

Согласно современным представлениям, вода на Земле имеет внутрипланетарную природу. Она является продуктом эволюции протопланетарного вещества, выделившись из Земли в процессе разогрева, плавления и дифференциации (дегазации) ее мантии. Согласно мнению отечественных и американских ученых 1950-1970-х гг. объем такой, «изгнанной» из земных недр воды, может достигать 2-3 млрд. км³. По этим же оценкам основная масса гидросферы сформировалась к началу палеозоя (570 млн. л.н.), но постоянный приток мантийных вод продолжается и сегодня со скоростью 1 мм в 1000 лет. Запасы же воды в мантии и коре Земли по оценкам тех лет в 1000 раз превышают ее количество в гидросфере планеты (по современным оценкам – около 30 млрд. км³ , превышение составляет 25 раз). В базальтовых породах мантии, например, содержится 5-7% воды. После ее дегазации при вулканической деятельности, выветривании пород, выходе ювенильных вод из рассолов на дне океана, гидросфера может получать до 7% воды из недр планеты в виде водяного пара или в жидкой фазе. При этом также предполагалось, что столько же воды «должно уходить в космическое пространство в процессе фотолиза (см. рис.2.4). Таким образом, При таких условиях общее уравнение водного баланса Земли принимает вид:

P + R + T - E - F = N (N > 0),   где

T - эндогенное поступление воды; F - потери воды на фотолиз (разложение в высоких слоях атмосферы молекул воды под действием солнечного излучения на более тяжелые молекулы кислорода, возвращающиеся в атмосферу и легкие молекулы водорода, уходящие в космос).

Полвека назад авторы такого заключения признавали, что «мы не можем привести каких-либо цифр, характеризующих соотношение между приходом воды из недр Земли и ее выносом в космическое пространство». Но в конце 1980-х гг. были обработаны результаты многолетнего морского глубоководного бурения (1968-1989 гг) американского судна «ГломарЧеленджер» (600 скважин), обнаружившие в осадках и базальтах дна Атлантического, Индийского и Тихого океанов мелководные разновозрастные (от 140 до 5 млн. лет) образования на глубинах 300-1000 м ниже дна или 1800-5000 м ниже уровня моря (186 скважин), являющиеся «бесспорным свидетельствомграндиозного опускания дна этих океанов за прошедшие 70-140 млн. лет». Его рассчитанная скорость составила 0.605 мм/год, а так как катастрофического осушения континентов за это время не произошло, то автор оценок полагает, что в это время такой же была и скорость поступления эндогенных вод. Таким образом, получается, что за последние 60 млн. лет на поверхность планеты из ее недр поступило 2.2 млрд. км³ воды из которых 0.1млрд. км³ ушел на увлажнение морских осадков и биосферы, а 0.5млрд. км³ – разница с современным объемом гидросферы, как полагает В.В.Орленок, утрачена при фотолизе (7.2 км³/год).

Согласно гипотезе открытого гидрологического цикла, современный рост (1.5 мм/год) уровня вод Мирового океана определяется в основном не потеплением климата (таяние снегов и ледников) – этот фактор дает только 0.7 мм/год, а эндогенным поступлением воды с продуктами вулканизма и в других формах (0.78 мм/год или 37 км³). Указанные факторы, оказываясь по порядку ежегодного вклада в Мировой круговорот воды весьма незначительными, в геологическом масштабе времени оказываются определяющими при оценке общей направленности эволюции земной гидросферы.

Причина наблюдаемого сегодня роста уровня Мирового океана со скоростью 1.5 мм/год, что соответствует ежегодному увеличению объема его вод на 540 км³, с позиций гипотезы замкнутого гидрологического цикла состоит в сокращении водных запасов континентов – на 67% вследствие уменьшения массы ледников, 22% за счет падения уровня подземных вод и на 10% за счет сокращения объема вод бессточных озер.