Vandenyno temperatūra: šaltiniai, šilumos biudžetas ir paskirstymas

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie vandenynų temperatūrą: šaltinius, šilumos biudžetą ir paskirstymą!

Vandenynų temperatūros tyrimas yra svarbus nustatant didelių vandens kiekių judėjimą ir charakteristikas, jūrų organizmų tipą ir pasiskirstymą įvairiuose vandenynų gelmėse, pakrančių žemių klimatą ir kt.

Vandenyno temperatūrai registruoti naudojami trys prietaisų tipai: i) paviršiaus temperatūrai matuoti naudojami standartinio tipo termometrai, ii) grįžtamieji termometrai naudojami paviršiaus temperatūrai matuoti, ir iii) termografams. Šiuo metu vietoj pirmiau minėtų termometrų taip pat naudojami automatiniai savirašio prietaisai.

Šilumos šaltinis vandenynuose:

Saulė yra pagrindinis energijos šaltinis vandenynams, kaip ir bet kas kitas šioje žemėje. Be to, vandenyną taip pat šildo pati vidinė vandenyno šiluma.

Vandenį vandenyje šildo trys procesai:

(1) Spinduliavimo absorbcija iš saulės yra didžiausia per mažus platumos regionus dėl vertikalios insoliacijos ir ilgesnės dienos šviesos, tuo tarpu ji nuolat mažėja link polių. Net ir toje pačioje platumoje, vandenyno saulės spinduliavimas skiriasi dėl tokių veiksnių kaip srovės ir drumstumas.

(2) Vandenyje esančios konvekcinės srovės taip pat šildo vandenyną. Kadangi žemės temperatūra didėja didėjant gyliui, vandenyno vanduo dideliame gylyje yra šildomas greičiau nei viršutiniai vandens sluoksniai vandenyje. Taigi, konvekcinė vandenyno cirkuliacija vandenynų apatiniuose sluoksniuose sukelia šilumos cirkuliaciją vandenyje.

(3) Kinetinė energija gaminama dėl trinties, kurią sukelia paviršinis vėjas ir potvynių srovės, kurios padidina vandens telkinio įtampą. Taigi vandenynas yra šildomas.

Vandenį vandeniu aušina toliau išvardyti procesai:

1. Nugaros spinduliuotė iš jūros paviršiaus vyksta, nes saulės energija, kurią gavote, yra vėl spinduliuojama kaip ilgos bangos spinduliavimas iš jūros vandens.

2. Vyksta šilumos mainai tarp jūros ir atmosferos, bet tik tuo atveju, jei jūros vanduo yra šaltesnis arba šiltesnis už atmosferą.

3. Garavimas vyksta, kai jūros vanduo yra šiltas, paviršius yra šaltas, o atmosferos sluoksniavimas yra nestabilus.

Vandenynų šilumos biudžetas:

Šilumos biudžetas apskritai rodo, kad bendrą energijos tiekimą subalansuoja vienodo energijos kiekio praradimas. „Mosby“ matė, kad vidutinis metinis pralaidumo perteklius tarp ekvatoriaus (0 °) ir 10 ° N platumos buvo apie 0, 170 g / cm2 / min, o tai yra apie 0, 040 g / cm2 / min. nuo 60 ° iki 70 ° N. Šis išskyrimo perviršio skirtumas visiškai išnyksta, jei atsižvelgiame į visus platumos regionus.

Vandenynų temperatūros pasiskirstymas:

Temperatūros pasiskirstymas priklauso nuo šių veiksnių:

1. Vidutinė dienos insoliacijos trukmė ir jos intensyvumas.

2. Energijos išeikvojimas, išskiriant, atspindint, išsklaidant ir absorbuojant.

3. Jūros paviršiaus albedas ir jo įvairovė, priklausomai nuo saulės spindulių kampo.

4. Fizinės jūros paviršiaus savybės, pvz., Jūros vandens virimo temperatūra, yra didesnės druskingumo atveju ir atvirkščiai.

5. Šilumos perdavimas išgarinant ir kondensuojant.

6. Dažni vėjai; šiltų ar šaltų paviršinių vandenų vilkimas atitinkamai į šaltas ar šiltas pasaulio vietas: šis reiškinys sukelia šalto vandens įsisavinimą šiltame vandenyno srovės diržuose ir atvirkščiai; miglota jūros paviršiaus būklė JAV šiaurės rytinėje pakrantėje yra šalto vėjo, pūtimo iš žemės į vandenyną, rezultatas.

7. Vietos oro sąlygos, pavyzdžiui, ciklonai, audros ir uraganai.

8. Povandeninio kraigo buvimas; temperatūrą paveikia dėl to, kad vanduo vienoje keteros pusėje yra mažesnis, tuo tarpu vanduo geresnis, o kitoje kraigo pusėje.

9. Vandenyno forma: išilgai išplėstos jūros, turinčios mažus platumos regionus, turi šiltesnį paviršinį vandenį nei išilgai išplitusi jūra; pvz., išilgai pločio Viduržemio jūra užima aukštesnę temperatūrą nei išilgai išplitusio Kalifornijos įlankos.

Vandenyno temperatūra:

Vandenynai ir vandenys pašildomi ir vėsinami lėčiau nei žemės paviršiai. Todėl, net jei saulės spinduliavimas yra maksimalus 12 val., Vandenyno paviršiaus temperatūra yra didžiausia 14 val

Vidutinė dienos arba dienos temperatūros diapazonas yra vos 1 laipsnis vandenynuose ir jūrose. Aukščiausia paviršinio vandens temperatūra pasiekiama 14 val. Ir mažiausia - 5 val. Dienos temperatūros diapazonas yra didžiausias vandenynuose, jei dangus yra be debesų ir atmosfera yra rami.

Metinį temperatūros diapazoną įtakoja metinis apsinuodijimas, vandenynų srovių pobūdis ir vyraujantys vėjai. Didžiausia ir mažiausia vandenynų temperatūra yra šiek tiek vėluojama nei žemės plotai (didžiausias rodiklis rugpjūčio mėn. Ir minimalus vasario mėn.). Šiaurinės Ramiojo vandenyno ir šiaurinės Atlanto vandenynų temperatūros yra didesnės nei jų pietinės dalys, nes vyrauja vyraujančios vėjo jėgos ir platesnės vandenyno srovės pietinėse vandenynų dalyse jėga.

Be metinių ir dieninių temperatūros diapazonų taip pat yra periodinių jūros temperatūros svyravimų. Pavyzdžiui, 11 metų saulės spindulių ciklas sukelia jūros temperatūros kilimą po 11 metų.

Jūros paviršiaus temperatūra:

Vandenynų paviršiaus temperatūra grafiškai pavaizduota izotermais. Temperatūra sumažėja nuo pusiaujo iki polių. Tačiau aukščiausią jūros paviršiaus temperatūrą mato ne vien tik pusiaujo pusėje, bet šiek tiek į šiaurę nuo pusiaujo: tai yra dėl didžiausio žemės ploto, esančio į šiaurę nuo 0 ° platumos.

Pietinio pusrutulio vandens telkiniai apskritai turi aukštesnę vidinę temperatūrą nei šiauriniame pusrutulyje, nes didesnė šiaurinio pusrutulio sausumos teritorijos dalis sugeria daugiau saulės energijos nei vanduo. Be to, dėl kontinentų buvimo šiauriniame pusrutulyje, vandens cirkuliacija ir šilumos transportavimas šiame pusrutulyje nėra efektyvūs, o pietiniame pusrutulyje - tik priešingai.

Horizontalus temperatūros pasiskirstymas:

Horizontalios temperatūros pasiskirstymą rodo izoterminės linijos, ty linijos, jungiančios vienodos temperatūros vietas. Vasario mėn. Atlanto vandenyno jūros paviršiaus izotermos atskleidžia, kad izoterminės linijos yra artimai išdėstytos pietinėje Newfoundlando dalyje, netoli Europos ir Šiaurės jūros vakarinės pakrantės, o tada izotermos išsiplėtė, kad išsidėstytų į šiaurę nuo kranto. Norvegija.

Šio reiškinio priežastis yra šaltoje Labradoro srovėje, tekančioje į pietus išilgai Šiaurės Amerikos pakrantės, kuri sumažina regiono temperatūrą labiau nei kitose tos pačios platumos vietose; tuo pačiu metu šiltas „Gulf Stream“ eina į Vakarų Europos pakrantę ir pakelia Europos vakarinės pakrantės temperatūrą.

Pietvakarinėje Atlanto dalyje izotermos išsilieja į pietvakarius dėl šiltų Brazilijos srovių, bet rytinėje pietų Atlanto dalyje izotermos linksta į šiaurės vakarus dėl šalto Benguelos srovės. Toliau į pietus izotermos yra lygiagrečios dėl nuolatinio vakarų vėjo dreifo.

Temperatūros pasiskirstymas šiaurinėje ir pietinėje Atlanto dalyje nėra simetriškas. Pavyzdžiui, šiaurinėje Atlanto dalyje 5 ° C izotermas liečia 70 ° šiaurės platumą, o pietinėje Atlanto pusėje jis niekada neviršija 50 ° platumos, nes šilta Gulf Stream yra galingesnė ir pasiekia daug didesnę platumą nei šalta Brazilija srovė. Be to, yra didelis skirtumas tarp rytinės ir vakarinės Atlanto dalies. Vakarų dalyje, netoli Labradoro pakrantės, užregistruojama 0 ° C temperatūra, tačiau Europos vakarų pakrantėje yra 9–13 ° C temperatūra.

Ribinėse jūrose temperatūra skiriasi dėl platumos ir vietos, pvz., Viduržemio jūros regione yra aukštesnė temperatūra nei kaimyniniame Atlanto vandenyne, tačiau Baltijos ir Hudsono įlankos yra šaltesnės nei Atlanto vandenynas.

Šiaurinėje Ramiojo vandenyno pusėje izotermos ir platumos yra beveik lygiagrečios, tačiau Šiaurės Amerikos pakrantėje izotermos šiek tiek į šiaurę nukreiptos į šiltą Kuroshio srovę, o Japonijos pakrantėje izotermos yra glaudžiai išdėstytos dėl šalto Oyashio srovė.

Vakarų Ramiojo vandenyno dalies pusiaujo regione aukšta temperatūra registruojama kaip šiltų pusiaujo srovių srautai į pietus. Rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje vyrauja žemos temperatūros dėl šalto Peru dabartinės įtakos. Ramiojo vandenyno pietuose izotermos sudaro silpnas kilpas dėl šilto Peru ar Humboldto srovės.

Indijos vandenyne 25 ° C, 27 ° C ir 28 ° C izotermos užima centrinę vandenyno vietą. Į pietus nepastebėtas skirtumas tarp Ramiojo vandenyno, nes izotermos apytiksliai seka paralelius, išskyrus mažą kilpą netoli Gerosios Vilties kyšulio dėl šaltos Agulhas srovės. Izotermos lenkia pietus nuo Šiaurės Afrikos pakrantės dėl šalto srovės, kuri teka į pietvakarius nuo Guardafui kyšulio.

Tą patį izotermą į šiaurę įgauna Arabijos jūra, kai jis patenka į Indijos pusiasalį, tačiau Bengalijos įlankoje jis linksta į pietus dėl monso dreifo poveikio. Uždaryti vandens telkiniai, tokie kaip Raudonoji jūra, yra aukštesnės temperatūros į pietus dėl atviro vandenyno vandens mišinio. Persijos įlankoje užšalusi žemesnė temperatūra nei Indijos vandenyne.

Rugpjūčio būklė labai skiriasi nuo vasario mėnesio izoterminių sąlygų. Atlanto vandenyne Arkties ledas išsilieja, todėl į šiaurę nukreipta visų Davis sąsiaurio izotermų kilpa. Rugpjūčio mėn. Norvegijos pakrantėje nėra aštrių izotermų posūkių. Vidutiniškai Šiaurės Atlanto izotermos rugpjūčio mėn. Ramiojo vandenyno pietuose rodomos izoterminės linijos ir platumos, esančios lygiagrečiai. Vakaruose gretimas Australijos ir Azijos regiono vandenynas liudija apie 28 ° C temperatūrą, nes vakarų tekančio pusiaujo srovė traukia šiltą vandenį į vakarų Ramiojo vandenyno vakarus.

Indijos vandenyne, didžiausiame paviršiuje, 28 ° C temperatūra yra užregistruota per Arabijos jūrą ir Bengalijos įlanką. Rugpjūčio mėn. Uždarose jūrose, pavyzdžiui, Raudonojoje jūroje ir Persijos įlankoje, yra aukštesnė temperatūra (nuo 30 ° iki 33 ° C) nei atvirame vandenyne dėl jų sąlyčio su šiltomis žemės teritorijomis.

Vertikalus temperatūros pasiskirstymas:

Palaipsniui mažėja temperatūra ir didėja nusileidimas. Paprastai 90 proc. Saulės šilumos sugeria viršutinę 15, 6 m (60 pėdų) vandens. Jūros vandens temperatūra atitinka paviršiaus temperatūrą tik iki maždaug 100 m gylio ir, esant tolesniam nusileidimui, temperatūra paprastai mažėja.

Tropiniuose vandenynuose ir jūroje nuo paviršiaus iki dugno galima atpažinti tris sluoksnius. Pirmasis sluoksnis yra apie 500 m storio, o temperatūra svyruoja nuo 20 ° iki 25 ° C. Vidurio platumos regionuose šis viršutinis sluoksnis randamas tik vasarą. Termodino sluoksnis yra tik po pirmuoju sluoksniu. Jis pasižymi sparčiu temperatūros sumažėjimu ir didėjančiu gyliu. Trečiasis sluoksnis yra labai šaltas ir išplėstas iki vandenyno dugno.

Skirtingai nuo tropinių vandenynų, poliariniuose regionuose nustatomas tik vienas šalto vandens sluoksnis. Jis tęsiasi nuo paviršiaus iki apačios.

Kai temperatūra mažėja vandenyje, kuriame auga kilmė, kai kurie mokslininkai padalino vandenynus į dvi plačias zonas: (i) fotografinę ar eufotinę zoną, kuri tęsiasi nuo viršutinio paviršiaus iki 200 m; fotoninė zona gauna pakankamai saulės spindulių; ir ii) apotinė zona, plinta nuo 200 m iki vandenyno dugno; ši zona negauna pakankamai saulės spindulių.

Toliau pateikiami būdingi jūros vertikalios temperatūros pasiskirstymo bruožai:

1. Nors temperatūra mažėja, didėjant gyliui iki maždaug 2000 m, žemiau jo temperatūra tampa beveik sustingusi. Net tropinėse platumose temperatūra retai viršija 4, 4 ° C, maždaug 1524 m žemiau; ji sumažėja nuo 1, 7 ° C iki 0 ° C maždaug 4267 m.

2. Temperatūros sumažėjimo greitis su gyliu yra didesnis nei pusėje: paviršiaus temperatūra yra mažesnė mažo platumo regionuose, o giluminėje temperatūroje ir aukštoje, ir žemoje platumoje išlieka beveik tokia pati.

3. Paviršiaus temperatūrą ir jos sumažėjimą įtakoja dugno vandens pakilimas. Šaltuoju vandeniu augančiuose regionuose vertikalus temperatūros nusileidimas yra mažesnis už kitus regionus, kuriems netrūksta aukštumas, net ir esant žemoms platumoms. Tokios sąlygos pastebimos Afrikos ir Kalifornijos pakrantėse.

4. Kai kuriais atvejais tankus paviršinis vanduo krinta dėl konvergencijos su tankiu dugnu ar tarpiniu sluoksniu. Taigi, šaltas vanduo krinta ir juda link šiltesnės žemesnės platumos. Šiame procese temperatūros kritimo greitis yra mažesnis. Šaltojo Arkties ir Antarkties regionuose stebimas šalto vandens nugrimzdimas ir jo judėjimas žemesnėse platumose.

5. Ekvatoriniuose regionuose paviršinis vanduo kartais turi mažesnę temperatūrą ir druskingumą dėl didelio kritulių kiekio, o žemiau esančiuose sluoksniuose yra aukštesnė temperatūra.

6. Uždarosios jūros ir žemesnėse, ir aukštesnėse platumose yra aukštesnės temperatūros apačioje; tačiau šio reiškinio veiksniai skiriasi nuo didelių platumų ribojamų jūrų iki mažų platumų ribų.

Uždarose žemose platumose, pvz., Saragoso jūroje, Raudonojoje jūroje ir Viduržemio jūroje, yra aukšta dugno temperatūra, nes per metus jis labai užsikimšęs, o šiltas ir šaltas vanduo - mažiau. Šiose uždarose jūrose tikrinamas laisvas vandens maišymas dėl jų lėkštės formos dugno ir sekliojo vandens, esančio povandeniniame kraigo.

Didelės ribinės jūros zonos atveju, apatiniai vandens sluoksniai yra šiltesni, nes šiek tiek didesnis druskingumas ir temperatūra pakyla iš išorinio vandenyno kaip paviršiaus srovė. Todėl įprastas temperatūros keitimas su gyliu.

7. Povandeninių barjerų buvimas gali sukelti skirtingas temperatūros sąlygas abiejose barjero pusėse. Pavyzdžiui, Bab-el-Mandeb sąsiauryje povandeninis barjeras yra apie 366 m aukščio. Dėl šios priežasties paviršiaus vandens temperatūra Raudonojoje jūroje karščiausiajam mėnesiui yra 29, 4 ° C, o 800 metrų gylio - 21, 1 ° C. Antroje užtvaros pusėje temperatūra 800 centų Indijos vandenyne yra apie 2, 8 ° C.

Ledo formavimasis jūroje:

Arkties ir Antarkties vandenynų ledo susidarymas didele dalimi įtakoja vandenyno pasaulinę temperatūrą.

Ledas kilęs iš šių šaltinių:

i) Upių ledas daro didelę įtaką Sibiro ir Amerikos kontinentiniams šelfams.

(ii) Sniegas per žemę kasmet yra deponuojamas, kad būtų sukurtas lauko ledas. Ledo ledas susidaro, kai lauko ledas yra suskirstytas į gabalus. Plūdės yra tolimesnės, kad susidarytų ledo paketas. Ledo ledai yra didelė ledo masė, kuri plaukia jūroje po to, kai jie buvo padalinti iš jų kilmės vietų.

Ledo susidarymas dideliuose platumos regionuose sukelia šaltas vandenynų sroves, kylančias iš didelių platumos regionų, pvz., Labradoro srovė, Oyashio Current, Peru Dabartinis, Benguelos dabartinis, Vakarų Australijos srovė ir tt Šaltojo vandenyno srovės susiduria su šiltais srautais, kad susidarytų ciklonas ir rūkas.

Be to, šaltos srovės teka kaip povandeninės vandenų srovės į žemesnes platumos sritis, dėl kurių kyla vandenyno srovės. Pavyzdžiui, Kanarų salų, esančių netoli Britų salų ir Skandinavijos vakarinės pakrantės, apipavidalinimas sukelia gausų planktono (žuvies maisto) augimą. Taigi žuvis yra pagrindinis šio regiono produktas.