5. Что вам известно о воздействии океана на атмосферу

Существенную роль при этом играет скрытая теплота, содержащаяся в водяном паре и реализуемая атмосферой в районах конденсации. Тепло океана передается в атмосферу процессами испарения, турбулентного теплооомена и длинноволнового излучения с поверхности океана.

Благодаря большой тепловой инерции деятельного слоя океана его тепловое состояние более стабильно и меняется во времени медленнее, чем тепловое состояние атмосферы. Поэтому крупномасштабные движения в атмосфере стремятся приспособиться к тепловому состоянию океана.

Распределение величин результирующего теплообмена океана с атмосферой определяет районы наибольшего поступления тепловой энергии в атмосферу, а следовательно, определяет и районы наибольшей термодинамической активности в атмосфере. Такими районами являются, в частности, системы течений Гольфстрим и Куросио.

Важную роль регулятора в процессах взаимодействия океана с атмосферой играет облачность. В облачности при конденсации выделяется скрытая теплота испарения, но в тоже время она экранирует прямую солнечную радиацию. Поэтому распределение облачности создает неравномерность в прогреве верхних слоев океана. Длительные аномалии в количестве облаков над данным районом океана способствуют образованию аномалий теплосодержания деятельного слоя. При этом изменяется испарение, турбулентный и лучистый теплообмен океана с атмосферой, что соответствующим образом изменяет облачность и другие характеристики атмосферы. Таким образом, облачность осуществляет обратную связь в процессах воздействия океана на атмосферу и может придавать этим процессам колебательный характер.

В районах частой повторяемости штормов резко увеличиваются турбулентные потоки тепла и влаги, в результате чего эти области являются очагами интенсивного взаимодействия океана и aтмосферы.

Морской лед также играет роль своеобразного регулятора в теплопередаче от океана в атмосферу в полярных областях, уменьшая теплообмен между океаном и атмосферой.

6. Что такое энергоактивные зоны (эазо)

- особые участки земли, активно реагирующие на космические воздействия различного рода аномальными явлениями

совокупность тесно связанных между собой процессов, вызывающих обмен веществом, энергией

12. Морские льды

1. Условия образования и существования морских льдов. Необходимое условие для образования льда на поверхности любого водоема — охлаждение поверхностного слоя воды до температуры замерзания. Подобное охлаждение возможно всюду в областях с отрицательным радиационным балансом, то есть там, где поступление коротковолновой солнечной радиации меньше, чем встречное длинноволновое излучение земной поверхности¹. Приход радиационного баланса преобладает над расходом в экваториальном и тропических поясах, а расход — в полярных районах. Равенство приходящего и уходящего потоков тепла наблюдается около 40-х параллелей обоих полушарий. Следовательно, в областях, расположенных выше 40-х параллелей, в принципе возможно охлаждение воды до температуры замерзания, а значит, и образование льда. Действительно, в Северном полушарии ежегодно наблюдается образование морского льда в Азовском, Аральском морях, северной части Каспийского, северо-западной части Черного. Но в то же время льды никогда не образуются в районах, расположенных значительно севернее, а именно в Норвежском море, на большей части площади Гренландского и в юго-западной части Баренцева морей. Часто оказывается свободным от морских льдов район, расположенный к западу от Шпицбергена, почти на 80-й параллели. Иными словами, закон широтной зональности в пространственном распространении морских льдов не соблюдается. Отсюда, следует, что одного только охлаждения поверхности воды для образования морских льдов недостаточно.

При понижении температуры воды происходит эквивалентное увеличение ее плотности, которое вызывает конвективное перемешивание. Охлажденная и более плотная вода погружается, а на смену ей всплывает менее плотная и более теплая. В дальнейшем все будет зависеть от того, сколько тепла содержится в деятельном слое моря, охваченном конвекцией. Помимо этого процесс охлаждения поверхностного слоя воды в море может быть значительно замедлен, если существует горизонтальный поток тепла, привнос тепла морскими течениями. Такое явление наблюдается в Северной Атлантике. Теплые воды Северо-Атлантического течения широким потоком вливаются в Северный Ледовитый океан через акватории Гренландского, Норвежского и Баренцева морей. Количество тепла, приносимого водами этого течения, так велико, что практически исключает возможность образования льда на большей части площади этих морей. Перечисленные выше замерзающие акватории южных морей России имеют по меньшей мере две особенности, отличающие их от океанских вод. Прежде всего заметим, что замерзают только мелководные акватории. Самое мелкое из морей — Азовское, где наибольшая глубина составляет 13 м, следовательно, теплозапас его вод невелик и с началом осеннего выхолаживания быстро расходуется на нагревание атмосферного воздуха над морем. Главная же особенность южных морей России в процессе льдообразования заключается в низкой солености их вод. В общей гидрологии существует понятие температуры наибольшей плотности. Пресная вода имеет наибольшую плотность при температуре 4 °С. Вода пресноводного водоема, охлажденная до этой отметки, погружается в придонные слои и постепенно заполняет всю котловину. Конвективное перемешивание прекращается, одновременно резко сокращается поток тепла из глубин к поверхности, где при продолжающемся охлаждении быстро создаются условия для начала льдообразования.

По мере увеличения солености температура наибольшей плотности постепенно приближается к нулю и при достижении значения солености 24,7‰ сравнивается с температурой замерзания, которая при этой солености равна –1,3°С. В морях с соленостью ниже указанной величины (их воды называют солоноватыми) конвекция протекает по типу пресного водоема, во всех остальных, чьи воды в полном смысле соленые морские, осенне-зимняя конвекция будет продолжаться до тех пор, пока вся вода не охладится до температуры замерзания. В частности, поэтому в Норвежском море глубокая конвекция и значительный теплозапас не позволяют начаться процессу образования морского льда. То, что охлаждение до температуры замерзания идет долго, объясняется очень высокой теплоемкостью воды. Чтобы температура понизилась на один градус, каждый грамм воды должен выделить 4,2 Дж тепла. Кроме того, чтобы создать условия, достаточные для начала кристаллизации, каждый грамм воды должен выделить еще 334 Дж тепла — это теплота кристаллизации.  теплообмену глубинных вод океана с водами приповерхностного распресненного слоя. Поэтому можно сказать, что в Арктическом бассейне процесс льдообразования происходит так же, как в мелком море.

2. Соленость морского льда. Соленые ячейки. Солёность

Солёность морского льда зависит от солёности воды, скорости льдообразования, интенсивности перемешивания воды и его возраста[1]. В среднем солёность льда в 4 раза ниже солёности образовавшей его воды, колеблясь от 0 до 15 промилле (в среднем 3-8 промилле).

Обычно соленость морского льда колеблется между двумя и десятью процентами. Усиление концентрации происходит в те моменты, когда образование льда происходит чересчур быстро и между кристалликами захватывается большое количество рассола. В результате увеличения количества рассола между кристалликами приводит к увеличению солености, концентрация рассола увеличивается. Тем не менее, тот рассол, который находится в морском льду по весу тяжелее, чем сам лед. В связи с этим рассол постепенно начинает свое просачивание в нижние слои льда. Примерно через год после образования морского льда, его талая вода уже вполне пригодна для пищи. В давние времена подобную воду часто использовали вместо пресной воды. Даже в прошлом веке суда иногда пополняли свои запасы пресной воды талой водой от старого морского льда, из которого ушла большая часть соли. Таким образом, морской лед, который условно можно назвать «старым», то есть которому от года и выше, вполне пригоден для питья в отсутствие пресной воды.

3. Особенности температурного ноля и массиие морского льда. Температура замерзания соленой воды напрямую зависит от ее солености. Чем выше соленость, тем выше и плотность. Соответственно чем выше плотность, тем ниже температура замерзания. Соленость воды измеряется в единицах, называемых «промилле» ( о / оо ). Соленость океана равна 35 промилле, а средняя температура ее замерзания составляет 1.9 °С. Поскольку соленость Черного моря ниже, чем океана (приблизительно составляет 18 – 21 о / оо ), то замерзает она при -0.8 - -1.2 °С. При замерзании морской воды, в состав кристаллов льда не входят соли присутствующие в воде, так как температура замерзаниясолевых растворов намного ниже (раствор поваренной соли замерзает при – 21 о С).

Как уже известно, что морская вода замерзает при 1.9 градусов. Если понизить температуру до 8.5 градуса, то происходит оседание сернокислого натрия, а при последующем понижении до 23 градусов, то выпадает и хлористый натрий – основные составляющие соляного раствора. От сюда следует, что льды, находящиеся в районах вечной мерзлоты, можно использовать в качестве питьевой воды.

В некоторых случаях вода может замерзнуть и при температуре выше нуля. Это явление иногда наблюдается в водопроводах. Это явление объясняется содержанием в воде метана. Так как молекула метана почти в два раза больше молекулы воды, на как бы растесняет молекулы воды. Увеличивая между ними расстояние, понижается их внутреннее давление, следовательно, повышается температура замерзания.

Постепенно образуется изо льда III при его охлаждении от −65 °C до −108 °

В настоящее время известны три аморфных разновидности и 15 кристаллических модификаций льда. Фазовая диаграмма на рисунке справа показывает при каких температурах и давлениях существуют некоторые из этих модификаций (более полное описание см.ниже).