География Мирового океана - Даниил Васильевич Богданов

Избыточные массы воздуха на широтах 30–40° опускаются к поверхности Земли и вдоль нее растекаются к полюсу и экватору. Та часть воздуха, что направляется к экватору, — это пассат: северо-восточный в северном полушарии, юго-восточный в южном. У экватора пассаты обоих полушарий встречаются и затухают. Здесь преобладают штиль или слабые ветры.

Теплый воздух у экватора поглощает с поверхности океана и увлекает за собой вверх большие количества влаги. В низких широтах испаряется около 80 % влаги на всем земном шаре. Поднимающийся воздух охлаждается, содержащийся в нем водяной пар конденсируется, образуются мощные облака высотой до 10 км и более, выпадают обильные дожди: либо ливни с грозами (из кучевых облаков), либо продолжительные обложные (из слоистых). Экваториальная полоса — зона обильных осадков: в год выпадает 2–4 м.

На широтах около 30–40° опускающийся воздух из-за сжатия нагревается, его относительная влажность падает. Это зоны очень сухого воздуха и скудных осадков, порядка 100–200 мм в год. На суше здесь располагаются пустыни. Часть опустившегося воздуха движется не к экватору, а в более высокие широты. Иногда, особенно летом, он проникает в виде потока теплого тропического (морского или континентального, в зависимости от места формирования) воздуха в относительно высокие широты, например в район Москвы.

Над полярными районами господствуют холодный воздух и высокое давление. Плотный и тяжелый арктический и антарктический воздух скатывается в зоны умеренных широт, особенно зимой. Интенсивность холодных вторжений меняется в течение года.

В умеренных широтах под влиянием подстилающей поверхности происходит более или менее глубокое преобразование (трансформация) арктического (или соответственно антарктического) и тропического воздуха. Но иногда, особенно в годы интенсивной меридиональной циркуляции атмосферы в северном полушарии, вторгающийся арктический или тропический воздух долго сохраняет свои свойства.

Граница, разделяющая теплые и холодные воздушные массы, т. е. атмосферный фронт умеренных широт, изменяет положение на протяжении года и даже в течение нескольких дней. На фронте образуются волнообразные изгибы, они углубляются и превращаются в гигантские воздушные вихри с пониженным атмосферным давлением в центре — циклоны. С ними связано усиление ветра, образование облачности, выпадение осадков. Общий перенос воздуха идет в направлении с запада на восток.

ДВИЖЕНИЕ ВОД

Среднегодовая температура воды

на поверхности Мирового океана

Главные характеристики вод океана — температура и соленость. Их вариации в пространстве порождают многие физико-географические различия между отдельными частями океана. Солнечная радиация распределяется по поверхности океана крайне неравномерно. Зимой в приполярных районах солнце вообще не показывается, летом не поднимается выше 20–30° над горизонтом. В приэкваториальных районах каждый день оно поднимается высоко, почти до зенита. В результате неравномерного нагрева температура воды на поверхности открытого океана изменяется в пространстве примерно от —2 до + 30°. Следовательно, можно сказать, что в приполярных, высоких широтах вода в течение всего года холодная, близ экватора и в тропиках на поверхности — теплая (20–30°), а в умеренных широтах ее температура значительно колеблется по сезонам приблизительно в пределах 5—20° (на поверхности).

В низких широтах метеорологические процессы и гидрологические условия отличаются относительной устойчивостью, в умеренных и частично высоких широтах они очень изменяются от года к году.

Тепловая энергия, приходящая от солнца, практически полностью поглощается в нескольких верхних дециметрах воды. В штиль тепло проникает на глубину крайне медленно, в результате молекулярной диффузии. Поэтому летом при штиле в морях и океанах образуется тонкий поверхностный теплый слой, ниже которого находятся прохладные воды. Их разделяет слой резкого изменения температуры по вертикали — слой скачка температуры, или термоклин. При ветре, в зависимости от его силы и продолжительности, перемешивается большая или меньшая толща воды. В пределах перемешанного слоя температура выравнивается: на поверхности она понижается, на глубине — повышается. Теплозапас в итоге такого перемешивания не изменяется. Глубже остается холодная вода.

В высоких широтах происходит образование льда. Близ Северного полюса и Антарктиды лед не успевает растаять за лето и сохраняется круглый год. В несколько более низких, субполярных, широтах лед формируется осенью и зимой, но летом в основном исчезает.

Соленость воды на поверхности определяется соотношением количества выпадающих осадков и величины испарения, притоком вод из других районов, подъемом вод с глубины, речным стоком, ледовыми явлениями. Средняя величина солености на поверхности открытого океана — приблизительно 35 0/00. Количество выпадающих осадков очень велико у экватора (2–4 м в год), меньше (500—1000 мм в год) в умеренных широтах и очень мало в субтропиках, близ тропиков Рака и Козерога, а также у полюсов. Испарение весьма значительно в зонах господства сухого воздуха в тропиках и субтропиках, намного меньше в постоянно влажной атмосфере у экватора и в умеренных широтах, совсем ничтожно у полюсов. В результате некоторое превышение осадков над испарениями наблюдается у экватора. В субтропиках и у тропиков, наоборот, величина испарения намного больше величины осадков. Поэтому в открытом океане соленость несколько ниже средней у экватора (34,5—330/00), выше средней в тропиках и субтропиках (35,5—370/00) и близка к средней в умеренных широтах. У полюсов летом в результате таяния льдов она меньше средней.

На глубине сотен метров соленость постепенно приближается к величине 34,80/00 и несколько более 34,50/00 на больших глубинах.

Под влиянием климатических факторов в разных частях океанов формируются большие массы вод, различающиеся температурой, соленостью и некоторыми другими характеристиками. Для каждого географического района океана характерны те или иные водные массы. Если водная масса переносится течением из одного района в другой, то ее характеристики изменяются: она может охладиться, стать более пресной и т. д. При смешении разных водных масс часто создаются новые.

Циркуляция атмосферы, разность уровней океана и распределение температуры и солености (а следовательно, и плотности) воды обусловливают общую циркуляцию вод океана. Можно сказать, что горизонтальные движения поверхностных вод, т. е. поверхностные