4.2. Океанография

Вся поверхность земного шара составляет 510 млн. кв. км, из них на долю океанов и морей приходится 361 млн. кв. км, а на долю суши 149 млн. кв. км. В процентных отношениях это выразится:

70,8 % - водная поверхность, 29,2 % - поверхность суши.

Для северного и южного полушарий имеют место следующие отношения между величинами поверхностей суши и воды:

С е в е р н о е полушарие Ю ж н о е полушарие

61 % - водная поверхность 81 % - водная поверхность

39 % - поверхность суши 19 % - поверхность суши

4.2.1. Морская вода

Морская вода содержит в растворенном виде различные соли. Особенно много растворено в морской воде поваренной соли, придающей воде соленый вкус. Горький вкус воды объясняется наличием в ней солей магния. В таблице 2 показано, сколько содержится каждой соли в одном килограмме морской воды, и дано процентное соотношение между солями.

Таблица 2

Составные части	На 1000 г воды	В % от всего количества солей
Хлориды Хлористый натр Хлористый магний	27,2 3,8	77,8 88,7 10,9
Сульфаты Сернокислый магний Сернокислый кальций Сернокислый калий	1,7 1,2 0,9	4,7 3,6 10,8 2,5
Карбонаты Углекислый кальций	0,1	0,3 0,3
Прочие Бромистый магний	0,1	0,2 0,2
С у м м а	35,0	100,0 100,0

Общее количество всей солей в граммах, содержащееся в одном килограмме морской воды, называется ее соленостью. Соленость (S) выражается в тысячных долях – промиллях. Средняя соленость Мирового океана около 35^о/_оо, это значит, что в килограмме морской воды содержится 35 граммов солей.

Морская вода обладает постоянством своего состава в процентных соотношениях между солями, т.е. соленость морской воды может быть больше или меньше, но процентные соотношения между солями, входящими в ее состав, остаются теми же.

На величину солености поверхностях морских вод оказывает влияние испарение и приток пресных вод, вносимых реками и осадками. Распресняющее действие оказывают также тающие льды. Области с максимальной соленостью находятся в океанах около тропиков. В этих районах в течение круглого года дуют ветры, называемые пассатами, и выпадает мало осадков, а испарение благодаря высокой температуре и малой относительной влажности весьма значительно. От этой зоны высокой солености по направлению к полюсам соленость падает, что объясняется уменьшением испарения и выпадением большого количества осадков. Воды высоких широт распресняются еще и от таяния льдов. Там соленость порядка 32-30^о/_оо. У побережий, где в моря впадают большие реки, соленость воды значительно меньше, чем в открытом океане.

В экваториальной зоне соленость на большом протяжении приближается к 34 ^о/_оо, т.е. меньше средней океанской. Это объясняется тем, что в районах у экватора выпадает большое количество осадков.

В Балтийском море соленость у Зунда равна 12^о/_оо, в южном и восточном бассейнах – около 8^о/_оо.

В Черном море в его центральных районах соленость составляет около 18^о/_оо, в северо-западной части его она сильно понижается.

В Азовском море наибольшая соленость равна 12^о/_оо. В заливе Сиваш соленость доходит до 180^о/_оо.

В Красном море, в его северной части, соленость доходит до 42,8^о/_оо.

В Средиземном море, в западной части, соленость достигает 37^о/_оо, а в восточной части – 39,58^о/_оо.

В Мраморном море соленость доходит до 25^о/_оо.

Теплоемкость морской воды (при S= 35^о/_ооиt= 20) составляет 0,93 кал/г^.град. Теплоемкость воздуха равна 0,237 кал/г^.град.

Благодаря большой теплоемкости, воды океанов и морей медленно нагреваются и медленно остывают. Подсчитано, что количество тепла, теряемое при охлаждении 1 см³морской воды на 1, достаточно, чтобы нагреть на 1свыше 3000 см³воздуха.

Теплопроводность морской воды очень мала. Если принять коэффициент теплопроводности для серебра за единицу, то для морской воды он будет равен 0,00134, а для воздуха 0,00005.

На глубину тепло поступает в основном вследствие перемешивания водных масс, прежде всего под влиянием ветра и волнения. Кроме того, теплые соленые воды с поверхности могут опускаться на глубину в результате конвективного перемешивания вследствие изменения плотности водных масс.

Суточный ход температуры воды. На поверхности в открытом океане минимум температуры наблюдается около 4-8 час. утра, а максимум – около 14-15 час., ближе к экватору – около 13 час. Суточная амплитуда в открытом океане невелика и обычно не превосходит 1.

Годовой ход температуры воды. В открытом океане для северного полушария максимум температуры наблюдается в августе и минимум в феврале (для южного – наоборот). Годовые амплитуды минимальны в тропиках: 1-2; увеличиваясь с широтой в северном полушарии, достигают максимума 8-10около параллели 40; затем вновь начинают уменьшаться, доходя в высоких широтах до 2. В южном полушарии наибольшие амплитуды до 5наблюдаются около параллели 30, далее к югу также уменьшаются до 2. В отдельных районах, благодаря наличию теплых и холодных течений, или в закрытых морях, амплитуды могут доходить до 25-30.

В Черном море наибольшие температуры воды в его средней части доходят до 26. Зимой побережье северо-западной части замерзает. В Одесском заливе лед бывает в декабре и январе в течение двух-трех недель.

В Азовском море летом температура воды доходит до 30. Зимой лед держится около трех месяцев.

В Красном море температура доходит до 32.

В Персидском заливе наблюдалась температура до 36.

Наименьшая температура (-2) отмечена на севере Атлантики. На дне океанов температуры весьма однообразны и меняются в пределах от -1до +3.

В судовождении большое значение имеет плотность морской воды кг/м³илит/м³. Для пресной воды принимается_п= 1000 кг/м³, а для океана_о= 1025 кг/м³.

При переходе судна из воды с плотностью ₂в воду с₂осадка меняется на величину

где Д – водоизмещение;

d - число тонн на 1 см погружения при осадке Т.

Пример: Определить увеличение осадки при входе судна с океана в устье реки; Д = 30 000 т, d= 30 т/см

= 0,025^.1000 = 25 см = 0,25 м.

Распределение плотности морской воды на поверхности океанов зависит от ее температуры и солености. В то время как температура на поверхности океанов убывает в направлении от экватора к полюсам, плотность возрастает в том же направлении.

На юго-запад от Шпицбергена плотность доходит до 1,0280, т.к. наибольшей плотностью обладают соленые холодные воды.

Осадка судов зависит от плотности морской воды, а следовательно, от ее солености и температуры.

Соленость и температура морской воды влияют на скорость распространения в ней звука.

На основании тщательно поставленных опытов получена следующая формула для скорости распространения звука в морской воде:

С = 1445 + 4,46t– 0,0615t²+ (1,2 – 0,015t)^.(S– 35),

где С – скорость звука в метрах в секунду;

t- температура воды;

S–cоленость морской воды в^о/_оо.

При температуре 0и солености 35^о/_ооскорость звука в морской воде равна 1445 м/сек.

С увеличением солености и повышением температуры скорость звука в воде увеличивается.

Показания судовых эхолотов рассчитаны на некоторые средние значения температуры и солености. В тех случаях, когда глубина места должна быть измерена с наибольшей точностью, к показаниям эхолота должны быть введены поправки, в зависимости от распределения с глубиной температуры и солености.