Свойства океанической воды
Океаническая вода обладает несколькими важными свойствами: температурой, солёностью, плотностью и прозрачностью. Они зависят от географической широты, глубины, испарения, осадков, речного стока, перемешивания и количества растворённых веществ.
Температура океанической воды
Температура воды показывает, насколько нагрета океаническая вода. Главный источник тепла для поверхности океана — солнечная радиация. Поэтому температура поверхностных вод в целом уменьшается от экватора к полюсам. На распределение температуры также влияют течения, ветер, перемешивание воды и время жылы.
Температура океанической воды — величина, характеризующая степень нагретости воды. Её обычно измеряют в градусах Цельсия, °C.
С глубиной температура обычно понижается, но это происходит неравномерно. Верхний слой воды перемешивается ветром и волнами, поэтому его температура меняется сравнительно плавно. Ниже может находиться слой резкого понижения температуры — термоклин. В глубоких слоях вода холодная и её температура изменяется мало.
| Участок океана | Особенности температуры |
|---|---|
| Поверхность низких широт | Наиболее тёплая вода; сильное нагревание Солнцем |
| Поверхность умеренных широт | Температура заметно меняется по сезонам |
| Полярные районы | Низкая температура, возможное образование льда |
| Глубокие слои | Холодная вода; слабые годовые изменения |
Разность температур между двумя участками находят по формуле \(\Delta T=T_1-T_2\). Если требуется только величина различия, используют модуль: \(|T_1-T_2|\).
Солёность океанической воды
Солёность воды — это количество растворённых солей в воде. Для океанической воды её обычно выражают в промилле (‰), то есть в граммах солей на 1 кг воды. Средняя солёность вод Мирового океана составляет около 35‰: в 1 кг такой воды содержится примерно 35 г растворённых солей.
Солёность — масса растворённых минеральных солей, содержащихся в 1 кг воды; единица измерения — промилле, ‰.
Солёность повышается там, где испарение велико, а количество осадков невелико. В субтропических широтах она часто выше средней. Солёность уменьшается при обильных осадках, таянии льда и поступлении пресной воды из рек. Поэтому в приустьевых районах и в полярных морях вода обычно менее солёная.
На карте солёность распределена неравномерно. В замкнутых или почти замкнутых морях испарение и речной сток могут сильно изменить её значение. Например, в морях с большим испарением солёность выше, а в морях, куда впадает много рек, — ниже.
Испарение удаляет воду, но оставляет соли, поэтому солёность растёт. Осадки, речной сток и таяние льда добавляют пресную воду, поэтому солёность уменьшается.
В каком районе солёность поверхностной воды, вероятнее всего, будет наибольшей?
Плотность и прозрачность воды
Плотность показывает, какая масса приходится на единицу объёма. Для океанической воды она зависит прежде всего от температуры и солёности: холодная и более солёная вода обычно плотнее тёплой и менее солёной.
Плотность — физическая величина, равная отношению массы воды к её объёму. Единица измерения в СИ — кг/м³.
При охлаждении вода становится плотнее, а при увеличении солёности её плотность также возрастает. Более плотная вода может опускаться, а менее плотная — подниматься. Так возникают вертикальные перемещения и перемешивание водных масс. Эти процессы связаны с движением вод океана.
Прозрачность — способность воды пропускать свет. Она зависит от количества взвешенных частиц, планктона, ила, песка и органических остатков. В открытом океане вода обычно прозрачнее, чем у берегов и в устьях рек, где много наносов. С глубиной освещённость уменьшается: солнечный свет проникает только в верхнюю часть океана.
Солёность характеризует содержание растворённых солей, а прозрачность — прохождение света через воду. Большая прозрачность не означает малую или большую солёность.
Связь свойств и изменение воды
Свойства океанической воды изменяются совместно. Например, сильное испарение приводит не только к росту солёности, но и к увеличению плотности оставшейся воды. Охлаждение также повышает плотность. Если поверхностная вода становится плотнее нижележащей, она может опускаться, а на её место поднимается другая вода.
Наоборот, сильные осадки или таяние льда опресняют верхний слой. Он становится менее плотным и может удерживаться у поверхности. Такое различие плотности препятствует вертикальному перемешиванию. В прибрежных районах мутность воды возрастает из-за речного стока, волнения и движения донных наносов.
| Фактор | Температура | Солёность | Плотность | Прозрачность |
|---|---|---|---|---|
| Сильное испарение | обычно повышается при нагревании | повышается | обычно повышается | может почти не измениться |
| Обильные осадки | может немного понижаться | понижается | обычно понижается | может уменьшаться из-за взвеси |
| Өзен сток | часто оказывает местное влияние | понижается | обычно понижается | часто уменьшается |
| Охлаждение | понижается | почти не меняется | повышается | обычно не меняется |
У поверхности моря температура воды равна 20 °C, солёность — 32‰. На другом участке температура равна 10 °C, солёность — 35‰. Какой участок имеет более плотную воду и почему?
1. Не путайте промилле и проценты: 35‰ — это примерно 3,5%, а не 35%. 2. Не утверждайте, что температура всегда падает с глубиной без исключений: возможны перемешивание и особенности водных масс. 3. Не связывайте плотность только с солёностью: на неё влияет и температура. 4. При сравнении солёности учитывайте одновременно испарение, осадки, речной сток и таяние льда.
Как решать тапсырмалар по свойствам воды
- Определите, какое свойство требуется сравнить: температуру, солёность, плотность или прозрачность.
- Найдите фактор, который действует в условии: широта, глубина, испарение, осадки, реки, лёд или перемешивание.
- Установите направление изменения: повышается или понижается показатель.
- Если сравнивается плотность, учитывайте температуру и солёность одновременно.
- Проверьте единицы измерения и сформулируйте ответ с указанием причины.
Проверьте себя
Главное
- Температура поверхности океана в среднем понижается от экватора к полюсам и с глубиной.
- Средняя солёность океанической воды — около 35‰; испарение повышает её, а осадки, речной сток и таяние льда понижают.
- Плотность вычисляют по формуле \(\rho=\frac{m}{V}\); холодная и солёная вода обычно плотнее.
- Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц и уменьшается в мутных прибрежных и речных водах.
- При решении заданий нужно учитывать совокупное действие температуры, солёности, глубины и водообмена.