„Опитът няма общо училище, той учи учениците си по отделно.“

Настоящата статия се явява от части продължение и някакво развитие на друга работа, публикувана по-рано. Доколкото това е било доста отдавна, целесъобразно е за по-доброто разбиране на по нататъшното изложение да напомним някои положения, свързани на първо място с терминологията.

Така, в средата на миналия век е започнало интензивното изучаване на Световния океан от водещите страни, натрупани са банки с океанографски данни, развити били методи за тяхното съхранение и обработка. Появила се е и нова, не винаги удачна терминология, в това число, широко разпространение са получили такива термини, като „стандартни и справочни модели на Земята, атмосферата и океана”. По-късно са били добавени и термините „стандартна хидросфера” и „стандартна океаносфера”, при това използването на термина „стандартни” не съответства на нито едно от съществуващите до тогава понятия нито в руския, нито в английския език, откъдето терминът бил заимстван. Както е известно терминът „стандарт” произхожда от английската дума standard. Обозначаващ такова понятие като образец, мерило, ниво (жизнено), норма. В руския език под такова понятие се разбира типов образец, по който трябва да се следва изделие, шаблон, притежаващ характеристики на особеностите, или мерило, основата за нещо. Идващите също от английския език понятията „стандартна Земя”, „стандартна атмосфера”, „стандартен океан” не съответстват на приведените по-горе значения и се нуждаят поради това от отделни пояснения.

Ще отбележим, че всички причислени по-горе прилагателни „стандартни” имат различен смисъл. В първия случай (приложени към Земята) се има в предвид постоянно уточняван модел на практически стационарно твърдо тяло, във втория – усреднена във времето и пространството статистически модел на атмосферата, в третия („стационарен океан”) – изкуствено загрубяване на модела на океана (с постоянна дълбочина и температура на водата), използван от неговите автори за решаване на поставените им задачи. Известни са и други подобни модели, понякога наричани нормални (например, магнитното или гравитационното поле), където се отсяват случайните съставляващи на квази стационарното поле.

Използваната дума „стандарт” в приведените по-горе нови значения се е появила през втората половина на миналия век и, както може да се предполага. вече е завоювала правото на гражданственост. Авторите не считат, че изборът на термина „стандартни” и „справочни” модели се явяват удачни, но не предлагат други варианти, за да не внасят допълнително объркване.

В нашия случай – при получаване на Стандартна океаносфера – ние ще следваме методиката на разчета, приет по-рано за изчисляване на Стандартната атмосфера (напомняме, че под океаносфера тук и по-нататък ще се разбира Световния океан). А именно – за намиране на нейната термическа съставляваща се изчислява многогодишната средно теглово кръгло годишно значение на температурата на водата в Световния океан на различни хоризонти. Очевидно е, че възниква въпросът за практическата полезност на така обобщените данни. Действително, повечето конкретни сведения се съдържат в така наречените справочни модели на атмосферата и океаносферата, построени за различни сезони и райони. И те и други модели много десетилетия вече се използват не само в теоретичните изследвания, но и при проектиране на различни прибори, оръжия и техните носители, при което се търси тяхната степен на обобщение на данни, които са нужни за решаване на всяка конкретна задача.

Подвеждайки резултатите по разглеждането на думата „стандартна” по отношение на географски обект, може да се констатира, че това понятие е свързано, казвайки най-общо, с генерално негово обобщение и опростяване за сметка на изключване на детайлите, несъществени за решаване на конкретните задачи.

В качеството на параметри, традиционно включвани в „стандартната океаносфера”, обикновено влизат температурата, солеността и плътността на водата, а също и скоростта на звука. По-долу е приведена таблица 1 с термичните съставляващи на Стандартната океаносфера, източник за изчисляване на които (както и за следващата таблица) се явява „Справочник за океанографските параметри”. Това, че се касае за цялата хидросфера като цяло, то в сила е разно характерността на нейните части, този въпрос не се поставя.

В таблица 1 за първи път се привеждат усреднени значения на термичните съставляващи на океаносферата, получени с използването на резултатите от многогодишните изследвания, проведени от руски и американски океанографски експедиции. В известна степан тази таблица може да се разглежда като първи опит за построяването на Международна стандартна океаносфера, за сега не обсъждана и още повече не приета от някаква международната океанографска организация.

Таблица 1. Термична съставляваща на Международната стандартна океаносфера. (проект)

В тези максимално усреднени данни добре се проследява, например, влиянието на топлинния поток от към дъното на океана на дълбочини по-големи от 5000 м. Първостепенен интерес представлява сравняването на приведената таблица с данните, които могат да бъдат получени за последващите периоди от време.

По-долу в качеството на пример е приведена таблица с термичните съставляващи на стандартните модели на отделните океани.

Таблица 2. Средногодишни, максимални и минимални значения на температурата на водата в Атлантическия, Тихия и Индийския океан, ºС.

Стандартните и справочните модели на природните обекти винаги са привързвани към определен климатичен период. Говорейки за климата, обикновено се разбира достатъчно продължителен промеждутък от време, който може да се определи с помощта на различни критерии. С цел изработване на единен подход към този въпрос съгласно препоръките на Световната Метеорологична Организация е било прието решение (1957 г.) да се счита за продължителен климатичен период, период равен на 30 години.

По такъв начин, може да се счита, че споменатия по-горе справочник обхваща период примерно от 1955 до 1984 година, тоест началото на интензивното изучаване на Световния океан от основните морски държави. Доколкото средата на дадения климатичен (30 години) период се пада през 1970 година, тогава представената в табл. 1 Стандартна океаносфера може да се отнесе към тази година. Следващите такива „епохални” години, отнасящи се към поредния климатичен период от 1985 до 2015 година се явяват прага в хилядолетието – 2000 година.

Подобни модели могат да бъдат построени не само за океаносферата, но и за много по-ограничена част от хидросферата. В качеството на такава част, освен океаносферата, ние разглеждаме океаните, моретата и крупните езера в света. В този случай, отчитайки голямата фрагментарност на хидросферата в сравнение с атмосферата, се счита възможно и целесъобразно терминът „стандартни” да се запази за всички споменати кръгло годишни модели (което вече е било направено по-горе по отношение към океаносферата и океаните).

По-долу в качеството на пример може да се покаже възможността за използването на стандартни модели на водни обекти при изучаване на динамиката на изменение на климата. В този случай към интересуващите ни части на хидросферата следва да бъдат отнесени океаносферата, океаните и моретата, а също разположените на сушата езера.

Последната част на статията е посветена на разпространението на понятието стандартни модели на крупни езера с цел използването на последните в качеството на реперни пунктове на земната повърхност.

По нататък са представени кривите на термичните съставляващи на справочния модел на Ладожското езеро, построени на основата на обобщени материали, получени основно за седемдесет летния период на работа на експедициите на Института по следене на езерата. За изходни данни при това били приети по-рано публикувани резултати.

Обемът на натрупаните към настоящия момент данни за зимния период не позволяват да се получат средногодишните значения на температурата на водата на различни дълбочини. Поради това се налага да се ограничим със справочните модели за отделни периоди (нагряване и охлаждане), приведени на рисунките.

Справочни модели на Ладожското езеро (термични съставляващи)

Приведените профили нагледно демонстрират съществено различие един от друг режимите на нагряване и охлаждане на водните маси в езерото.

Преглеждайки резултатите, може да се отбележи, че натрупаните за периода на систематичните изследвания за хидросферата, данните позволяват да се сравняват стандартните и справочните модели на природната среда за различни климатични периоди и да се получи представа за динамиката на измененията на климата, отбелязвайки и прогнозирайки тяхната насоченост.

Ако измененията на параметрите на Стандартната океаносфера дават количествена представа за динамиката на глобалния климат и нейната насоченост, то измененията на стандартните модели с по-малко крупни части на хидросферата позволяват да се осъществи много по-детайлен климатичен анализ и прогнози. В качеството на една от първите задачи в това направление може да се разглежда разработката, съгласуването и утвърждаването на Международната Стандартна океаносфера с покана на авторитетните морски организации от различни страни по света. Подобна съвместна работа може, освен достигането основно на поставените цели, да окаже също положително влияние на състоянието на обмена на данни между страните, на унифицирането на методите за техния сбор и обработка и най вече – на общото състояние на глобалния политически климат.

Важен въпрос се явява обсъждането и вземането на решение по проблема за съставянето на бъдещи статистически справочници за океанографските параметри не в общ вид, а по предложените по-горе климатични епохи. В последния случай става дума за разработка и приемане не просто на Международна Стандартна океаносфера (МСО), а за две МСО – епоха 1970 и епоха 2000 г. – с цел за по нататъшно изследване на влиянието на тяхното изменение на глобалния климат. Централен тук се явява въпросът за необходимостта от съгласуване и от по-нататъшно утвърждаване на сроковете на климатичните епохи на нивото на МОК към ЮНЕСКО.

И накрая, в заключение следва да се кажат няколко думи за Ладожското езеро – главно езеро на Русия, даващо във важни райони на страната в един и половина повече прясна вода в сравнение с това, което внася в Ледовития океан Ангара от Байкал. Ладожското езеро е изучено в резултат на многогодишни работи, изпълнени от Хидрографска служба на ВМФ, Института за следене на езерата и много други организации. За това свидетелства и издадения вече фундаментални картографски атласи (2002, 2015). Но за построяване на стандартен модел на това езеро не достигат наблюдения, изпълнени през зимния период. Подобен недостатък е имал място и в периода на Великата отечествена война, когато по време на провеждането на бойни действия се е наложило срочно да се водят теоретични и експериментални изследвания за осигуряване на функционирането по леда на Пътя на живота. В настоящия момент недостатъчно са изучени термичните условия и динамиката на водните маси на езерото за осигуряване на натурални изпитания на подводна техника, включително минно торпедно оръжие, хидроакустични и други технически средства.

По такъв начин, проблемите, свързани с построяването на банка стандартни модели на разно мащабни части от хидросферата, представляват не само определен теоретичен интерес в океанологията и лимнологията (наука за сладководните басейни), но е свързана и с решаването на актуални приложни задачи.