§ 3. Термические особенности вод Мирового океана
Вследствие большой теплоёмкости морской воды Мировой океан медленно нагревается и охлаждается и благодаря малой теплоёмкости воздуха может оказывать отепляющее или охлаждающее воздействие на нижние слои атмосферы. При охлаждении 1 см3 морской воды на 1°, нагревается 2744 см3 воздуха на 1°. Например, при охлаждении слоя воды Атлантического океана толщиной 200 м на 0,5° выделяется такое количество тепла, которое может нагреть воздух над Европой до высоты 4 км на 10°. Поэтому тесная связь с поступлением солнечной энергии и процессами теплообмена с атмосферой привели к тому, что распределение температуры на поверхности океана носит широтно-зональный характер. На картах океанов (рис. 21) распределение температуры показывают с помощью изотерм (линий равной температуры).
Рис. 21. Распределение среднегодовых температур воды на поверхности Мирового океана
Максимальная температура (27-28°) наблюдается в экваториальной зоне и в районе термического экватора. К северу и югу от этих районов температура убывает, достигая у полюсов отметок -1…-1,8°С.
Нарушение закона широтной зональности распределения температуры поверхностных морских вод связано с наличием течений, рек и льдов. Течения, также как и в случае с соленостью, формируют повышенный температурный фон у восточных берегов океанов и пониженный - у западных. Сгонно-нагонные течения вызывают апвелинг (сгон теплых вод с поверхности и замещение их холодными донными водами). Реки выносят весной и летом более прогретую воду, чем в океане, осенью и зимой – более холодную. Льды оказывают охлаждающее воздействие.
В морях и океанах фиксируются суточные и сезонные колебания температуры воды. Суточные колебания наблюдаются в самом верхнем слое и составляют в тропиках до 1-2°С, в полярных районах – еще меньше. Максимум достигается через 2-3 ч после полудня, минимум – перед восходом солнца. Сезонные изменения температуры связаны с годовым балансом тепла. В северном полушарии её максимальные значения приходятся на август, минимальные – на февраль. Сезонные колебания температуры сказываются на несколько десятков метров в глубину, редко достигая 300-400 м. Наиболее контрастны по гидротермике внутренние моря. Так сезонная амплитуда температур в Средиземном море составляет 12-13°С, в Черном – 18-20°С, а в Азовском – 25-28°С.
В целом по океанам средняя температура поверхностных вод составляет: Тихий – 19,4; Индийский – 17,3; Атлантический – 16,5; Северный Ледовитый океан – минус 0,8°С. Мировой океан имеет среднюю температуру 17,5°С, что примерно на 3°С больше, чем средняя температура воздуха на планете. Таким образом, выступая своеобразным аккумулятором солнечной энергии, океан обогревает атмосферу.
С глубиной температура воды в океане понижается, особенно резко в районе термоклина – слоя воды с наибольшими вертикальными градиентами падения температур. Выше этого слоя, лежащего на глубинах до 200-400 м, располагаются теплые (около 17°С и более) поверхностные воды, нагреваемые за счет энергии солнца, ниже находятся холодные (менее 7°С) воды. Передача тепла в глубину осуществляется путем вертикального перемешивания и течениями. Но так как прогрев идет с поверхности и формирует менее плотные и легкие воды, чем нижележащие холодные и тяжелые воды, то вертикальная конвекция имеет ограниченное распространение. В целом в океане преобладает устойчивая прямая термическая стратификация, нарушаемая лишь течениями.