Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лакомб, А. Энергия моря

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.49 Mб
Скачать

Энергия, потерянная за счет прибоя на береговой ли­ нии протяженностью 200000 км (2 • 1010 см), составляет

для всего земного шара 2 • 1012 вт, то есть на квадратный сантиметр поверхности океана, равной 350 • 10б км2, или 350 • 1016 см2, приходится:

2 • 1012/350 • low = 6 ■Ю-1 вт/см2.

2. Энергия волн, рассеиваемая за счет вязкости, в се­ кунду на квадратный сантиметр поверхности при коэф­ фициенте вязкости р = 18 • 10-3 (система CGS) и при кру­ тизне волн, равной 3%=0,03, может быть оценена в 36 • 9 • 10~3=0,3 эрг/см2 • сек.=3 • 10-8 вт/см2.

3.Потери энергии на трение в генеральных системах течений Б. Сен-Гили оценил в 3 ■10~7 вт/см2.

4.По расчетам Джеффриса, на приливное трение во

всех морях

расходуется

1,1 • 1019

эрг/сек.=1,1

■1012 вт,

то есть на

квадратный

сантиметр

поверхности

океана:

1,1 • 10W/350 • 10w = 3 . ю -7 вт/см2.

Как видно из приведенных данных, механическая энергия, рассеиваемая в океанах, составляет не более

одной тысячной части энергии, отдаваемой морем атмо­ сфере в виде скрытого тепла испарения, и, следователь­ но, энергетическое равновесие земного шара определя­ ется в основном равновесием тепловых форм энергии.

Механическая энергия представляет собой всего лишь «субпродукт», незначительный даже по сравнению с по­ током тепла, поступающим из недр Земли и составляю­ щим приблизительно 90 мкал/см2 • мин.= 9 • 10~5 кал/см2-

мин. = 6 • 10-6 вт/см1.

Вокеане, как и в атмосфере, хотя это и кажется, быть может, неожиданным, господствует тепловая энер­ гия.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Приведенный выше энергетический баланс показыва­ ет, какую незначительную часть энергии солнечного из­ лучения океан и даже атмосфера превращают в механи­ ческую энергию. Другими словами, эти две среды, без которых жизнь невозможна, по существу являются «от­ ражателями». С одной стороны, атмосфера и морская поверхность из-за величины их альбедо (то есть отра­ жательной способности) представляют собой высококаче­ ственные «рассеиватели» и «отражатели» лучистой энер­ гии. С другой стороны, ввиду их способности излучать в пространство длинноволновую радиацию они представ­ ляют собой своеобразное «искажающее зеркало», так как возвращают в космическое пространство радиацию с большей длиной волны, чем получают. Таким образом, жизнь на нашей планете обусловлена в основном лучи­ стей и тепловой формами энергии, причем последняя образуется из первой. Механическая энергия — всего лишь «бедный родственник» в масштабе нашей плане­ ты, хотя она и играет большую роль в жизни челове­ чества.

Это отражение, если его рассматривать в космиче­ ских масштабах, представляется весьма простым явле­ нием по сравнению с чрезвычайно сложными процесса-

121

ми обмена, происходящими в области, заключенной меж­ д у верхней границей тропосферы и морским дном. И только при ближайшем рассмотрении обнаруживаются тонкие процессы взаимодействия между атмосферой

иморем, различные по своим масштабам в пространство

иво времени: от самых незначительных до планетар­

ных, от мгновенных до длящихся десятилетиями. Между двумя средами — воздухом и морской водой —происхо­ дят двусторонние процессы, сближающие и связываю­ щие их в единое целое. Благодаря этой тесной связи между водой и воздухом и их взаимодействию наша Зем­ ля стала ареной возникновения и развития жизни в самых различных формах: от наиболее примитивных до самых сложных, вплоть до появления человека, способ­ ного осмыслить все названные процессы, как и все про­ исходящее во Вселенной.

Одна из этих двух сред — вода — является более инертной, более плотной и более неизменной во време­

ни.

Другая же — воздух — более подвижна,

изменчива

и

непостоянна. Реакции воздушной, среды

порывисты

и неожиданны, это приступы ярости, вроде летних гроз,

когда

высвобождается энергия, сравнимая по масштабу

л термоядерным взрывом. Вода более сдержанно реаги­

рует

на эти порывы, хотя порой и угрожает жизни чело­

века

и творениям его рук на суше и на море, причем

наиболее интенсивные процессы сосредоточены вблизи от поверхности. Она является основным фактором, обу­ словливающим формирование климатов и их распределе­ ние на земном шаре.

Может ли' человек своим вмешательством настолько повлиять на процессы обмена между воздухом и водой, чтобы нарушить климатическое равновесие? В основе су­ ществующих климатов лежит испарение , с морской по­ верхности и его неравномерность. Повлиять на испаре­ ние в значительной степени можно только в том случае, если достаточно большое пространство (10—20% поверх­ ности Мирового океана). будет покрыто пленкой загряз­

122

няющего вещества, например углеводорода. Самой на­ дежной защитой от этого служат огромные размеры поверхности океана, а также гигантские масштабы гид­ рологических циклов, в процессе которых водяной пар переносится воздушными потоками. По-видимому, на­ званные причины предохраняют нас от серьезных изме­ нений климата под влиянием загрязнения отдельных участков водной поверхности. Гибельные эффекты мест­ ного масштаба были продемонстрированы недавно при катастрофе «Торри Каньона».

Однако наши сведения о «рычагах» механизма взаи­ модействия воздуха и моря еще явно недостаточны не только для воздействия на климат, но даже для состав­ ления долгосрочных метеорологических прогнозов. Разу­ меется, технический прогресс предоставляет в наше рас-, поряжение приборы, позволяющие все глубже и глубже проникать в тонкую структуру природных явлений. Од­ нако эта структура еще очень часто оказывается чрез­ мерно тонкой для самого тщательного анализа, который мы можем провести, опираясь на достижения теории и практики, в наших попытках достаточно детально разобраться в процессах, происходящих в гидросфере и атмосфере.

Представим себе, что настало время, когда наука вскрыла и изучила механизм всех этих процессов, научи­ лась их предсказывать и, наконец, с величайшей осто­ рожностью, помня о непоправимых последствиях, к ко­ торым может привести малейший ложный шаг, управ­ лять ими. Превосходный сюжет для научно-фантастичет ского романа...

Ограниченная область, которую представляет собой наша планета, являющаяся местом обитания и объектом деятельности человека, все более сужается. Сужается по мере того, как человек ставит себе на службу все воз­ растающее количество энергии, приближающееся к тому, которое, участвует в природных процессах, и поэтому способное оказывать на них влияние. Уже близок час

123

утверждения человеком своей власти над океаном, кото­ рый для Байрона был последним прибежищем свободы й непокорности. Возможно, в ближайшие 20—30 лет оке­ ан станет подвластен человеку, уже постигшему многие сокровенные тайны природы. Будет ли человек достаточ­ но разумен для того, чтобы не нарушить равновесия, установленного природой?

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

Введение

3

ГЛАВА I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

ОСНОВНЫЕ

Я В Л Е Н И Я ......................................................

. 5

ГЛАВА II. ОКЕАН И ЕГО ТЕПЛОВАЯ ЭНЕР­

ГИЯ ..................... ................................................

Ю

Источник излучения и путь солнечных лучей к земной поверхности.— Поглоще­ ние солнечного излучения морем.— Потери тепла морем.— Влияние обмена между мо­ рем и атмосферой на температуру воды.

Распространение поверхностных

явлений

в глубину моря.— Глубинная

циркуля­

ция.— Термическая

структура

Мирового

океана.— Локальные

изменения

термиче­

ской структуры вод, близких к поверх­ ности моря.— Классификация океаниче­ ских вод по температуре.— Тепловое кон­ диционирование земного шара.— Исполь­ зование энергии морей.

125

ГЛАВА III.

ОКЕАН И МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕР­

 

ГИЯ А ТМ ОСФЕРЫ ...........................

47

 

Общие сведения.— Трение ветра о мор­

скую поверхность.-^ Ветер и

уровень по­

верхности

моря.— Общая

циркуляция

в атмосфере и в море. Выводы относи­

тельно различных видов обмена.— Переда­

ча

энергии от

воздуха воде,

связанная

с образованием волн.— Заключение.

ГЛАВА IV. ПРИЛИВЫ. ИХ ЭНЕРГИЯ

. . . 98

Общие

сведения.— Энергия

 

приливной

волны.— Энергия, рассеиваемая

в

бассей­

не.— Характер

энергии приливов,— Энер­

гия

приливов,

рассеиваемая

 

в

Миро­

вом океане.— Внутренние волны.— Движе­

ния моря, возникающие от источника,

расположенного под водой.

 

 

 

ГЛАВА V.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ

ЭНЕРГИЯ

О К Е А Н О В ............................................................

 

 

 

и 7

ГЛАВА VI. БАЛАНС РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ

 

ЭНЕРГИИ, РАССЕИВАЕМОЙ В МОРЕ ИЛИ

119

М О Р Е М .................................................................

Преобладание тепловой энергии.— Эк­ виваленты явной и скрытой тепловой энергии.— Диссипация механической энер­

гии.

 

Заключение ..............................................

121

А Н Р И Л А К О М Б

Э Н Е Р Г И И М О Р И

Отв. редактор А. В. Некрасов

Художник А. В. Рапопорт

Художественный редактор И. Н. Кошаровский Редактор А. А. Лущик

Технический редактор Л. М. Шишкова

Корректоры: Л. А. Власова, В. И. Гинцбург

Сдано в набор .9/IX 1971

г. Подписано

к печати 6/1

1972 г. Бумага 70Х90’/з2>

тип. №

3.

Уел.

печ. л. 4,68.

Уч.-изд. л.

5,59.

Тираж

18 000

экз.

Индекс ПЛ-24.

Заказ 3910.

Цена

27 коп.

Гидрометеоиздат.

Ленинград,

 

 

В-53, 2-я линия, д. 23.

 

 

Типография им. П. Ф. Анохина

 

Управления по печати при Совете Министров КАССР

 

г. Петрозаводск, ул. «Правды»,

4.

В Н И М А Н И Ю Ч И Т А Т Е Л Е Й

Гидрометеоиздат готовит к выпуску в IV кв. 1972 г. «Океанографическую энциклопедию» (пер. с англ.). В ее создании принимало участие около 140 ведущих специа­ листов мореведов многих стран мира.

В настоящее время эта энциклопедия является един­ ственным справочником, обобщающим современные све­ дения об океане по всем разделам: гидрология, геология,' гидрохимия, гидробиология, минеральные, биологические, энергетические ресурсы и т. д. В книге приводятся сведе­ ния о водных массах, течениях, приливах, волнах, коле­ баниях уровня, морских льдах, оптике и акустике океана, взаимодействии океана и атмосферы. Большое внимание уделено региональной океанографии: дано описание не только океанов и морей, но и наиболее крупных зали­ вов и проливов. Приводятся сведения о минеральных ресурсах океана, результатах глубоководного бурения и подводных исследований.

Материал энциклопедии расположен в алфавитном порядке.

Издание иллюстрировано картами; схемами, фотогра­ фиями и рисунками.

Энциклопедия рассчитана на специалистов океаноло­ гов, гидрохимиков, гидробиологов, моряков-судоводите- лей, портовиков, студентов гидрометеорологических учеб­ ных заведений, географических факультетов университе­ тов и педагогических вузов, а также на всех тех, кто интересуется природой Мирового океана.

Объем энциклопедии 80 л., ориентировочная цена

5 р. 60 коп.

План 1971 г., позиция 21.

Заказы просим сдавать в магазины местных книготоргов или направлять в специализирован­ ный магазин Гидрометеоиздата Ленинград,

П-101, Большой пр., д. 57. Магазин № 15 Ленкниги.

Г И Д Р ОМЕТЕО И З Д А T