Физико-химические свойства морских вод. Основные характеристики океанической водной среды

СОЛЕНОСТЬ. Большая часть солей, находящихся на земной поверх­ности, растворяется поверхностными водами и смывается с суши ре­ками и дождями. Можно сказать, что соль смыта в Океан с суши. Морская вода - это водный раствор многих солей. Обычно в 1000 г морской воды растворено 35 г разных солей (примерно чай­ная ложка на стакан воды).

Эту величину принято называть соле­ностью и измерять не в процентах (сотых долях числа - %), а в промиллях (тысячных долях числа - %о). Средняя соленость Мирового океана - 35 промйл- лей, или 35%о.

В Океане растворено примерно 50 000 000 000 000 000.(50 квадрильонов) тонн солей. Если бы все воды морей и океанов испарились, то на дне океанов остался бы слой соли в 50 м толщиной.

В разных частях Океана соленость может быть выше или ниже средней океанической. Например, в Средиземном море она составляет 39%о, в Красном - 42%о, а в северных морях, наоборот, понижается до 31-32%о. Удивительно, что, несмотря на разную величину соле­ности, пропорциональный состав солей в морской воде всегда одина­ков. Поваренная соль (хлорид натрия), которая придает соленый вкус воде, всегда составляет около 78% всех солей, а соль магния (хлорид магния), придающая воде горький вкус, - 11%. Морскую воду называют иногда «жидкая руда», потому что в ней содержатся почти все имеющиеся на Земле химические элементы. Благодаря солености природа, жизнь в Океане значительно богаче и разнообразнее, чем в пресноводных водоемах суши. Но морской водой нельзя утолить жажду, ее вообще не рекомендуется пить.

Вся доступная изучению неживая, все земные оболочки от верхних слоев атмосферы до нижних границ литосферы воспроизводят по-своему ритм Солнца. A . Л . Чижввскии

ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА.

В соответствии с суточным и годовым ритмом, днем и в теплый се­зон года Океан нагревается солнечными лучами. Ночью и зимой он отдает свое тепло воздуху.

Солнце неравномерно освещает и нагревает Землю, поэтому темпе­ратура поверхностных вод изменяется от экватора к полюсам.

Географические задачи

В РИТМЕ СОЛНЦА

По графику среднегодовой температуры поверхностных вод (рис. 104) определите: а) воды каких широт самые теплые; б) воды ка­ких широт самые холодные; в) как различается температура воды в северном и южном полушариях. В чем причины этих различий?

3. ОКЕАН - ВАЖНЫЙ ИСТОЧНИК ТЕПЛА НА ЗЕМЛЕ.

Воды Мирового океана поглощают примерно в 2-3 раза больше тепла, чем суша. А накопленное Океаном тепло переносится течениями.

Нагретые Солнцем теплые водные массы перемещаются из тропиче­ских широт к северу и югу в умеренные широты. Возникают теплые поверхностные течения. Гольфстрим (в переводе с английского языка «галф» - залив, «стрим» - течение), который берет начало из Мексиканского залива, - одно из самых мощных течений Атлантиче­ского океана. Гольфстрим состоит из многочисленных перемещающих­ся струй, движущихся с разной скоростью. Общая ширина течения достигает 75 км, глубина - 700 м, а скорость примерно 10 см в се­кунду. Севернее 40° с. ш. это течение получает название Северо-Атлантического.

Над более теплыми водами Северо-Атлантического течения образуются теп­лые и влажные воздушные массы умеренных широт. Благодаря им зимы в Запад­ной Европе значительно теп­лее, чем в Восточной Европе и особенно в Сибири. Сред­няя температура января В Лондоне 4 °С, а в Москве она уже -10 °С. В располо­женных еще дальше на вос­ток от Атлантического океа­на Екатеринбурге и Новоси­бирске средняя январская температура воздуха опуска­ется соответственно до -16 и -21 °С.

Благодаря теплому Северо-Атлантическому течению в Западной Ев­ропе выпадает значительно больше осадков. В Лондоне - 750 мм в год, в Москве - 600 мм в год, в Екатеринбурге - 500 мм в год, а в Новосибирске - 400 мм в год.

Воды Северо-Атлантического течения уходят еще дальше на север и достигают полярных широт. В Баренцевом море они остыли уже до 2,4 °С, но при этом все равно оказались теплее окружающих вод. Про­должая остывать, они постепенно опускаются в глубину, а затем мед­ленно, со скоростью всего 0,1-1,0 см в секунду, растекаются по Оке­ану в сторону экватора, образуя глубинные и придонные течения.

Теплые течения из жаркого пояса переносят тепло в умеренные и полярные широты и «обогревают» их.

Океанические течения - это грандиозные явления природы. Толь­ко один Гольфстрим переносит воды в 50-70 раз больше, чем все ре­ки мира.

ТЕМПЕРАТУРА ГЛУБИННЫХ И ПРИДОННЫХ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА. Солнечные лучи прогревают лишь тонкий поверхностный слой толщиной до 200 м. Его температура изменяется по сезонам го­да. Температура основной толщи Мирового океана низкая и составля­ет 3-4 °С, а температура придонных вод всего 2,5-2,8 °С. Придон­ные течения изучены очень мало.

Рис. 104. Среднегодовая температура поверх­ностных вод Мирового океана

ЗАМЕРЗАЕМОСТЬ. Если пресная вода замерзает при 0 °С, то тем­пература замерзания морской воды зависит от ее солености; например, при солености 10%о замерзание начинается при -0,5 °С, а при солености 36%о - только при -2,0 °С. Граница плавучих льдов обо­значается на физических картах.

Географические задачи I

Объясните, какие причины влияют: 1) на повышение солености; 2) на понижение солености.

Сравните соленость отдельных частей Мирового океана со средней океанической и назовите причины различий: 1) Аравийское море - 36-37%о; 2) Гвинейский залив - 31-32%о; 3) Бенгальский залив - 32%о; 4) Карское море - 10%о; 5) воды у берегов Ан­тарктиды - 32-33%о.

Температура вод Перуанского течения у берегов Южной Америки составляет 22 °С, а Северо-Атлантического 2 °С. Первое называют холодным, а второе - теплым. Почему?

Определите географическое положение острова Шпицберген. При­рода этого острова несколько отличается от природы других арк­тических островов - здесь теплее, выпадает больше снега, есть растительность. Как это объяснить?

По физической карте определите, какие из омывающих Россию морей: 1) замерзают частично; 2) замерзают полностью.

По физической карте России сравните ледовый режим: 1) Черно­го и Балтийского морей; 2) Балтийского и Охотского морей; 3) Ба­ренцева и Белого морей. Объясните причины различий.

Оставьте свой комментарий, спасибо!

В ходе урока все желающие смогут получить представление о теме «Свойства вод Мирового океана». Мы рассмотрим основные свойства вод Мирового океана. Узнаем, в чем состоит главное их отличие от вод суши. Познакомимся с понятием соленость, в чем она измеряется. Сколько соли содержится в Мировом океане? От чего зависит соленость морей и Мирового океана? Ответы на эти и другие интересные вопросы - в увлекательной видеолекции.

Тема: Гидросфера

Урок: Свойства вод Мирового океана

Цель урока: узнать, какими основными свойствами обладают воды Мирового океана.

В отличие от многих вод суши, воды Мирового океана соленые, т.е. в океанической воде растворены различные соли и вещества.

Соленость - количество граммов веществ, растворенных в одном литре воды.Соленость измеряется в промилле (‰). Средняя соленость Мирового океана - 35‰, это значит, что в 1 литре воды растворено 35 граммов солей и веществ.

В морской воде растворено множество химических элементов, 4/5 из них - поваренная соль.

Рис. 1. Морская соль ()

Кроме того, в морской воде содержатся частицы золота, серебра, различных металлов, но в очень маленьком количестве.

Рис. 2. Содержание некоторых компонентов в морской воде ()

Соленость океанических вод неодинакова, она зависит от климата (температуры, количества осадков), степени испарения, наличия впадающих рек, течений, связи водоема с основной частью океана.

Самое соленое море - Красное, его соленость 42‰. Это объясняется тем, что в него не впадают реки, т.е. не оказывают опресняющего воздействия, кроме того, море находится в сухом и жарком климате, что вызывает существенное испарение вод с его поверхности, а соли остаются.

Рис. 3. Красное море на карте ()

Моря Северного Ледовитого океана и северной части Атлантического океана, наоборот, отличаются низкими показателями солености, в них впадает большое количество рек, и они находятся в пределах прохладного климата с большим количеством осадков, которые опресняют морскую воду. Например, соленость вод Балтийского моря всего 11‰.

Океаническая вода из-за большого содержания солей непригодна для питья. В настоящее время на судах и во многих странах, где нет пресных источников воды, используют опреснительные установки морской воды.

Рис. 4. Опреснительная станция ()

Еще одна особенность океанических вод заключается в том, что их температура изменяется только в верхних слоях под воздействием солнечных лучей, а на глубине более 2000-3000 метров температура постоянна в течение всего года - около 2 градусов.

Кроме того, в отличие от пресной воды, морская вода замерзает при температуре -1,8 -2 градуса, т.е. при отрицательных значениях температур.

Рис. 5. Замерзшее море ()

На температуру поверхностных вод влияют течения, географическое положение, близлежащие территории. Мировой океан способен поглощать тепло и отдавать его, поддерживая, тем самым, определенные климатические характеристики. Летом океан оказывает охлаждающее воздействие, т.к. не успевает нагреться, а зимой - отепляющее, т.к. воды океана не успевают остыть.

Домашнее задание

Параграф 25.

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: Учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2011. - 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. - 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2013. - 32 с.

4. География. 6 кл.: конт. карты. - М.: ДИК, Дрофа, 2012. - 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 624 с.

Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ

1. География: начальный курс. Тесты. Учеб. пособие для учащихся 6 кл. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2011. - 144 с.

2. Тесты. География. 6-10 кл.: Учебно-методическое пособие / А.А. Летягин. - М.: ООО «Агентство «КРПА «Олимп»: «Астрель», «АСТ», 2001. - 284 с.

Материалы в сети Интернет

1. Федеральный институт педагогических измерений ().

2. Русское Географическое Общество ().

4. Словари и энциклопедии на Академике ().

Температура всей массы океанской воды около 4 °С. Вода - самое теплоемкое тело на Земле. Поэтому океан медленно нагре­вается и медленно отдает тепло, служит аккумулятором тепла. Так как Мировой океан составляет 71 % поверхности земного шара, то на его долю приходится более 2/3 поглощенной солнеч­ной радиации. Она расходуется на испарение, на нагревание верхнего слоя воды до глубины примерно 300 м, а также на нагре­вание воздуха. Недаром океан называют кухней погоды.

Средняя температура поверхностных вод океана более +17°С, причем в северном полушарии она на 3° выше, чем в южном. Наибольшие температуры воды в северном полушарии наблюдают­ся в августе, наименьшие - в феврале, в южном полушарии - наоборот. Суточные и годовые колебания температуры воды незна­чительные: суточные не превышают 1°, годовые максимум 5...10° в умеренных широтах.

Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах температура весь год 27...28 °С, в тропических районах на западе океанов 20...25°, на востоке 15...20 °С (из-за течений). В умеренных широтах температура воды плавно пони­жается от 10 до 0° - в южном полушарии, в северном полуша­рии при той же тенденции у западных берегов материков теплее, чем у восточных, - тоже из-за течений. В приполярных районах температура воды весь год О...-2 °С, в центре Арктики характерны многолетние льды мощностью до 5-7 м.

Максимальные температуры поверхностных вод наблюдаются в тропических морях и заливах: в Персидском заливе более 35 °С, в Красном море 32 ° С. В придонных слоях Мирового океана температуры на всех широтах низкие-от +2° на экваторе до - 2 °С в Арктике и Антарктике.

Замерзание морской воды происходит при отрицательных температурах: при средней солености около -2°С. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. Морской лед соло­новатый, но соленость его в несколько раз меньше солености той воды, из которой он образовался. Льды покрывают около 15% площади Мирового океана. Помимо слабосоленых морских льдов в океанах есть пресноводные речные и материковые (айс­берги) льды. Под влиянием ветров и течений льды из полярных районов выносятся в умеренные широты и там тают. Льды затруд­няют судоходство. С айсбергами связаны катастрофы судов.

Океанская вода содержит соли, газы, твердые частицы органи­ческого и неорганического происхождения. По массе они состав­ляют всего 3,5 %, но от них зависят определенные свойства воды.

Важным свойством океанской воды является соленость. Соле­ностью называется количество солей в граммах, растворенных в 1 кг (литре) морской воды. Она обозначается символом S и выражается в промилле, т. е. в тысячных долях (°/оо). Средняя соленость океанской воды S=35 °/oo (35 г/л).

Океанская вода обладает горько-соленым вкусом, определяе­мым растворенными в ней хлоридами (более 88 %) и сульфатами (около 11 %). Соленый вкус воде придает поваренная соль, горький - соли магния. Для океанской воды характерно постоян­ное процентное соотношение различных солей, несмотря на раз­личную соленость. Соли, как и сама вода океанов, поступали на земную поверхность, прежде всего из недр Земли, особенно на заре ее формирования. Соли приносятся в океан и речными водами, богатыми карбонатами (более 60 %). Однако количество карбона­тов в океанской воде не увеличивается и составляет всего 0,3 %. Это объясняется тем, что они выпадают в осадок, а также рас­ходуются на скелеты и раковины животных, потребляются водо­рослями, которые после отмирания погружаются на дно.

В распределении солености поверхностных вод прослеживается зональность, обусловленная прежде всего соотношением выпадаю­щих атмосферных осадков и испарения. Уменьшает соленость сток речных вод и тающие айсберги. В приэкваториальных широ­тах, где осадков выпадает больше, чем испаряется, и велик речной сток, - соленость 34-35 °/оо. В тропических широтах мало осад­ков, но велико испарение, поэтому соленость 37 °/оо. В умеренных широтах соленость близка к 35 °7оо. В приполярных широтах соленость наименьшая (32-33°/оо), так как количество осадков здесь больше испарения, велик речной сток, особенно сибирских рек, много айсбергов, главным образом вокруг Антарктиды и Гренландии.

Широтную закономерность солености нарушают морские тече­ния. Например, в умеренных широтах соленость больше у запад­ных побережий материков, куда поступают тропические воды, меньше - у восточных берегов, омываемых полярными водами. Наименьшей соленостью обладают прибрежные воды близ устьев рек. Максимальная соленость наблюдается в тропических внутренних морях, окруженных пустынями. Например, в Красном море соленость более 42 "/оо, в Персидском заливе - 39 °/оо. Соле­ность влияет на другие свойства воды, такие, как плотность, температура замерзания и т. д.

Солёность является важнейшая особенность океанской воды. Этот раствор содержит почти все известные на Земле химические элементы. Общее количество солей 50-10 16 т. Они могут покрыть дно океана слоем могут покрыть дно океана слоем 60 м, всю Землю – 45 м, сушу – 153 м. Соотношение солей в океанской воде остается постоянным, это обеспечивается высокой динамикой океанских вод. В составе преобладают NaCl (77,8 %), MgCl (10,9 %) и др.

Средняя соленость океана воды 35 0 / 00 . Отклонение от средней солености в ту или иную сторону вызывается изменениями в приходно-расходном балансе пресной воды. Так, атмосферные осадки, воды с ледников, сток с суши уменьшают соленость; испарение – повышает соленость.

В распределении солености в океане существуют как зональные, так и региональные черты. Зональные черты связаны с климатическими условиями (распределение осадков и испарения). В экваториальной зоне воды слегка рассолены (О>E), в тропических и субтропических широтах (E>O) соленость максимальная для поверхностных вод океана – 36-37 0 / 00 , к северу и югу от этой зоны соленость понижается. Понижению солености в высоких широтах способствует таяние льдов.

Широтную зональность в распределении солености на поверхности океана нарушают течения. Теплые повышают соленость, холодные – понижают. Средняя соленость океанов на поверхности различна. Наибольшей соленостью обладает Атлантический океан – 35,4 0 / 00 , наименьшей Северный Ледовитый океан – 32 0 / 00 (велика опресняющая роль сибирских вод). Изменения солености связаны в основном с поверхностными слоями, непосредственно получающими пресные воды и определяемые глубиной перемешивания. Все изменения солености происходят в верхних слоях до глубин 1500 м., глубже соленость не меняется.

Температура воды Мирового океана.

Изменения в ходе элементов теплового баланса определяют ход температуры воды. Суточные амплитуды колебания температуры воды на поверхности океана не превышают в среднем 0,5 0 C, Наибольшая суточная амплитуда в низких широтах (до 1 0 C), наименьшая – в высоких (до 0 0 C). Суточные колебания температуры в океане играют подчиненную роль.

Годовые амплитуды колебаний температуры на поверхности океана больше, чем суточные. Годовые колебания температуры невелики в низких (1 0) и высоких (2 0) широтах. В первом случае большое количества равномерно распределяется в течение года, во втором – за короткое лето вода не успевает сильно нагреваться. Наибольшие годовые амплитуды (от 10 0 до 17 0) отмечаются в умеренных широтах. Наибольшие средние годовые температуры воды (27-28 0) наблюдаются в экваториальных и тропических широтах, к северу и югу от них температура понижается до 0 0 С и ниже в полярных широтах. Термический экватор располагается примерно на 5 0 С с.ш. Океанские течения нарушают зональное распределение температуры. Течения, которые переносят тепло по направлению к полюсам (например, Гольфстрим), выделяются в виде положительных температурных аномалий. Поэтому в тропических широтах под воздействием течений температура воды у восточных берегов выше, чем у западных, а в умеренных широтах, наоборот у западных выше, чем у восточных. В южном, более мористом полушарии, зональность в распределении температур воды почти не нарушается. Самая высокая температура на поверхности океана (+32 0 С) наблюдалась в августе в Тихом океане, самая низкая в феврале в Северном Ледовитом океане (-1,7 0 С). В среднем за год поверхность океана в южном полушарии холоднее, чем в северном (влияние Антарктиды). Средняя годовая температура на поверхности океана +17,4 0 С, что выше, чем годовая температура воздуха +14 0 . Самый теплый – Индийский океан – около +20 0 С. Тепло солнечной радиации, нагревающей верхний слой воды, крайне медленно передается нижележащим слоям. Перераспределение тепла в толще океанской воды происходит благодаря конвекции и перемешиванию волнениями и течениями. Отсюда, температура с глубиной понижается. На глубине где-то около 100-200 м температура резко падает. Слой резкого падения температуры воды с глубиной называют термоклином.

Термоклин в океане от экватора до 50-60 0 с. и ю.ш. существует постоянно на глубинах от 100 до 700 м. В Северном Ледовитом океане температура воды до глубины 50-100 м падает, а затем растет достигая максимума на глубине 200-600 м. Это повышение температуры вызвано проникновением из умеренных широт теплых вод, более соленых, чем верхние слои воды.

Лед в океане появляется в высоких широтах при понижении температуры воды ниже точки замерзания. Температура замерзания зависит от её солености. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. Лед имеет меньшую плотность, чем пресный лед. Соленый лед менее прочный, чем пресный, но более пластичный и вязкий. Он не ломается на зыби (слабом волнении). Приобретает зеленоватый оттенок, в отличие от голубого цвета у пресного льда. Лед в океане может быть неподвижным и плавучим. Неподвижный лед – сплошной ледяной покров, связанный с сушей или мелью. Обычно это ледяной припай. Плавучий лед (дрейфующий) не связан с берегом и перемещается под действием ветра и течений.

Вода — простейшее химическое соединение водорода с кислородом, однако океанская вода — универсальный однородный ионизированный раствор, в состав которого входят 75 химических элементов. Это твердые минеральные вещества (соли), газы, а также взвеси органического и неорганического происхождения.

Вола обладает множеством различных физических и химических свойств. Прежде всего они зависят оглавления и температуры окружающей среды. Дадим краткую характеристику некоторым из них.

Вода — это растворитель. Поскольку вода является растворителем, можно судить о том, что все воды — это газо-солевые растворы различного химического состава и различной концентрации.

Соленость океанской, морской и речной воды

Соленость морской воды (табл. 1). Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью, которая измеряется в промилле (%о), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.

Таблица 1. Содержание солей в морской и речной воде (в % всей массы солей)

Основные соединения	Морская вода	Речная вода
Хлориды (NaCI, MgCb)
Сульфаты (MgS0 4 , CaS0 4 , K 2 S0 4)
Карбонаты (СаСОд)
Соединения азота, фосфора, кремния, органические и прочие вещества

Линии на карте, соединяющие точки с одинаковой соленостью, называют изогалинами.

Соленость пресной воды (см. табл. 1) в среднем равна 0,146 %о, а морской — в среднем 35 %о. Растворенные в воде соли придают ей горько-соленый вкус.

Около 27 из 35 граммов составляет хлористый натрий (поваренная соль), поэтому вода соленая. Соли магния придают ей горький вкус.

Поскольку вода в океанах образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, соленость ее была изначальной. Есть основания предполагать, что на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился не позже протерозоя.

Помимо хлоридов, сульфитов и карбонатов в морской воде обнаружены почти все известные на Земле химические элементы, в том числе и благородные металлы. Однако содержание большинства элементов в морской воле ничтожно, например, золота в кубометре воды выявлено лишь 0,008 мг, а на наличие олова и кобальта указывает их присутствие в крови морских животных и в донных осадках.

Соленость океанских вод — величина не постоянная (рис. 1). Она зависит от климата (соотношения осадков и испарения с поверхности океана), образования или таяния льдов, морских течений, вблизи материков — от притока пресных речных вод.

Рис. 1. Зависимость солености вод от широты

В открытом океане соленость колеблется в пределах 32- 38%; в окраинных и средиземных морях колебания ее значительно больше.

Особенно сильно на соленость вод до глубины 200 м влияет количество выпадающих и испарение. Исходя из этого можно говорить, что соленость морской воды подвержена закону зональности.

В экваториальных и субэкваториальных районах соленость составляет 34 %с, потому что количество выпадавших осадков больше воды, затраченной на испарение. В тропических и субтропических широтах — 37 так как осадков мало, а испарение велико. В умеренных широтах — 35 %о. Наименьшая соленость морской воды наблюдается в приполярных и полярных областях — всего 32 так как количество осадков превышает испарение.

Морские течения, сток речных вод и айсберги нарушают зональную закономерность солености. Например, в умеренных широтах Северного полушария соленость вод больше около западных берегов материков, куда с помощью течений приносятся более соленые субтропические воды, меньшая соленость воды — у восточных берегов, куда холодные течения приносят менее соленую воду.

Сезонное изменение солености воды происходит в приполярных широтах: осенью за счет образования льда и уменьшения силы речного стока соленость увеличивается, а весной-летом за счет таяния льда и усиления речного стока соленость уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды в летний период соленость становится меньше в результате таяния близлежащих айсбергов и ледников.

Самый соленый из всех океанов — Атлантический океан, наименьшую соленость имеют воды Северного Ледовитого океана (особенно у азиатского побережья, близ устьев сибирских рек — менее 10 %о).

Среди частей океана — морей и заливов — максимальная соленость наблюдается в областях, ограниченных пустынями, например, в Красном море — 42 %с, в Персидском заливе — 39 %с.

От солености воды зависят ее плотность, электропроводность, образование льда и многие другие свойства.

Газовый состав океанской воды

Кроме различных солей, в водах Мирового океана растворены разные газы: азот, кислород, диоксид углерода, сероводород и др. Как и в атмосфере, в океанских водах преобладают кислород и азот, но в несколько других пропорциях (например, общее количество свободного кислорода в океане 7480 млрд т, что в 158 раз меньше, чем в атмосфере). Несмотря на то что газы занимают сравнительно мало места в воде, этого достаточно, чтобы оказывать влияние на органическую жизнь и различные биологические процессы.

Количество газов определяется температурой и соленостью вод: чем выше температура и соленость, тем меньше растворимость газов и ниже их содержание в воде.

Так, например, при 25 °С в воде может раствориться до 4,9 см /л кислорода и 9,1 см 3 /л азота, при 5 °С — соответственно 7,1 и 12,7 см 3 /л. Из этого вытекают два важных следствия: 1) содержание кислорода в поверхностных водах океана значительно выше в умеренных и особенно полярных широтах, чем в низких (субтропических и тропических), что сказывается на развитии органической жизни — богатстве первых и относительной бедности вторых вод; 2) в одних и тех же широтах содержание кислорода в водах океана зимой выше, чем летом.

Суточные изменения газового состава воды, связанные с колебаниями температуры, невелики.

Наличие в океанской воде кислорода способствует развитию в ней органической жизни и окислению органических и минеральных продуктов. Главным источником кислорода в океанской воде является фитопланктон, называемый «легкими планеты». В основном кислород расходуется на дыхание растений и животных в верхних слоях морских вод и на окисление различных веществ. В интервале глубин 600-2000 м расположен слой кислородного минимума. Небольшое количество кислорода здесь сочетается с повышенным содержанием углекислого газа. Причина — разложение в этом слое воды основной массы поступающего сверху органического вещества и интенсивное растворение биогенного карбоната. Оба процесса нуждаются в свободном кислороде.

Количество азота в морской воде гораздо меньше, чем в атмосфере. Этот газ в основном попадает в воду из воздуха при распаде органических веществ, но также вырабатывается при дыхании морских организмов и их разложении.

В толще воды, в глубоких застойных котловинах, в результате жизнедеятельности организмов происходит образование сероводорода, который является ядовитым и тормозит биологическую продуктивность вод.

Теплоемкость океанских вод

Вода — одно из самых теплоемких тел в природе. Теплоемкость только десяти метрового слоя океана в четыре раза больше теплоемкости всей атмосферы, а слой воды в 1 см поглощает 94 % солнечного тепла, поступающего на ее поверхность (рис. 2). Благодаря этому обстоятельству океан медленно нагревается и медленно отдает тепло. Вследствие высокой теплоемкости все водные объекты являются мощными аккумуляторами тепла. Охлаждаясь, вода постепенно отдает свое тепло в атмосферу. Поэтому Мировой океан выполняет функцию терморегулятора нашей планеты.

Рис. 2. Зависимость теплоемкости волы от температуры

Самую низкую теплопроводность имеет лед и особенно снег. Вследствие этого лед является предохранителем воды на поверхности водоема от переохлаждения, а снег защищает от промерзания почву, озимые культуры.

Теплота испарения воды — 597 кал/г, а теплота плавления — 79,4 кал/г — эти свойства очень важны для живых организмов.

Температура океанских вод

Показатель теплового состояния океана — температура.

Средняя температура океанских вод — 4 °С.

Несмотря на то что поверхностный слой океана выполняет функции терморегулятора Земли, в свою очередь, температура морских вод зависит от теплового баланса (прихода и расхода тепла). Приход тепла складывается из , а расход — из затрат на испарение воды и турбулентный теплообмен с атмосферой. Несмотря на то что доля тепла, расходуемого на турбулентный теплообмен, не велика, его значение огромно. Именно с его помощью через атмосферу происходит планетарное перераспределение тепла.

На поверхности температура океанских вод колеблется в пределах от -2 °С (температура замерзания) до 29 °С в открытом океане (35,6 °С в Персидском заливе). Среднегодовая температура поверхностных вод Мирового океана составляет 17,4°С, причем в Северном полушарии она примерно на 3 °С выше, чем в Южном. Наибольшая температура поверхностных океанских вод в Северном полушарии — в августе, а наименьшая — в феврале. В Южном полушарии все наоборот.

Поскольку имеет тепловые взаимосвязи с атмосферой, температура поверхностных вод, как и температура воздуха, зависит от широты местности, т. е. подчинена закону зональности (табл. 2). Зональность выражается в постепенном уменьшении температуры воды от экватора к полюсам.

В тропических и умеренных широтах температура воды в основном зависит от морских течений. Так, благодаря теплым течениям в тропических широтах на западе океанов температуры на 5-7 °С выше, чем на востоке. Однако в Северном полушарии вследствие теплых течений на востоке океанов температуры весь год положительные, а на западе из-за холодных течений вода зимой замерзает. В высоких широтах температура во время полярного дня составляет около О °С, а во время полярной ночи подольдом — около -1,5 (-1,7) °С. Здесь на температуру воды в основном влияют ледовые явления. Осенью выделяется теплота, смягчающая температуру воздуха и воды, а весной на таяние затрачивается тепло.

Таблица 2. Средние годовые температуры поверхностных вод океанов

	Средняя годовая температура, "С			Средняя годовая температура, °С
	Северное полушарие	Южное полушарие		Северное полушарие	Южное полушарие

Самый холодный из всех океанов — Северный Ледовитый, а самый теплый — Тихий океан, гак как основная его площадь располагается в экваториально-тропических широтах (средняя годовая температура поверхности вод -19,1 °С).

Немаловажное влияние на показатель температуры океанической воды оказывает климат окружающих территорий, а также время года, так как от этого зависит солнечное тепло, нагревающее верхний слой Мирового океана. Наибольшая температура воды в Северном полушарии наблюдается в августе, наименьшая — в феврале, а в Южном — наоборот. Суточные колебания температуры морской воды на всех широтах составляют около 1 °С, наибольшие значения годовых колебаний температур наблюдаются в субтропических широтах — 8-10 °С.

Температура океанской воды изменяется и с глубиной. Она понижается и уже на глубине 1000 м практически всюду (в среднем) ниже 5,0 °С. На глубине 2000 м температура воды выравнивается, снижаясь до 2,0-3,0 °С, а в полярных широтах — до десятых градуса выше нуля, после чего она или понижается очень медленно, или даже несколько повышается. Например, в рифтовых зонах океана, где на больших глубинах существуют мощные выходы подземных горячих вод, находящихся под большим давлением, с температурой до 250-300 °С. В целом в Мировом океане по вертикали выделяют два основных слоя воды: теплый поверхностный и мощный холодный , простирающийся до дна. Между ними расположен переходный слой температурного скачка, или главный термоклип , в пределах него происходит резкое понижение температуры.

Эта картина вертикального распределения температуры воды в океане нарушается в высоких широтах, где на глубине 300- 800 м прослеживается слой более теплой и соленой воды, поступившей из умеренных широт (табл. 3).

Таблица 3. Средние величины температуры воды океана, °С

	Глубина, м
Экваториальные
Тропические
Полярная

Изменение объема воды при изменении температуры

Резкое увеличение объема воды при замерзании — это своеобразное свойство воды. При резком понижении температуры и ее переходе через нулевую отметку происходит резкое увеличение объема льда. При увеличении объема лед становится более легким и всплывает на поверхность, становясь менее плотным. Лед предохраняет глубинные слои воды от промерзания, так как является плохим проводником тепла. Более чем на 10 % увеличивается объем льда по сравнению с исходным объемом воды. При нагревании происходит процесс, обратный расширению, — сжатие.

Плотность воды

Температура и соленость — главные факторы, обусловливающие плотность воды.

Для морской воды чем ниже температура и выше соленость, тем больше плотность воды (рис. 3). Так, при солености 35 %о и температуре 0 °С плотность морской воды составляет 1,02813 г/см 3 (масса каждого кубометра такой морской воды на 28,13 кг больше, чем соответствующего объема дистиллированной воды). Температура морской воды наибольшей плотности не +4 °С, как у пресной, а отрицательная (-2,47 °С при солености 30 %с и -3,52 °С при солености 35 %о

Рис. 3. Связь плотности морской волы с ее соленостью и температурой

Благодаря нарастанию солености плотность воды увеличивается от экватора к тропикам, а в результате понижения температуры — от умеренных широт к Полярным кругам. Зимой происходит опускание полярных вод и их движение в придонных слоях к экватору, поэтому глубинные воды Мирового океана в целом холодные, но обогащенные кислородом.

Выявлена зависимость плотности воды и от давления (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость плотности морской волы (Л"=35 %о) от давления при различных температурах

Способность воды к самоочищению

Это важное свойство воды. В процессе испарения вода проходит через грунт, который, в свою очередь, является естественным фильтром. Однако при нарушении предела загрязнения процесс самоочищения нарушается.

Цвет и прозрачность зависят от отражения, поглощения и рассеяния солнечного света, а также от наличия взвешенных частиц органического и минерального происхождения. В открытой части цвет океана синий, у побережья, там, где много взвесей, — зеленоватый, желтый, коричневый.

В открытой части океана прозрачность воды выше, чем у побережья. В Саргассовом море прозрачность воды — до 67 м. В период развития планктона прозрачность уменьшается.

В морях возможно такое явление, как свечение моря (биолюминесценция). Светятся в морской воде живые организмы, содержащие фосфор, прежде всего такие, как простейшие (ночесветка и др.), бактерии, медузы, черви, рыбы. Предположительно свечение служит для отпугивания хищников, для поисков пиши или для привлечения особей противоположного пола в темноте. Свечение помогает рыболовным судам находить косяки рыб в морской воде.

Звукопроводимость - акустическое свойство воды. В океанах обнаружен звукорассеивающий мой и подводный «звуковой канал», обладающий звуковой сверхпроводимостью. Звукорассеивающий слой ночью поднимается, а днем опускается. Он используется подводниками, так как гасит шум от двигателей подлодок, и рыболовными судами для обнаружения косяков рыб. «Звуковой
сигнал» применяется для краткосрочного прогноза волн цунами, в подводной навигации для сверхдальней передачи акустических сигналов.

Электропроводность морской воды высокая, она прямо пропорциональна солености и температуре.

Естественная радиоактивность морских вод мала. Но многие животные и растения обладают способностью концентрации радиоактивных изотопов, поэтому улов морепродуктов подвергается проверке на радиоактивность.

Подвижность — характерное свойство жидкой воды. Под действием силы тяжести, под влиянием ветра, притяжения Луной и Солнцем и других факторов происходит движение воды. При движении вода перемешивается, что позволяет равномерно распределяться водам разных солености, химического состава и температуры.