10.3. Водный баланс мирового океана

Как было показано в гл. 3 (см. табл. 3.3), общее уравнение среднего многолетнего годового водного баланса Мирового океана может быть записано в виде

x + y+w = z, (10.1)

где х — осадки на поверхность океана (в среднем 1270 мм в год, или 458 000 км³ в год); .у — поверхностный сток (124 мм, или 44 700 км³, из них 41 700 км³ приходится на реки, 3000 км³ на «ледниковый» сток Антарктиды и арктических островов); w — подземный сток (6 мм, или 2200 км³); z — испарение с поверхности океана (1400 мм, или 505 000 км³).

Если же рассматривать неустановившиеся условия, т. е. учитывать некоторое небольшое изменение уровня Мирового океана, то уравнение годового водного баланса должно быть записано иначе:

x + y + w = z + ∆u, (10.2)

где ∆u — изменение уровня (если члены уравнения представлены в величинах слоя) или объема вод океана (если члены уравнения даны в объемных единицах).

Как уже упоминалось в разд. 3.1, исследования Р.К. Клиге показали, что в уравнении (10.2) в среднем в XX в. ∆u составляет 1,7 мм/год, или 610 км³/год. Повышение уровня Мирового океана происходит в основном вследствие увеличения поступления вод в результате таяния ледников Антарктиды, Гренландии и арктических островов, увеличения атмосферных осадков, а также благодаря увеличению объема океана в результате термического расширения воды (см. разд. 1.3.2). Отмечаемое повышение температуры верхнего слоя океана в XX в. дает скорость прироста его уровня в 0,6— 1,0 мм/год. По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК-2001), в течение XX в. уровень Мирового океана в среднем повысился на 15 см (см. разд. 3.2), что дало прирост объема его вод на 54,2 тыс. км³, или на 0,004%.

Атмосферные осадки составляют 90,7% приходной части вод­ного баланса Мирового океана, а испарение — все 100% его расходной части. Весьма характерно изменение по широтам соотношения двух главных составляющих уравнения водного баланса океана — осадков и испарения. Оно связано с общими закономерностями распределения на Земле тепла и влаги, которые определяют и закономерное изменение с широтой осадков на поверхность океана и испарение с его поверхности (рис. 10.2).

Основные особенности распределения осадков, испарения и разности (x-z) таковы: 1) общее увеличение осадков и испарения от полярных районов к низким широтам; 2) существование избытка осадков над испарением: в высоких широтах Северного полушария (арктический, субарктический и частично умеренный климатические пояса), в высоких широтах Южного полушария (антарктиче­ский, субантарктический и частично умеренный климатические пояса) и низких широтах (экваториальный и субэкваториальный Северного полушария климатические пояса); 3) существование двух зон превышения испарения над осадками в обоих полушариях (тропический и субтропический климатические пояса).

Таким образом, в зонах, где x-z>0, наблюдается разбавление морской воды пресной, уменьшение ее солености, причем избыток вод должен вызывать отток поверхностных вод из этих районов океана; в зонах, где x-z<0, происходит осолонение вод, убыль вод должна приводить к их компенсации путем притока вод извне.

В водном балансе отдельных океанов следует выделять пресноводный баланс, т. е. баланс пресных вод в океане (пресная составляющая) и полный водный баланс, учитывающий водообмен между океанами. Пресноводный баланс составляет 2—4% полного водного баланса отдельных океанов. В целом для Мирового океана ежегодно в круговороте воды вместе с атмосферой и сушей участвует 505 тыс. км³ пресной воды. Всего в движение вод между океанами вовлечено воды во много раз больше — около 20 000 тыс. км³ в год.

Рис. 10.2. Распределение гидрометеорологических характеристик по

широте в Мировом океане