книги из ГПНТБ / Лакомб, А. Энергия моря
.pdfЭнергия, 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