// Вие четете...

Приложни науки

Крупно мащабните взаимодействия в океана.

M91„Умен човек е онзи, който търси знание; който си въобразява, че го е намерил е безумец.“

Крупно мащабните взаимодействия – продължение.

Важна роля в системата океан – атмосфера играе влагообмена. При изучаване на влагообмена е необходимо да бъдат разглеждани валежите, ефективното изпарение, потока на масите на повърхността на океана и водния баланс на океаните.
Количеството на падналите над океана валежи се явяват най-трудно определимия компонент на хидрологичния цикъл. Най-перспективния път за повишаване на точността и надеждността на оценката за количеството на валежите над океана е свързан с прогреса в областта на дистанционното сондиране на атмосферата с МИСЗ. Определени успехи в даденото направление вече са достигнати, но масови разчети (в това число и климатологичните карти) понастоящем се осъществяват с косвени методи. За основа на повечето косвени методи служи следващото съотношение:

For2

където I – средна интензивност на валежите;

t – продължителност на валежите, разчитана обикновено по тяхната повторяемост.
Най-голямо количество валежи пада в екваториалните райони, намиращи се под въздействието на вътрешните зони на конвергенция (ВЗК), която се разбира като зона на схождане на пасатите от северното и южното полукълбо. Като правило, ширината на ВЗК е от няколко градуса ширина и тя се разполага в лятното полукълбо. Но над Атлантическия океан и на изток в Тихия океан ВЗК си остава в северното полукълбо през цялата година.
Но в екваториалната зона даже се отбелязва рязка пространствена не еднородност в разпределението на валежите. Така в източната част на Индийския океан, западно от Зондските острови, количеството на валежите превишава 4000 мм, като в същото време, в западната част на океана, в района на студеното Сомалийско течение, количеството валежи е по-малко от 200 мм.
Меридионалния профил на валежите най-често се проявява в северното полукълбо: с максимум в екваториалната зона, рязко спадане към тропиците, след това увеличение на количествата валежи в умерените ширини и накрая понижение в полярните райони. В южното полукълбо се наблюдава значително по-изгладен меридионален ход на валежите. Максимално количество валежи пада в Тихия океан, а минимално в Атлантическия (с 1,5 пъти по-малко), с което се обясняват линейните размери на валежите в океаните. Почти цялата влага, изпарила се от повърхността на Тихия океан, се реализира също тук във вид на валежи, в същото време като забележима част от влагата, изпарила се от повърхността на Атлантика, се пренася на материка. Следователно, Атлантическия океан играе много по-важна роля в формирането на водните ресурси на сушата.
Ефективното изпарение, тоест разликата между изпарението и количеството на валежите се явява важен елемент на пресноводния и соленоводния баланс на океана, при което в откритите райони то е в резултат от вертикалния поток на масите чрез повърхността на океана. Този поток, по съществен начин, влияе на формиране на полето на температурата и солеността на повърхностния слой на водата. В ниските ширини, изключвайки екваториалната зона на северното полукълбо, изпарението значително превишава количеството на валежите (максимумът на превишаване се отбелязва в тропиците между 20 – 30° с.ш.). В умерените и високите ширини вече валежите преобладават над изпарението (максимумът е в близост до бреговете на Антрактида между 50 – 60° ю.ш.). Ефективното изпарение има широк диапазон на изменчивост. Максималното отрицателно значение на ефективното изпарение се нагажда към екваториалните ширини и се обуславя от деятелността на ВЗК. Максималното положително значение на ефективното изпарение се отбелязва в тропическите ширини, където се разполага пояса на високото налягане.
Ако изпарението превишава количеството на валежите, а сумарното топло отдаване се оказва по-малко от съответното количество валежи и радиационния приток на топлина, то и напротив наблюдава се опресняване и нагряване на водата и понижение на нейната плътност. В резултат на сумарния ефект на указаните процеси възниква поток на плавучест, явяващ се източник на термохалинна (плътностна) циркулация на океанските води. При това тези райони където повърхностните води се уплътняват и се спускат в дълбочина се явяват източници на термохалинна циркулация. За стока на термохалинна циркулация служат такива райони, в които стратификацията на повърхностния слой е устойчива. Най-интензивните области на източници на термохалинна циркулация принадлежат към енергийно активните зони на океана.
Океаните се различават между себе си и по водния баланс. Основната маса вода се пренася в антарктическата част – в системата на Антарктическото циркулярно (кръгово) течение. В Тихия океан се отбелязва най-малката интензивност на пренос на вода, доколкото водообмена се ограничава от тесния пролив Дрейка. Последния оказва влияние и на Атлантика. Максималното количество вода, пренасяно в Индийския океан се определя от огромните пространства между Африка, Австралия и Антарктида.
Пълния обмен вода в Индийския океан се извършва за 40 години, в Северния ледовит океан – за 45 години, в Атлантическия – за 50 години и накрая в Тихия – за 120 години. Главна закономерност на потоците на прясна вода се явява това, че почти всички са насочени от полюсите към екватора, тоест имат противоположно направление с меридионалните потоци явно топли, при което техните максимуми се отбелязват на една и съща широчина. Изключение прави екваториалната зона, където дейността на ВЗК насочва потока прясна вода от екватора към южното полукълбо, но практически не влияе на разпределението на меридионалния пренос на топлина.
В динамичното взаимодействие на океана и атмосферата главната роля принадлежи на атмосферата. Тази роля се заключава в това, че чрез напрежението на вятъра на повърхностния слой вода се предава кинематична енергия. При действието на вятъра възниква набраздяване на повърхността на океана, тоест възниква ветрово вълнение, заради което протича задържане, при което, задържането е толкова по-силно, колкото вятъра е по-силен. Но скоростта на вятъра не се приравнява към нула на повърхността на двете среди, както това се случва на сушата, а в крайна сметка тя е равна на дрейфувото течение, предизвикано от него. В резултат променливата грапавост на океана влияе на скоростта на вятъра и по този начин на потока на импулса.
Най-високото значение на потока на импулса се отбелязва в районите на интензивно циклонична деятелност (исландската и алеутската депресия в северното полукълбо и „ревящите” четиридесет градусови ширини в южното), където има висока повторяемост на силни ветрове. В тропическите и субтропическите ширини, където преобладава антициклонично време, значението на потока на импулса е съществено нисък. Минималното напрежение на вятъра се наблюдава в близост до екватора. Освен това, за умерените и високите ширини е характерен отчетливо изразен годишния ход с максимум на потока на импулса през зимата и минимум през лятото. Принципиалното различие в Индийския океан от Атлантическия и Тихия се състои в това, че в него, в северната му част, максималното значение на потока на импулса се наблюдава не през зимата, а през лятото, във времето на интензивно развитие на мусоните.
Обменът на газове (преди всичко кислород О2 и въглероден двуокис СО2) между океана и атмосферата има първостепенно значение от гледна точка поддържането на динамичното равновесие в глобалната екосистема. Интензивността на газообмена е обусловена от два главни фактора – не еднородност на разпределението в полето на температурата в океана и дейността на морските организми, за сметка на които възникват източниците и стока на газовете. Газообменът рязко се увеличава при висока скорост на вятъра, което е свързано с преобръщането на ветровите вълни.
Във високите широчини океанът поглъща кислород през зимата и го отделя в атмосферата през лятото. Водите от тропическите и субтропическите зони, като правило, в течение на цялата година, отделят кислород в атмосферата. Изключение е само прибрежните апвелинги, където се наблюдава сезонна изменчивост в направление на газообмена. По отношение на обмена на кислорода Световния океан се намира в състояние близко до динамичното равновесие на атмосферата.
Що се отнася до газообмена на въглеродния двуокис, то поглъщането му от океана в течение на цялата година обхваща цялата тропическа част с изключение на източния район на Тихия океан. В умерените и високите ширини направлението на обмена се изменя в зависимост от сезона: през зимата СО2 се отделя от океана, а през зимата той се поглъща от него. Във всеки океан поглъщането на СО2 съществено преобладава над отделянето, при което главна част от поглъщането се пада на ниските ширини (400 с.ш. – 350 ю.ш.). Дотолкова, доколкото антропогенната концентрация СО2 в атмосферата значително нараства, изучаването на условията, при които става възможна допълнителна акумулация в океана на въглероден диоксид, придобива все по-актуално значение.
Основните маси соли се пренасят в антарктическата част на океана. Пълен обмен на соли в Атлантическия и Индийския океани може да се случи за 40 – 50 години, а в Тихия океан – за 125 години.
Соленообменът на океана е тясно свързан с влагообмена. Солите, разтворени в морската вода, попадат във въздуха по време на изпарението и с пръските при ветровото вълнение. На сушата те се унасят с водните пари и се връщат в Световния океан с речния сток. Но, по-голямата част от солите (около 90%) се отделят от океана чрез неговото дъно.
Соленообмена на океана с неговото дъно и с атмосферата е на няколко порядъка по-малък от преноса на соли между океаните. Следователно, между соленовия и водния баланси на океана съществува тясна връзка, поради това водния и соленовия баланси се разглеждат едновременно, което облекчава оценката на трудно определяемите членове на баланса, проверката и интерполационните резултати.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар