- •Міністерство освіти і науки України
- •Содержание
- •Вступление
- •1. Предмет и задачи навигационной гидрометеорологии.
- •2. Метеорологические елементы и явления.
- •3. Состав и строение атмосферы.
- •4. Солнечная радиация и ее ослабление в атмосфере.
- •5. Теплообмен океана и атмосферы.
- •7. Температурные инверсии.
- •8. Суточные и годовые колебания температуры.
- •Лекция 2.Вода в атмосфере. Облака и их международная классификация.
- •1. Испарение. Характеристики влажности воздуха
- •2. Суточные и годовые колебания характеристик влажности.
- •3. Конденсация водяного пара ,
- •6. Атмосферные осадки их классификация.
- •8. Связь облачных структур с типом погоды.
- •2. Изменчивость атмосферного давления.
- •4. Формы барического рельефа.
- •5. Зональность в распределении атмосферного давления.
- •1. Всемирная служба погоды и ее значение для морского транспорта.
- •2. Штатные приборы и регламент гидрометеорологических наблюдений.
- •4. Классификация синоптических карт.
- •7. Местные признаки погоды.
- •1. Ветер и его характеристики.
- •2. Причины возникновения ветра.
- •3. Силы, действующие в атмосфере.
- •4. Градиентный и геострофический ветер.
- •5. Изменчивость ветра.
- •6. Периодические и местные ветры.
- •Лекция 6. Воздушные массы и атмосферне фронты. Циклоны и антициклоны, .Погода в них
- •2. Классификации (термодинамическая и географическая) воздушных масс.
- •3. Особенности погоды в зоне воздушных масс
- •4. Атмосферные фронты и их характеристики.
- •5. Особенности погодных условий атмосферных фронтов.
- •6. Природа возникновения циклонов.
- •7. Стадии развития циклонов.
- •8. Погода в циклонах и барических ложбинах.
- •9. Признаки приближения циклонов.
- •10. Понятие антициклона, особенности его формирования и перемещения.
- •11. Стадии развития антициклона.
- •12. Погода в антициклоне.
- •13. Признаки приближения антициклона.
- •Лекция 7. Тропические циклоны
- •2. Зарождение и строение тропических циклонов.
- •3. Районы зарождения и основные пути тропических циклонов.
- •4. Стадии развития и траектории движения тропических циклонов.
- •5. Погода в тропических циклонах.
- •7. Определение положения судна относительно центра тропического циклона.
- •3. Химический состав и физические свойства морской воды
- •5. Классификация морских льдов.
- •6. Географическое распределение льдов в Мировом океане.
- •7. Навигационные пособия по льдам
- •8. Классификация морских волн.
- •9. Элементы волн
- •11. Навигационные пособия по волнению моря.
- •13. Классификация морских течений.
- •14. Методы и приборы для определения морских течений
- •Рекомендованная литература
3. Химический состав и физические свойства морской воды
К физическим свойствам морской воды относятся: температура плотность, оптические и акустические свойства.
Соленостью называется количество солей в граммах, растворённых в килограмме морской воды. Средняя солёность воды Мирового океана 35г на 1кг воды или 35%О (промилле). В отдельных районах в зависимости от гидрологических и климатических условий соленость может резко отклоняться от средней. Солёность Чорного моря у поверхности состаляет18%О, на глубине > 1км - 22%О, Азовского - 12%О Средиземного 38-39%О , Персидского залива 38-40%О.
Минимум солёности расположен в высоких широтах (на широте 10º–34,72%О), максимум на широте 30°–35,56%О.
Установлена связь между соленостью и относительной электропроводностью морской воды:
S = ∑ ƒ (R15) (26)
где S - соленость. %О.
R15 - относительная электропроводность при температуре 15 оС.
Под относительной электропроводностью понимается отношение удельной электропроводности проб морской воды к удельной электропроводности воды, имеющей соленость 35 %О.
Температурные особенности морской воды и характеристики ее плотности
Температура морской воды. Основными факторами, которые непрерывно изменяют температуру морской воды являются: суммарное действие прямой и рассеянной солнечной радиации, эффективное излучение системы вода- атмосфера, конвекция и испарение. В прибрежной зоне на температуру морской воды оказывает влияние еще и сток речных вод.
Повышению температуры морской воды способствуют:
поглощение морем прямой и рассеянной солнечной радиации,
излучение из более теплой атмосферы в более холодный океан.
конденсация влаги из атмосферы над более холодным океаном,
выпадение осадков, более теплых, чем поверхностные слои океанов.
Понижение температуры воды происходит за счет:
излучения океана в атмосферу,
испарения,
конвекции в атмосфере,
выпадения на поверхность океанов более холодных осадков.
Суточные колебания температуры воды редко превышают 1°С. Наибольшая температура в северном полушарии наблюдается в августе, в южном - в феврале.
Изменение температуры воды с глубиной зависит как от лучистой энергии солнца (прямая теплопередача) так и от вертикального перемешивания воды при штормовой погоде.
Тепло солнечной радиации распространяется на глубину до 100м (глубже темнота), а ветровое перемешивание захватывает слои воды не более 200м. Суточное колебание температуры прослеживаются до глубины не более 30м от поверхности, а годовые колебания до глубины 350–450м. Ниже температура постоянна.
На глубине 3000–4000м температура в разных местах океанов находится в пределах от +2 до -1°.
Тепловой режим океана оказывает существенное влияние на годовой ход температуры воздуха над океаном и материками.
Плотность морской воды. Под плотностью понимается отношение массы вещества к его объему, т.е это масса единицы объема.
кг/м3 (27).
4. Процессы замерзания морской и пресной воды. Необходимыми условиями для замерзания воды является охлаждение ее до точки замерзания (переохлаждения), а также наличие в воде ядер кристаллизации, являющихся зародышами, вокруг которых идет нарастание льда. Ядрами кристаллизации могут быть частицы пыли, кристаллики снега или частицы льда, уже существующие в воде. Процессы замерзания пресной и морской воды проходят неодинаково из-за различия их химических и физических свойств.
С охлаждением поверхностного слоя пресной воды ее плотность увеличивается и возникает перемешивание вод, которое продолжается по глубине, пока плотность воды не достигнет наибольшего значения при температуре +4 оС, по всей глубине бассейна. При достижении поверхностным слоем температуры – 0,13 оС начинается образование льда.
Для вод соленостью от 0 до 24,7 ‰, которые называются солоноватые, процесс замерзания происходит так же, как и в пресной воде, но при более низких температурах наибольшей плотности и замерзания воды в зависимости от ее солености. При солености равной 24,7 ‰ температура наибольшей плотности и температура замерзания имеют одинаковое значение - 1,3 оС.
У морской воды с соленостью большей, чем 24,7 ‰ температура наибольшей плотности ниже температуры замерзания, поэтому при достижении поверхностным слоем температуры замерзания, явление перемешивания вод не прекращается и образование кристаллов льда может происходить не только в поверхностном, но и во всем слое перемешивания. Такое явление наблюдается, когда перемешивание вод происходит под воздействием ветра, волнения и течений. Лед, образовавшийся в толще вод или у дна, называется глубинным и донным, или якорным. Донный лед, обладая большой подъемной силой, нередко выносит на поверхность камни, якоря и затонувшие предметы.
Процесс замерзания солоноватых и морских вод имеет и общее свойство – осолонение оставшегося объема воды. Это объясняется тем, что после того, как вода в море достигнет температуры замерзания, из нее начинает выделяться чистый пресный лед, вследствие чего повышается соленость оставшегося объема воды. Поэтому для дальнейшего льдообразования требуется новое понижение температуры поверхностного слоя.
Образование льда в море начинается с появлением тонких ледяных игл – кристаллов чистого льда. Рост кристаллов первоначально происходит в горизонтальном направлении, а затем в вертикальном. Соли, растворенные в морской воде, и пузырьки воздуха располагаются в промежутках между кристаллами льда. Таким образом, морской лед после образования состоит из кристаллов чистого льда, между которыми вкраплены ячейки с солевым рассолом и пузырьками воздуха.