Температура воды

В связи со значительным преобладанием доли солнечного тепла в общем тепловом балансе океана его температуру в основном определяет влияние Солнца. Как показывают измерения, тепловое излучение Солнца почти полностью поглощается уже в поверхностном слое толщиной всего в несколько десятков сантиметров. Однако в результате волнового перемешивания, плотностной конвекции и турбулентного обмена часть поглощенного тепла проникает глубже. Установлено, что если суточные колебания температуры ощущаются на глубинах до 20 м, то сезонные колебания уже охватывают слой толщиной 200-300 м и более. Еще глубже сказывается влияние плотностной конвекции.

Высокая теплоемкость воды является причиной своеобразной "тепловой инерции" океана. Суточные и сезонные колебания температуры воды заметно отстают от колебаний температуры атмосферы, причем величина отставания зависит от объема воды. Чем глубже бассейн, тем позднее здесь сказываются суточные и сезонные колебания температуры. Величина такого сдвига для суточных колебаний обычно составляет несколько часов - максимум суточного хода обычно регистрируют через 2-3 ч пополудни. Сдвиг сезонных колебаний уже измеряется неделями. Так, максимум температуры воды в северном полушарии отмечают в августе, а в южном полушарии - в феврале.

Определен значительный диапазон измерения температуры поверхностных вод Мирового океана, превышающий 40°С. Максимальная температура воды, равная 39°С была зарегистрирована в Красном море, минимальная - в полярных областях, где она снижается до -2 °С (при солености 3,7 %).

Суточные колебания температуры в открытом море обычно невелики и не превышают 0,5°С. Сезонные колебания значительно больше и могут достигать нескольких градусов.

Для общей характеристики температуры поверхностного слоя вод Мирового океана без влияния суточных и сезонных колебаний обычно используют среднегодовые температуры. Характерно, что более высокая теплоемкость воды обеспечивает более высокую среднегодовую температуру поверхности океана по сравнению с аналогичной температурой атмосферы на уровне моря; в северном полушарии эта разность составляет почти 3°С.

Среднегодовая температура воды на поверхности Мирового океана - 17,54°С, при этом она в северном полушарии на 3°С выше, чем в южном. Особенно велика эта разность для Тихого океана, где она достигает 5°С; в северном полушарии среднегодовая температура Тихого океана составляет 22,14°С, в южном 17,41°С. По сравнению с другими океанами здесь среднегодовая температура выше - 19,37°С.

Среднегодовая температура Индийского океана - 17,27°С, Атлантического - 16,53°С, Северного Ледовитого - 0,75°С. Фактические значения среднегодовых температур Мирового океана изменяются от 28°С в районе термического экватора до 0°С в полярных областях (рис. 3). В целом на карте можно отметить характерную и для континентов широтную зональность распределения среднегодовых температур и упоминавшееся смещение термического экватора к северу в среднем на 10°.

Рис. 3. Карта среднегодовой температуры поверхности Мирового океана: 1 - изолинии равных среднегодовых температур поверхностного слоя, °С; 2 - положение термического экватора

Распределение температуры океанической воды по вертикали отображает роль и вклад каждого из двух основных источников тепла - солнечного и глубинного. Верхняя, наиболее прогретая Солнцем часть разреза медленно смешивается с подстилающими слоями воды за счет волнового перемешивания, а также процессов конвекции. В результате на поверхности остается относительно нагретый, так называемый деятельный слой. Толщина его непостоянна и зависит от амплитуды сезонных колебаний температуры и активности процессов перемешивания; в среднем эта толщина составляет 60-200 м. Ниже следует термоклин - слой резкого понижения температуры, который обычно прослеживается до глубины 1000-1500 м. Еще ниже залегают слои холодных вод практически постоянной температуры (рис. 4). Здесь температура воды медленно понижается до плюс двух - минус одного градуса на дне океана.

Рис. 4. Кривые изменения температуры воды с глубиной океана: 1 - в арктических районах; 2 - в субарктических районах; 3 - в субтропиках; 4 - на экваторе

Положение этих слоев различной температуры в течение года может изменяться; встречаются и более сложные картины вертикального распределения температуры, особенно в районах с большим диапазоном сезонных колебаний, в полярных областях, в районах с течениями контрастной температуры и т. д.