Температура воды в океане: Температура воды в океане | Вода

Температура воды в океане | Вода

В отличие от наземных температур, которые постоянно колеблются, температура океана, как правило, стабильна — практически без ежедневных изменений и сезонной дифференциации.Лишь незначительные сдвиги температур наблюдаются в течение десятилетий.

Большинство морских животных предпочитают узкий диапазон температур и двигаются из зоны своего обитания только в ответ на изменения температуры воды.

Если в прибрежных водах рыбаки вылавливают необычных для их местности морских животных или рыб, то это результат температурных изменений. Но морские странности не обязательно указывают на масштабный сдвиг экосистемы. Краткосрочные явления соотносятся с долгосрочными океанографическими изменениями по всему миру.

Краткосрочные океанографические события, такие как «Эль-Ниньо» и  «Blob» (огромные площади необычно тёплой воды в северной части Тихого океана) , показывают, что стабильность океанов относительная — океаны не обладают иммунитетом к изменениям температуры.

Если вы хотите знать о температуре океана, вы должны узнать о частях океана в первую очередь:

1. Верхняя часть океана — поверхностный слой
2. Пограничный слой — термоклин. Термоклин отделяет поверхностные слои и глубокие воды океана.
3. Глубокий океан является третьей частью океана

Солнце попадает в поверхностный слой океана, нагревая воду. Ветер и волны смешивают этот слой — тепло перемешивается сверху вниз.

Температура поверхностных вод изменяется в основном с широтой. Вода полярных морей (высокая широта) может быть  -2 градуса по Цельсию (28,4 градусов по Фаренгейту), в то время как в Персидском заливе (низкая широта) вода может быть тёплой, 36 градусов по Цельсию (96,8 градусов по Фаренгейту).

Морская вода, при средней солености 35 промилле, замерзает при -1.94 градусов Цельсия (28,5 градусов по Фаренгейту).  Средняя температура поверхностных вод океана составляет около 17 градусов по Цельсию (62,6 градусов по Фаренгейту).

90% от общего объёма океана находится ниже термоклина в глубоком океане. Глубокий океан не очень хорошо смешан. Глубокий океан состоит из горизонтальных слоёв равной плотности. Большая часть этой глубокой океанской воды имеет температуру от 0-3 градусов по Цельсию (32-37.5 градусов по Фаренгейту)! Это действительно холодно там, внизу!

Существует изящная программа, которая измеряет температуру и солёность поверхностных вод океана по всему миру. Программа Арго развёртывает поплавки, которые измеряют солёность и температуру  поверхностного слоя океана. Более 3000 свободных дрейфующих буев развернуты по всему мировому океану, и каждый поплавок запрограммирован  утонуть на 2000 метров вниз: на этой глубине они дрейфуют в течение приблизительно 10 дней. Поплавок затем делает свой путь к поверхности. Данные передаются на спутник. Учёные и общественность имеют доступ к состоянию океана уже через несколько часов после сбора данных.

На большей глубине в воде измерения делаются  инструментом CTD (проводимость, температура, глубина) — инструмент подаётся в воду океана с судна или платформы. Эти инструменты использует Бермудский институт наук об океане (BIOS) — они отслеживают измерения океана (температура, солёность, концентрации кислорода) в течение более 55 лет.

Argos и программа BIOS публикуют свои результаты, которые подтверждают, что океан нагревается. Весь океан прогрелся на 0,1 градус по Фаренгейту (0,055 градусов по Цельсию) в течение последних 30-50 лет. Это может показаться незначительным изменением температуры, но это имеет большое значение. Подумайте, небольшой горшок воды на плите будет нагреваться быстро, в то время как большой объём воды при той же обстановке тепла будет нагреваться очень медленно. Это происходит из-за разницы в теплоёмкости.

Океан имеет огромный потенциал теплоёмкости из-за его большого размера. Он как огромный горшок с водой, занимает большое количество тепла, чтобы нагреть океан.

Как гибнут коралловые рифы …

Почему лед плавает в воде?

Мистерия Атлантического океана — странное и уникальное Саргассово море

Температура Мирового океана достигла рекордных показателей | Новости из Германии о событиях в мире | DW

За прошедшие десять лет температура Мирового океана достигла рекордных значений с 1950-х годов, при этом показатели каждого из последних пяти лет становились наивысшими со времени начала измерений. Об этом говорится в исследовании, подготовленном международной командой экспертов под руководством Чэн Лицзин из китайского Института физики атмосферы и опубликованном в понедельник, 13 января, в онлайн-версии специализированного журнала Advances in Atmospheric Sciences.

По этим данным, в 2019 году температура воды в океане на глубине до двух километров на 0,075 градуса превышала среднее значение в период с 1981 по 2010 годы. При этом нагревание Мирового океана ускоряется в связи с изменением климата. Потепление океанов, в свою очередь, все чаще ведет к наводнениям, засухам, лесным пожарам, а также сильным морским штормам.

Новые методы измерений

В своем исследовании ученые использовали относительно новые методы китайского института, позволяющие обобщить данные о повышении температуры воды на глубине до двух километров. «Важно понять, как быстро это происходит. Кто хочет понять глобальный рост температур, должен измерять потепление морей», — заявил один из авторов исследования, профессор Университета Святого Томаса в Миннесоте Джон Абрахам.

По его словам, глобальное потепление является реальным процессом, но человечество может на него повлиять и снизить его темпы. «Мы можем более разумно использовать энергию и диверсифицировать источники ее получения. В наших силах уменьшить эту проблему», — отметил ученый. Вместе с тем он указал, что Мировому океану будет необходимо длительное время, чтобы отреагировать на изменения.

Смотрите также:

• Гибель мировых ледников

  Смерть ледника

  Исландия увековечила память о леднике Окйёкюдль (Okjökull), проведя 18 августа 2019 церемонию прощания с первым глетчером, исчезнувшим в результате изменения климата. Окйёкюдль, который также называли ОК, утратил свой статус ледника в 2014 году. Присутствующие на церемонии установили мемориальную доску, на которой написано: «В ближайшие 200 лет все наши ледники пойдут по одному и тому же пути».

• Гибель мировых ледников

  Антарктика: гигантский ледник, гигантская угроза

  Ледник Туэйтса — часть ледникового покрова Западной Антарктиды — считается наибольшей угрозой для уровня мирового океана. Если он рухнет, уровень воды поднимется сразу на 65 сантиметров, что может привести к затоплению прибрежной части суши, населенной людьми. Общая площадь ледниковых массивов, расположенных в Антарктиде, в 50 раз превышает площадь всех имеющихся в мире горных глетчеров.

• Гибель мировых ледников

  Тающая красота Патагонии

  Ледник Грей (Серый ледник) в Чили является частью Южного Патагонского ледового поля, третьего по величине на планете после Антарктиды и Гренландии. Ученые внимательно следят за таянием ледников в данном регионе, надеясь, что это поможет им понять, что будет происходить в будущем с другими ледниками в условиях более теплого климата.

• Гибель мировых ледников

  Альпийский лед, укутанный на лето в одеяла

  Швейцарский Ронский ледник является истоком реки Роны. Ежегодно волонтеры в летнее время покрывают его устойчивыми к ультрафиолетовым лучам белыми одеялами, пытаясь замедлить таяние льда. Ученые говорят, что к концу этого столетия потепление климата может уничтожить две трети альпийских ледников.

• Гибель мировых ледников

  Ледник Франца-Иосифа в Новой Зеландии: раньше — пешком, теперь — вертолетом

  Ледник Франца-Иосифа на Южном острове в Новой Зеландии — популярный туристический объект. Раньше ледник развивался по циклической схеме распространения и сокращения. Но с 2008 года площадь этого глетчера стремительно уменьшается. Когда-то к нему можно было прийти пешком, теперь же добраться до ледника Франца-Иосифа можно только на вертолете.

• Гибель мировых ледников

  Лед в Африке тает…

  Исчезновение угрожает и ледникам на горе Килиманджаро. Еще в 2012 году ученые при поддержке НАСА подсчитали, что последние остатки льда на вершине этой горы растают к 2020 году. Килиманджаро является главной достопримечательностью для туристов в Танзании и важнейшим источником дохода в стране, где большинство населения живет за чертой бедности.

• Гибель мировых ледников

  Смерть на ледниковом озере

  В американском штате Аляска находятся тысячи ледников. Недавнее исследование показало, что некоторые из них тают в 100 раз быстрее, чем полагали ученые. В начале августа в ледниковом озере Валдиз были найдены мертвыми двое немцев и австриец, катавшиеся по озеру на каяках. По мнению спасателей, туристов убило глыбами падающего сверху тающего льда.

• Гибель мировых ледников

  Ледник Якобсхавн в Гренландии: таяние опережает рост

  Исследования НАСА в 2019 году показали, что таяние крупнейшего гренландского ледника Якобсхавн замедлилось и его площадь даже начала расти. Причину этого связывают с притоком необычайно холодной воды из Северной Атлантики. Но скорость таяния общего покрова глетчера все еще превышает его рост. Ученые также опасаются, что вскоре вода в океане вновь прогреется, и объем Якобсхавна опять сократится.

  Автор: Лавдей Райт, Марина Барановская

Мировой океан. Температура в океане.

Подробно:

---

© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

10. Температура в океане.

Часто можно слышать выражения «тёплое море» или «холодное, студёное море». Если иметь в виду только температуру воды, то оказывается, что разница между тёплым и холодным морем совершенно незначительна и касается она только верхнего, относительно тонкого слоя воды. Поэтому упомянутые выражения можно воспринимать только как литературный образ, как привычный речевой штамп.

Мировой океан в целом – это колоссальное хранилище холодной воды, сверху которого, да и то не везде, находится небольшой по толщине слой чуть более тёплой воды. Вода теплее 10 градусов составляет всего около 8 процентов общих водных запасов Мирового океана. Этот тёплый слой в среднем достигает толщины не более 100 метров. Под ним на больших глубинах температура воды находится в пределах от одного до четырёх градусов по Цельсию. Такую температуру имеют 75% океанской воды. В глубоководных желобах, а также в поверхностных слоях приполярных областей вода имеет ещё более низкую температуру.

Температурный режим океана отличается исключительной устойчивостью. Если в глобальном масштабе абсолютная разница температур воздуха достигает 150°C , то разница между максимальной и минимальной поверхностной температуры воды в океане в среднем на порядок меньше.

В абсолютных величинах эта разница в различных районах Мирового океана составляет от 4-5°C до 10-12°C в течение года. Например, колебание температуры поверхностных вод Тихого океана в районе Гавайских островов в течение года составляет не более 4°C, а в районе к югу от Алеутских островов – 6-8°C. Только в мелководных прибрежных районах морей умеренных климатических зон эти колебания могут быть больше. Например, у северного побережья Охотского моря разница средних температур поверхностной воды в самый тёплый и самый холодный месяцы года достигает 10-12°C.

Что касается суточных колебаний поверхностной температуры воды, то они в открытом море составляют всего лишь 0,2-0,4 градуса. Лишь в ясную солнечную погоду в самый тёплый месяц лета они могут составить 2 градуса. Суточные колебания температуры захватывают совсем тонкий поверхностный слой океанской воды.

Солнечным излучением вода в океане даже в экваториальной зоне прогревается на очень незначительную глубину (до 8-10 метров). В более глубокие слои тепловая энергия Солнца проникает только благодаря перемешиванию водных масс. Наиболее активная роль в перемешивании морской воды принадлежит ветру. Глубина ветрового перемешивания воды составляет обычно 30-40 м. На экваторе, при условии хорошего ветрового перемешивания, Солнце прогревает воду до глубины 80-100 м.

В наиболее беспокойных океанских широтах глубина теплового перемешивания бывает значительно больше. Например, в южной части Тихого океана, в полосе штормов между 50-й и 60-й параллелями, ветер перемешивает воду до глубин 50-65 метров, а южнее Гавайских островов – даже до глубины 100 метров.

Интенсивность теплового перемешивания особенно велика в районах мощных океанических течений. Например, к югу от Австралии тепловое перемешивание воды происходит до глубины 400-500 м.

✦ В этой связи мы должны пояснить некоторые термины, принятые в океанологии.

Перемешивание, или вертикальный водообмен, бывает двух видов: фрикционное и конвективное. Фрикционное перемешивание происходит в движущемся потоке воды вследствие различий в скорости её отдельных слоёв. Такое перемешивание воды происходит при воздействии ветра или прилива (отлива) в море. Конвективное (плотностное) перемешивание происходит тогда, когда в силу каких-то причин плотность вышележащего слоя морской воды оказывается выше плотности подстилающего слоя. В такие моменты в море возникает вертикальная циркуляция вод. Наиболее интенсивно вертикальная циркуляция происходит в зимних условиях.

Плотность океанской воды с глубиной возрастает. Нормальный рост плотности с глубиной называется прямой стратификацией океанических вод. Бывает и обратная плотностная стратификация, но она наблюдается как кратковременное явление в океане.

✦ Наиболее стабильна температура поверхностной воды в экваториальной зоне океана. Здесь она находится в пределах 20-30°C. Солнце в этой зоне приносит в любое время года примерно одинаковое количество тепла, а ветер постоянно перемешивает воду. Поэтому круглосуточно сохраняется постоянная температура воды. В открытом океане самые высокие температуры поверхностной воды отмечаются в зоне от 5 до 10 градусов северной широты. В заливах температура воды может быть выше, чем в открытом океане. Например, в Персидском заливе летом вода прогревается до 33°C.

Поверхностная температура воды в тропической зоне почти неизменна в течение всего года. Она никогда не опускается ниже 20°C, а в приэкваториальной зоне приближается к 30 градусам. На мелководье у самого берега днём вода может прогреться и до 35-40°C. Но в открытом море температура поддерживается с удивительным постоянством (26-28 градусов) круглые сутки.

В умеренных зонах температура поверхностных вод, естественно, ниже, чем в приэкваториальных, а разница между летней и зимней температурами уже заметна и достигает 9-10 градусов. Например, в Тихом океане в районе 40-го градуса северной широты средняя температура поверхностной воды составляет в феврале около 10 градусов, а в августе – около 20.

✦ Морская вода нагревается в результате поглощения ею солнечной энергии. Известно, что вода плохо пропускает красные лучи солнечного спектра, а длинноволновые инфракрасные лучи, несущие основную часть тепловой энергии, проникают в воду лишь на несколько сантиметров. Поэтому нагревание более глубоких слоёв океана происходит не за счёт непосредственного поглощения солнечного тепла, а вследствие вертикальных перемещений водных масс. Но даже в экваториальной зоне, где солнечные лучи почти под прямым углом направлены к поверхности океана, а ветер активно перемешивает воду, она глубже 300 метров остаётся постоянно холодной. Сезонные колебания почти не касаются морских глубин. В тропиках под слоем тёплой воды находится зона толщиной 300-400 метров, где температура с глубиной быстро падает. Область быстрого падения температуры называется термоклином. Здесь через каждые 10 метров глубины температура понижается примерно на 1 градус. В следующем слое толщиной в 1-1,5 км. скорость снижения температуры резко замедляется. У нижней границы этого слоя температура воды не превышает 2-3°C. В более глубоких слоях падение температуры продолжается, но происходит ещё медленнее. Слои океанской воды, начиная с глубины 1,2-1,5 км., уже совершенно не реагируют на изменение внешних температур. В придонном слое воды температура несколько повышается, что объясняется воздействием тепла земной коры. Существующее на больших глубинах чудовищное давление также препятствует дальнейшему падению температуры воды. Так, вода полярных районов, охлажденная у поверхности, опустившись на глубину 5 км., где давление увеличивается в 500 раз, будет иметь температуру на 0,5 градуса выше первоначальной.

✦ Приполярная область, как и экваториальная зона, является зоной стабильной температуры поверхностных вод. Здесь солнечные лучи падают под острым углом к поверхности океана, как бы скользят над поверхностью. Значительная их часть не проникает в воду, а отражается от неё и уходит в мировое пространство. В приполярных областях температура поверхностных вод летом может подниматься до 10 градусов, а зимой опускаться до 4-0 или даже до минус 2 градусов. Как известно, морская вода может находиться в жидком состоянии и при отрицательной температуре, т.к. она представляет собой достаточно насыщенный раствор солей, что примерно на 1,5 градуса снижает температуру замерзания чистой воды.

Самым холодным районом Мирового океана считается море Уэдделла у берегов Антарктиды. Здесь океанская вода имеет самую низкую температуру. Воды Южного полушария в целом значительно холоднее вод Северного полушария. Такое различие объясняется согревающим воздействием материков, площадь которых в Южном полушарии Земли существенно меньше. Поэтому так называемый термический экватор Мирового океана, т.е. линия наибольших поверхностных температур воды, смещён относительно географического экватора к северу. Среднегодовая поверхностная температура океана на термическом экваторе составляет около 28°C в открытой акватории и около 32°C – в замкнутых морях. Такие температуры держатся стабильно и постоянно в течение многих лет, веков, тысячелетий и, вероятно, миллионов лет.

Географы и астрономы, взяв за основу высоту Солнца над горизонтом, теоретически разделили поверхность Земли с помощью двух тропиков и двух полярных кругов на пять геометрически правильных поясов или климатических зон.

В Мировом океане, вообще говоря, выделяют такие же климатические зоны. Но такое формальное деление далеко не всегда согласуется с интересами конкретных видов науки и практики. Например, в океанологии, климатологии, биологии, как и в практике сельского хозяйства, зоны, установленные только на основе географической широты, часто не совпадают с реальными климатическими зонами, с фактической зональностью распределения осадков, растений, животных. Для морских биологов, судоводителей, рыбаков важен не сам по себе полярный круг, их интересует прежде всего граница плавучих льдов.

Климатические пояса (зоны) в Мировом океане.

Учёные разных специальностей не имеют единого мнения, например, в вопросе о том, что считать тропической зоной океана, где она начинается и где кончается. Одни специалисты считают тропической зоной океана только тот пояс к северу и к югу от экватора, в котором возможно существование коралловых рифов. Другие считают, что такая зона охватывает область распространения морских черепах и т.д. Некоторые учёные считают необходимым выделить особые субтропические и субарктические зоны.

Климатологи и синоптики, которые в своей работе должны учитывать влияние многочисленных природных факторов, — температуру, влажность, силу и направление преобладающих ветров, количество осадков, близость океана, продолжительность сезонов и т.д., разделяют Землю на целых 13 зон: одну экваториальную и по две субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субполярных и полярных.

Эти примеры показывают совершенно нормальное положение в науке, когда каждая специальная дисциплина требует особых исходных, базовых условий для решения стоящих перед ней задач и получения конкретных результатов. Главное, что мы должны отметить в вопросе зональности Земли и Мирового океана, состоит в том, что, во-первых, широтная зональность как суши, так и океана не имеет или почти не имеет отношения к температурному режиму океанских глубин и к происходящим там физическим и биологическим процессам. Во-вторых, всякое зональное деление Земли и океана условно и не может быть универсальным для всех отраслей науки и практики.

Карта поверхностной температуры океана.
Основной источник данных — буи ARGO. Поля получены при помощи оптимального анализа.

На карте поверхностных температур Мирового океана отмечается температура воды в конкретных точках океана в каждый данный момент в реальном режиме времени. Информация о температуре океанской воды передаётся в службу погоды многих стран с нескольких тысяч судовых и стационарных синоптических станций, а также многочисленными датчиками – буями, которые установлены на якорях или дрейфуют в различных районах Мирового океана. Вся эта система создана объединёнными усилиями десятков стран мира. Ценность такой системы очевидна: она является важным элементом Всемирной службы погоды и вместе с метеорологическими спутниками участвует в подготовке данных для составления глобальных анализов и прогнозов погоды. А надёжный прогноз погоды нужен всем: учёным, водителям морских и воздушных судов, рыбакам, туристам.

© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript. Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

Температура воды в океане у полюсов влияет на климат на экваторе

Изменение температуры вод океанов у экватора, в Тихом океане известное как феномен «Эль-Ниньо», вызвано увеличением температуры вод в полярных областях Мирового океана. Если текущий тренд сохранится, нас ждет теплый и богатый на разрушительные циклоны климат, который Земля уже пережила в период плиоцена.

Климатические модели, претендующие на описание и предсказание динамики температур на Земле, как неоднократно писала «Газета. Ru», до сих пор остаются «вещью в себе» по ряду объективных и субъективных причин. Даже если отмести причины политического и финансового характера, строить глобальные климатические модели при нынешнем уровне знаний о мире несколько опрометчиво. И главная причина этого, наверное, непреодолима, по крайней мере в обозримом будущем. Дело в том, что Земля представляет собой фактически единый организм, сообщающийся не только через атмосферу, но посредством гигантской «кровеносной системы» — Мирового океана. Описать такое сложное и многообразное существо в одной модели невообразимо сложно, а моделирование отдельных ее фрагментов в отрыве от целого зачастую бессмысленно.

Важные подтверждения гипотезы о глубокой взаимосвязи процессов в мировом океане дают сразу две статьи, опубликованные на этой неделе в Science.

Первая работа посвящена исследованию динамики температур океана в тропиках за последние 3,5 млн лет, вторая — связи холодных течений в экваториальной части Тихого океана с климатом в приполярных областях.

Алфредо Мартинес-Гарсиа из Барселоны и его коллеги из Германии, Швейцарии и Великобритании показали, что

именно изменения в климате субполярных областей около 2 млн лет назад привели к формированию современного климата в экваториальных частях Тихого океана.

Ученые считают, что им удалось собрать еще один участок «головоломки», которой является общая картина поведения Мирового океана и его влияния на климат.

Климатологи изучили динамику температур приповерхностной воды в северной части Тихого океана и южной части Атлантического океана, начиная с эпохи плиоцена (3,65 млн лет назад) и до наших дней. Данные, полученные из реконструкции косвенных свидетельств, показали, что приполярные области обоих океанов играли определяющую роль в изменении климата в их тропических частях.

Охлаждение и расширение полярных вод между 1,8 и 1,2 млн лет назад привело к увеличению разницы температур экваториальных и полярных частей океана. Перепад температур усилил циркуляцию воздуха и в конечном итоге привел к формированию современного феномена «холодного языка» — концентрации холодных вод Тихого океана в его восточной части, у берегов Южной Америки.

«Холодный язык» возникает в результате возникновения так называемого «поверхностного термоклина» — слоя воды, в котором наблюдается резкое падение температуры. Это явление сопровождается переносом глубинных холодных вод к поверхности Тихого океана в его восточной части в тропических широтах. Во времена плиоцена климат Земли был теплее, термоклин находился не у поверхности, а в более глубоких слоях. Перенос холодных вод к поверхности был меньше, «холодный язык» тоже. Следует отметить, что сейчас

раз в 3–5 лет повторяется ситуация, вызванная теплым климатом плиоцена: «холодный язык» сокращается в результате комплекса явлений, известных как «Эль-Ниньо».

«Наши результаты говорят о том, что полярные части океана играют ключевую роль в глобальном климате. Один из важнейших практических выводов – в результате глобального повышения температуры глубина термоклина неизбежно увеличится, площадь «холодного языка» в восточной части Тихого океана сократится, что несомненно скажется на климате Южной Америки. Климат в высоких широтах сейчас меняется весьма значительно, и, по нашим данным, вскоре это окончательно изменит тип климата в тропиках на плиоценовый, — объяснила Эрин Макклимонт из университета Ньюкасла, один из авторов работы.

Таким образом, если текущий тренд в климате сохранится, то

«Эль-Ниньо» в Тихом океане из аномалии превратится в постоянную закономерность температурного распределения.

Исследования теплого климата плиоцена – периода, когда млекопитающие начали осваивать океан и воздух и фактически сформировалась современная фауна, привлекают большое внимание именно как модель возможных предстоящих изменений температур на Земле.

Динамика океанических температур доисторических времен определяется по донным отложениям океана. Бурение седиментационных осадков проводилось на глубине до 3 км. В полученных образцах ученые определяли состав стабильных органических соединений, образующихся в воде в результате жизнедеятельности фитопланктона – мельчайших растительных организмов, живущих у поверхности океана.

Состав продуктов их жизнедеятельности меняется в зависимости от температуры среды обитания и может, таким образом, служить своеобразными «отпечатками пальцев» изменения климата.

Именно эти «биомаркеры» или «химические ископаемые» и позволили ученым определить поверхностную температуру воды океана миллионы лет назад.

«Молекулы могут быть «ископаемыми» так же, как и морские раковины или скелеты рыб. Продукты жизнедеятельности планктона планомерно, слой за слоем, осаждались на дне океана, что позволяет датировать изменение температуры морской воды в далеком прошлом», — объяснила Макклимонт.

Последствия исчезновения «холодного языка» для Южной Америки в рекламе не нуждаются. Потепление океана ведет все к тому же росту градиента температур между экваториальными и полярными областями — и приводит к образованию мощных циклонов, угрожающих побережью. Согласно оценкам ученых, первым удар на себя примет Перу. Некоторые археологи предполагают, что сверхсильное проявление «Эль-Ниньо» в прошлом могло уничтожить одну из древних южноамериканских цивилизаций. Если «Малыш» станет постоянным явлением, латиноамериканские страны ждут тяжелые времена.

От чего зависит температура воды в океане?

Несколько лет назад я отдыхала в Крыму. Был разгар лета, жаркое солнце, но вот в один из дней температура воды почему-то резко снизилась. Оказалось, дело было в холодном течении. Но на температуру морей и океанов влияют еще некоторые факторы.

Под воздействием чего меняется температура воды в океане

Все знают, что большую часть нашей планеты занимает не суша, а моря и океаны. Именно водная поверхность и поглощает большой объем солнечного тепла. На температуру воды в океане влияют несколько факторов:

• географическая широта;
• климат близлежащих территорий;
• течения.

Чем ближе будет расположение к экватору, тем выше будет уровень температуры. Такая ситуация складывается из-за того, что в районе экватора на Землю попадает большая часть солнечного тепла. Температура океанических вод на экваторе может достигать +29°С.

Температура воды в море очень сильно зависит от того, какой участок суши находится рядом. Например, в Красном море вода прогревается очень хорошо, так как вокруг находятся жаркие пустыни. Вода постоянно циркулирует, что позволяет равномерно ей распространяться. Все это происходит благодаря теплым и холодным течениям. Теплые — уносят хорошо прогретую воду от района экватора, а холодные — несут прохладную воду от крайних точек нашей планеты.

Как изменяется температура воды на глубине

Под яркими солнечными лучами может нагреваться только поверхность воды. Тепло может проникать примерно на несколько метров от нее. На глубину теплая вода поступает только благодаря постепенному перемешиванию водных масс.

Конечно же, чем больше глубина, тем ниже будет температура воды. Вначале она падает очень резко. Такая картина наблюдается первые 700 м, а затем изменение температуры происходит постепенно. Так как Солнце уже не способно проникать на такую глубину, то температура начинает снижаться примерно на 2°С каждые 1000 м. После 4000 м температурный показатель опускается до 0°С. Но на самом дне температура становится плюсовой и достигает +2°С. Земная мантия нагревает земную кору, которая на дне океана намного тоньше.

Почему меняется температура воды в мировом океане

Площадь мирового океана занимает 70% Земли, 30% приходится на сушу. В связи с этим, потребляет больше солнечной энергии на прогрев. Однако лучи воздействуют только на водную поверхность. Уровень нагрева толщи жидкости зависит от смешивания слоев.

Причины изменения температуры воды в океане

Тепловой фон колеблется по ряду факторов:

• географическое расположение. На экваториальной широте наблюдается самая высокая температура. Верхние слои нагреваются до +28°. При движении к полярному кругу наблюдается снижение. На полюсах показатели варьируются в районе нуля. Кроме этого изменчива соленость поверхностных вод. Температура пресной жидкости на несколько градусов ниже;
• глубина. Чем дальше от поверхности, тем холоднее. Изначально показатели «скачут», поэтому температура воды в океане изменяется неравномерно. С набором глубины охлаждение проходит плавнее. Каждые 1000 м понижается на 2°;
• наличие подводных течений. Теплые и холодные источники влияют на скорость «смешивания» подводных слоев.

Глубинные воды имеют полярное происхождение, поэтому структура и состав однородны. На глубине свыше 4000 метров t колеблется в пределах 0°-+2°С.

Факторы, влияющие на неоднородность прогрева

Разбирая вопрос, почему в мировом океане меняется температура воды, необходимо учитывать шарообразную форму планеты. От положения солнца относительно экватора меняется угол наклона. Следовательно, чем дальше от широты, тем больше рассеиваются солнечные лучи. Это снижает эффективность прогрева. Таким образом:

• наиболее высокие значения встречаются в экваториальной зоне. По мере удаления от широты наблюдается понижение;
• наличие ледников. Дрейфующие льдины остужают поверхность вокруг себя. Полное промерзание глубинных вод исключено за счет мантии, которая подогревает нижние слои;
• климат. На территории рядом с пустынями отмечены максимальные значения.

Показатели умеренных широт изменяются от времени суток. Проводя анализ, как и почему меняется температура воды в океане, исследователи учитывают все факторы.

Мировой океан – своеобразный тепловой котел, поглощающий на 50% больше солнечного тепла, чем суша. Вода, нагретая в жаркий сезон, аккумулирует энергию. Высвобождает в атмосферу в период холодов. Такая циркуляция исключает промерзание земли. Учеными подсчитано – если океаническая жидкость не могла сохранять тепло, среднее значение держится на отметке — 21°. Это ниже текущей на 36°.

Температура и солёность — урок. География, 7 класс.

Температура вод Мирового океана

Мировой океан оказывает огромное влияние на климат Земли. Он обменивается с атмосферой теплом и влагой. Температура вод океана до глубины \(200\) м изменяется по широтам — понижается от экватора к полюсам.

 

Средняя температура вод Мирового океана равна \(+17,5\) °С. Самый тёплый океан — Тихий (\(+19,1\) °С), самый холодный — Северный Ледовитый (\(+0,8\) °С). Средняя температура вод Индийского океана составляет \(+17,3\) °С, Атлантического — \(+16,5\) °С. Самое тёплое море — Красное (до \(+35\) °С).

 

 

Морская вода замерзает при температуре \(-1,9\) °С. Льдом покрыто около \(15\) % акватории Мирового океана. Зимой полярные льды в Северном полушарии распространяются до юга Гренландии, в Южном полушарии — до \(50\)° — \(55\)° ю. ш.

Солёность океанических вод

Морская вода представляет собой горько-солёный раствор со сложным химическим составом, в котором растворены практически все химические элементы. В морской воде больше всего поваренной соли (\(78\) %), которая придаёт ей солёный вкус. Горьковатый вкус океанической воды связан с солями магния. Также в ней растворены соли кальция, фосфора, серы, азота, меди, кремния, золота и др.

Солёность — количество солей, растворённых в \(1\) килограмме воды. Солёность измеряется в промилле (тысячных долях), обозначается значком — ‰.

Средняя солёность Мирового океана — \(35\) ‰. Самый солёный океан — Атлантический (\(35,4\) ‰). Средняя солёность вод Тихого океана — \(34,9\) ‰, Индийского — \(34,8\) ‰, Северного Ледовитого — \(31,4\) ‰. Самое солёное море — Красное (до \(47\) ‰).

 

Солёность вод Мирового океана зависит от испарения, притока речных вод, таяния ледников, от морских течений. Чем выше температура и испарение, тем больше солёность. Крупнейшие реки Земли опресняют морскую воду на многие километры. Тёплые течения несут более солёные воды, холодные — менее солёные.

 

Самая высокая солёность наблюдается в тропических широтах (до \(36,5\) ‰) из-за высокого испарения и малого количества осадков. Наименьшая солёность характерна для полярных широт (\(32\) ‰) из-за небольшого испарения и образования льдов.

 

Источники:

Среднегодовые температуры поверхности Мирового океана Автор: Plumbago — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23016228. Внесены изменения

Солёность Автор: Plumbago, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1154651. Внесены изменения

Температура поверхности моря

Температура поверхности моря имеет большое влияние на климат и погоду. Например, каждые 3–7 лет широкая полоса Тихого океана вдоль экватора нагревается на 2–3 градуса по Цельсию. Это потепление является отличительной чертой климатической модели Эль-Ниньо, которая меняет характер осадков по всему миру, вызывая сильные дожди на юге Соединенных Штатов и сильную засуху в Австралии, Индонезии и южной Азии. В меньшем масштабе температура океана влияет на развитие тропических циклонов (ураганов и тайфунов), которые черпают энергию из теплых океанических вод для формирования и усиления.

Эти карты температуры поверхности моря основаны на наблюдениях спектрорадиометра среднего разрешения (MODIS) на спутнике НАСА Aqua. Спутник измеряет температуру верхнего миллиметра поверхности океана. На этой карте самая холодная вода отображается синим цветом (примерно -2 градуса Цельсия), а самая высокая температура — розово-желтым (35 градусов Цельсия). Массивы суши и большая площадь морского льда вокруг Антарктиды отображаются оттенками серого, что указывает на то, что данные не собирались.

Наиболее очевидная закономерность, показанная во временном ряду, — это круглогодичная разница температур поверхности моря между экваториальными регионами и полюсами. Различные теплые и прохладные течения выделяются даже в среднемесячных значениях температуры поверхности моря. Полоса теплых вод извивается вверх по восточному побережью Соединенных Штатов и пересекает Северную Атлантику — Гольфстрим.

Хотя кратковременные погодные явления, влияющие на температуру океана, часто вымываются из среднемесячных значений, некоторые события обнаруживаются.Например, в декабре 2003 года сильный ветер дул на юго-запад от Мексиканского залива над Центральной Америкой в ​​сторону Тихого океана, отгоняя поверхностные воды от побережья и позволяя холодной воде из глубин океана подниматься на поверхность. Эти ветры — повторяющееся явление в этом районе зимой; они известны как ветры Техуано.

Просмотрите, загрузите или проанализируйте больше этих данных из NASA Earth Observation (NEO):
Температура поверхности моря

Потепление океана | IUCN

Потепление океана приводит к деоксигенации — уменьшению количества растворенного в океане кислорода — и повышению уровня моря — в результате теплового расширения морской воды и таяния континентальных льдов. Повышение температуры в сочетании с закислением океана (снижение pH океана из-за поглощения CO ₂ ) влияет на морские виды и экосистемы и, следовательно, на фундаментальные блага, которые люди получают от океана.

Воздействие на морские виды и экосистемы
Морские рыбы, морские птицы и морские млекопитающие сталкиваются с очень высокими рисками от повышения температуры, включая высокий уровень смертности, потерю нерестилищ и массовые перемещения по мере того, как виды ищут благоприятные условия окружающей среды.На коралловые рифы также влияет повышение температуры, которое вызывает обесцвечивание кораллов и увеличивает риск их гибели.

Воздействие на людей
По оценкам отчета Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций за 2012 год, морское и пресноводное рыболовство и аквакультура обеспечивают 4,3 миллиарда человек примерно 15% животного белка. Рыболовство и аквакультура также являются источником дохода для миллионов людей во всем мире. Из-за изменения распределения рыбных запасов и повышения уязвимости видов рыб перед болезнями потепление океана создает серьезную угрозу для продовольственной безопасности и средств к существованию людей во всем мире.Экономические потери, связанные с потеплением океана, могут составить от десятков до сотен миллионов долларов.

Повышение температуры также влияет на растительность и виды, строящие рифы, такие как кораллы и мангровые заросли, которые защищают береговую линию от эрозии и повышения уровня моря. Повышение уровня моря и эрозия особенно затронут низкорасположенные островные страны в Тихом океане, разрушая жилые дома и инфраструктуру и вынуждая людей переезжать.

Повышение температуры поверхности моря вызывает более сильные ураганы и усиление явлений Эль-Ниньо, вызывающих засухи и наводнения.Это может иметь значительные социально-экономические последствия и последствия для здоровья в некоторых регионах мира.

Повышение температуры океана связано с увеличением и распространением болезней среди морских видов. Люди рискуют напрямую передать эти болезни при употреблении в пищу морских видов или от инфекций ран, обнаруженных в морской среде.

Ключевые физические переменные в океане: температура, соленость и плотность

Соленость — это мера «солености» морской воды, или, точнее, количество растворенных веществ в морской воде.В рабочем состоянии растворенное вещество — это то, что остается после прохождения морской воды через очень тонкий фильтр для удаления твердых частиц. Исторически использовался стекловолоконный фильтр с номинальным размером пор 0,45 мкм. Совсем недавно фильтры с размером пор 0,2 мкм стали стандартом, поскольку фильтры с таким размером пор улавливают мельчайшие бактерии.

Однако история концепции солености и ее различных определений (которые со временем менялись) — длинная и сложная история, восходящая к концу 19 века.История сложна по двум причинам. Во-первых, любое полезное определение солености содержит какие-то приближения. Эти приближения необходимы, потому что растворенные вещества в морской воде представляют собой сложную смесь практически всех известных элементов, и невозможно измерить полный состав каждой пробы воды. Во-вторых, тонкие технические детали этих приближений, которые претерпели изменения по мере того, как стало больше узнаваться о морской воде, очень важны на практике. Эти детали важны, потому что требуемая точность измерения солености, необходимая для понимания общей циркуляции океана, чрезвычайно высока (около ± 0.006%, см. Таблицу 1), так что даже небольшие изменения числовых значений могут иметь значительные последствия при неправильной интерпретации.

Наиболее полезные определения солености основаны на хорошо известном факте, что относительные соотношения большинства важных составляющих морской воды в океане примерно постоянны (Принцип постоянных пропорций). Следовательно, практические, но приблизительные измерения общего растворенного содержания могут быть найдены путем масштабирования измерений одного свойства.

Первоначально наиболее удобным для измерения свойством была концентрация хлоридов или галогенид-иона (в основном Cl ^— и Br ^— ). Хлорность измеряли с помощью прямого химического титрования, а затем преобразовывали в меру солености с помощью простой линейной функции. Такие солености часто можно определить по прилагаемой единице ppt или символу.

Однако почти все современные оценки солености основаны на измерениях электропроводности (или, с высокой точностью, на измерениях отношения проводимости образца морской воды к проводимости специального эталонного материала, называемого IAPSO Standard Seawater).Поскольку электропроводность морской воды также сильно зависит от температуры и, в некоторой степени, от давления, при этом подходе также необходимо измерять температуру и давление. Преобразование измеренных температуры, давления и проводимости в соленость является сложным и нелинейным. С начала 1980-х годов океанологи использовали расчетное значение, формально называемое практической соленостью (обозначенное S _P ) в качестве заместителя истинной солености. Практическая соленость определяется как функция температуры, давления и проводимости другим стандартом, Практической шкалой солености 1978 года (или PSS-78).Когда океанологи используют слово соленость , они часто имеют в виду практическую соленость, хотя лучше использовать полное название, чтобы избежать двусмысленности.

Важно подчеркнуть, что у практических соленостей нет единиц. Этот факт, сбивающий с толку неспециалистов, связан с техническими проблемами, которые не позволяли дать точное определение при создании PSS-78. Иногда этот недостаток единиц неловко устраняется путем добавления аббревиатуры PSU (практические единицы солености) к числовому значению, хотя это формально неверно и настоятельно не рекомендуется.Практическая соленость численно меньше примерно на 0,5%, чем массовая доля растворенного вещества, когда эта массовая доля выражается в граммах растворенного вещества на килограмм морской воды. Тем не менее, практическая соленость была определена как достаточно сопоставимая с численными значениями солености на основе хлорирования, чтобы сохранить историческую преемственность.

Специальный эталонный материал, используемый для калибровки приборов для измерения солености, IAPSO Standard Seawater, производится одной компанией (Ocean Scientific International Ltd., Великобритания) и создается с использованием морской воды, полученной из определенного региона Северной Атлантики. Хотя использование стандартной морской воды для определения практической солености было обычным делом в течение многих лет, зависимость измерений практической солености от физического артефакта, который, как известно, деградирует с возрастом, приводит к ряду технических проблем, особенно с точки зрения долгосрочной стабильности и взаимосопоставимость высокоточных измерений океана.

Новый стандарт морской воды TEOS-10 определяет лучшую меру солености, называемую абсолютной соленостью (обозначается S _A ).Это новое определение включает в себя несколько характеристик, разработанных для решения технических трудностей, описанных выше, и обеспечивает наилучшую имеющуюся оценку массовой доли растворенного вещества. Обычно это связано с прилагаемой единицей г / кг.

Во-первых, определение солености больше не основывается на свойствах стандартной морской воды IAPSO. Вместо этого лучшие оценки концентраций важных неорганических компонентов стандартной морской воды используются в TEOS-10 для точного определения искусственной морской воды с эталонным составом (таблица 2). По практическим и историческим причинам определение эталонного состава игнорирует растворенные органические вещества, а также большинство газов, хотя в остальном оно включает наиболее важные составляющие реальной морской воды с низким содержанием питательных веществ.

Контрольный состав	ммоль / кг	мг / кг
Na +	468.9675	10781.45
Мг 2+	52,8170	1283,72
Ca 2+	10,2820	412. 08
К +	10.2077	399,10
Ср 2+	0,0907	7.94
Класс —	545,8695	19352,71
СО 4 2-	28.2353	2712,35
Br –	0,8421	67,29
Ф. —	0,0683	1.30
HCO 3 —	1,7178	104,81
CO 3 2-	0,2389	14,34
В (ОН) 3	0,3143	19,43
В (ОН) 4 —	0.1008	7,94
CO 2	0,0097	0,43
ОН —	0,0080	0,14
Наблюдаемые вариации, наблюдаемые в реальной морской воде
О 2	0 — 0. 3	0-10
№ 2	0,4	14
Si (ОН) 4	0 — 0,17	0–16
НЕТ 3 —	0 — 0,04	0-2
ПО 4 —	0 — 0.003	0 — 0,2
ΔCa +	0 — 0,1	0-4
ΔHCO 3 —	0 — 0,3	0-20
Растворенные органические вещества (РОВ)	—	0-2
Таблица 2. Эталонный состав морской воды с S P 35,000 и S R ≡ 35,16504 г / кг. Концентрации в морской воде с более высокой или низкой соленостью могут быть найдены приблизительно путем масштабирования всех значений в большую или меньшую сторону на один и тот же коэффициент. Единицы концентрации даны на килограмм морской воды. Настоящая морская вода содержит дополнительные компоненты, которые не включены в контрольную композицию, но концентрации (и их вариации) могут превышать 1 мг / кг.Концентрации этих компонентов не увеличиваются и не уменьшаются с увеличением солености, но в значительной степени контролируются биогеохимическими процессами.

Затем определяется числовая эталонная соленость (обозначенная S _R ), представляющая массовую долю растворенного вещества в морской воде эталонного состава. Эталонная соленость выражается в граммах растворенного вещества на килограмм морской воды и определяется численно путем умножения концентраций различных компонентов эталонной композиции на их атомные веса и последующего суммирования.Считается, что определенная таким образом соленость находится на шкале солености эталонного состава. Обратите внимание, что погрешность самих атомных весов вносит в это определение погрешность около 1 мг / кг.

Стандартная морская вода теперь рассматривается как физический артефакт, который приблизительно соответствует эталонному составу морской воды. Затем конкретному образцу стандартной морской воды присваивается эталонная соленость по шкале эталонной солености состава. Эта эталонная соленость численно отличается от практической солености образца (рис. 1b), но ее можно получить из практической солености на основе проводимости с помощью простого масштабирования.Однако эталонная соленость также может быть оценена с использованием других подходов (например, путем прямых измерений плотности и инверсии уравнения состояния TEOS-10).

Хотя определение эталонного состава обеспечивает стандарт для определения солености стандартной морской воды, при рассмотрении реальных морских вод возникает дополнительная проблема. Это связано с тем, что относительный химический состав морской воды на самом деле немного отличается в разных географических точках. Наиболее важные изменения, которые происходят в реальном океане, возникают из-за изменений в углеродной системе, а также в концентрациях кальция (Ca ²⁺ ) и нитрата макроэлементов (NO ₃ ^—) и кремниевой кислоты (Si ( OH) ₄ ) (Таблица 2). На эти составляющие влияют биогеохимические процессы в океане. Они удаляются при образовании биологического материала и возвращаются при его растворении.

При использовании PSS-78 эти изменения относительного состава игнорируются. Однако это означает, что воды одной и той же практической солености из разных частей океана могут содержать разные массовые доли растворенного вещества. В открытом океане разница может достигать 0,025 г / кг (рис. 1b). В прибрежных водах, где присутствие речных солей является дополнительным фактором, разница может достигать 0.1 г / кг. Различия такого размера более чем на порядок превышают точность, с которой сообщается соленость (Таблица 1).

Согласно TEOS-10 эти изменения относительного состава явно учитываются в определении абсолютной солености. Абсолютную соленость TEOS-10 можно определить, сначала измерив электропроводность, температуру и давление водяного пучка, как и раньше. Затем рассчитывается эталонная соленость, как если бы вода имела эталонный состав. Наконец, добавляется небольшой поправочный коэффициент для учета вариаций состава. Эта поправка, также известная как аномалия солености, обозначается Δ S _A . Это примерно коррелирует с концентрацией макроэлементов в морской воде и является наибольшим в глубинах северной части Тихого океана, где эти концентрации являются наибольшими.

Температура океана — Science Learning Hub

Температура океана определяет, какую форму принимает вода. Большая часть океана представляет собой жидкую воду, но если она становится достаточно холодной, она превращается в твердый лед или, если становится достаточно горячей, она может перейти в атмосферу в виде водяного пара

Вода нагревается медленнее, чем воздух, но может удерживать больше тепло — воде требуется в 4 раза больше энергии для повышения своей температуры на 1ºC, чем той же массе воздуха, поэтому океан играет важную роль в получении энергии от Солнца и предотвращении перегрева Земли.

Изменение температуры

Температура океана, особенно его поверхности, варьируется от места к месту и от сезона к сезону. Температура океана зависит от количества поглощенной солнечной энергии.

Тропические океаны большую часть года получают много прямого солнечного света, поэтому вода теплая. Лето — единственное время, когда полярные регионы получают солнечный свет, и даже тогда он никогда не бывает прямо над головой, поэтому вода в этих местах, как правило, холодная. Количество солнечного света, попадающего в регионы с умеренным климатом (между тропиками и полюсами), варьируется между летом и зимой.Изменение поглощенной солнечной энергии означает, что температура поверхности океана может варьироваться от теплых 30 ° C в тропиках до очень холодных -2 ° C у полюсов.

Температура океана также меняется сверху вниз, что придает большей части океана вертикальную структуру. Есть верхний слой воды глубиной до 200 м, который нагревается солнцем и имеет одинаковую температуру сверху вниз. Ниже находится слой, называемый термоклином, местами достигающий 1000 м, который внизу холоднее, чем вверху.Глубокий океан ниже термоклина, составляющий 80% океана, имеет одинаковую очень низкую температуру повсюду.

Что происходит при изменении температуры

Некоторые свойства воды меняются в зависимости от температуры:

• Холодная вода более плотная, чем теплая, поэтому имеет тенденцию тонуть.
• Холодная вода содержит больше растворимых газов, таких как углекислый газ
• Температура воды может влиять на продуктивность живущих в ней организмов.

Вода расширяется при нагревании — тепловая энергия заставляет ее молекулы двигаться больше и занимать больше места.Поскольку молекулы более рассредоточены, плотность снижается. Когда вода остывает, она сжимается и становится плотнее.

И температура, и соленость влияют на плотность воды, в результате чего вода движется вверх или вниз через слои океана и движется как течения вокруг океана.

Идея упражнения

В этом упражнении о температуре воды учащиеся смотрят, что происходит, когда встречаются горячая и холодная вода.

Изменение климата: глобальная температура | NOAA Климат.

gov

Учитывая размер и огромную теплоемкость Мирового океана, требуется огромное количество тепловой энергии, чтобы повысить среднегодовую температуру поверхности Земли даже на небольшую величину. Повышение средней глобальной температуры поверхности на 2 градуса, которое произошло с доиндустриальной эры (1880-1900 гг.), Может показаться незначительным, но это означает значительное увеличение накопленного тепла. Это дополнительное тепло приводит к региональным и сезонным экстремальным температурам, уменьшению снежного покрова и морского льда, усилению проливных дождей и изменению ареалов обитания растений и животных — расширение одних и сокращение других.

История глобальной температуры поверхности с 1880 года

Изучите этот интерактивный график: Щелкните и перетащите, чтобы отобразить различные части графика. Чтобы сжать или растянуть график в любом направлении, удерживайте нажатой клавишу Shift, затем щелкните и перетащите. На графике показаны среднегодовые глобальные температуры с 1880 года (исходные данные) в сравнении с долгосрочным средним значением (1901-2000 годы). Нулевая линия представляет собой долгосрочную среднюю температуру для всей планеты; синие и красные столбцы показывают разницу выше или ниже среднего за каждый год.

Условия в 2020 году

Согласно отчету о глобальном климате за 2020 год, подготовленному Национальными центрами экологической информации NOAA, каждый месяц 2020 года, кроме декабря, входил в четверку самых теплых за всю историю наблюдений за этот месяц. В декабре присутствие умеренно сильного явления Ла-Нинья охладило тропический Тихий океан и снизило глобальную среднюю теплоту тепла. Месяц оказался «всего лишь» восьмым самым теплым декабрем за всю историю наблюдений.

Несмотря на Ла-Нинья, 2020 год стал вторым самым теплым годом из 141-летнего рекорда для поверхности суши и океана, а на суше были самые жаркие из когда-либо зарегистрированных. Во многих частях Европы и Азии было рекордно тепло, включая большую часть Франции и северной Португалии и Испании, большую часть Скандинавского полуострова, Россию и юго-восток Китая. Еще большая часть земного шара была намного теплее средней, включая большую часть Атлантического и Индийского океанов. Жара достигла Антарктики, где станция на базе Эсперанса, на оконечности Антарктического полуострова, 6 февраля 2020 года, похоже, установила новый рекордно высокую температуру в 65,1 градуса по Фаренгейту (18,4 градуса по Цельсию). .

Для получения более подробной информации о регионах и климатической статистике за 2020 год см. Ежегодный климатический отчет за 2020 год, подготовленный Национальными центрами экологической информации NOAA.

Изменения с течением времени

Хотя потепление не было равномерным по всей планете, тенденция к повышению среднемировой температуры показывает, что больше областей нагреваются, чем охлаждаются. Согласно Ежегодному климатическому отчету NOAA за 2020 год, общая температура суши и океана повысилась в среднем на 0,13 градуса по Фаренгейту (0. 08 градусов Цельсия) за десятилетие с 1880 года; однако средняя скорость роста с 1981 года (0,18 ° C / 0,32 ° F) была более чем вдвое выше.

Все 10 самых теплых лет за всю историю наблюдений приходятся на период с 2005 года, а 7 из 10 — только с 2014 года. Если вернуться к 1988 году, вырисовывается закономерность: за исключением 2011 года, поскольку каждый новый год добавляется к историческим данным, он становится один из 10 самых теплых за всю историю наблюдений в то время, но в конечном итоге он заменяется по мере того, как окно «первой десятки» смещается вперед во времени.

К 2020 году модели прогнозируют, что глобальная температура поверхности будет более чем на 0,5 ° C (0,9 ° F) выше, чем в среднем за 1986–2005 годы, независимо от того, по какому пути выбросов углекислого газа будет следовать мир. Это сходство температур независимо от общего объема выбросов — краткосрочное явление: оно отражает огромную инерцию обширных океанов Земли. Высокая теплоемкость воды означает, что температура океана не реагирует мгновенно на повышенное тепло, удерживаемое парниковыми газами. Однако к 2030 году дисбаланс нагрева, вызванный парниковыми газами, начинает преодолевать тепловую инерцию океанов, и прогнозируемые температурные траектории начинают расходиться, а неконтролируемые выбросы углекислого газа, вероятно, приведут к нескольким дополнительным степеням потепления к концу века.

О температуре поверхности

Представление о средней температуре для всего земного шара может показаться странным. В конце концов, в этот самый момент самые высокие и самые низкие температуры на Земле, вероятно, различаются более чем на 100 ° F (55 ° C). Температуры варьируются от ночи к дню и от сезонных экстремумов в северном и южном полушариях. Это означает, что некоторые части Земли довольно холодные, а другие — совершенно горячие. Поэтому говорить о «средней» температуре может показаться чепухой.Однако концепция глобальной средней температуры удобна для обнаружения и отслеживания изменений в энергетическом балансе Земли — сколько солнечного света Земля поглощает за вычетом того, сколько он излучает в космос в виде тепла — с течением времени.

Чтобы вычислить среднюю глобальную температуру, ученые начинают с измерений температуры, проводимых в разных точках земного шара. Поскольку их цель — отслеживать изменений температуры, измерения преобразуются из абсолютных показаний температуры в температурные аномалии — разницу между наблюдаемой температурой и долгосрочной средней температурой для каждого местоположения и даты.Несколько независимых исследовательских групп по всему миру проводят собственный анализ данных о температуре поверхности, и все они демонстрируют аналогичную тенденцию к росту.

В недоступных областях, где мало измерений, ученые используют температуру окружающей среды и другую информацию для оценки недостающих значений. Затем каждое значение используется для расчета средней глобальной температуры. Этот процесс обеспечивает последовательный и надежный метод мониторинга изменений температуры поверхности Земли с течением времени.Узнайте больше о том, как создается глобальный рекорд температуры поверхности, в нашем пособии по климатическим данным.

Список литературы

Санчес-Луго, А., Беррисфорд, П., Морис, К., и Аргуэс, А. (2018). Температура [в Состояние климата в 2018 году ]. Бюллетень Американского метеорологического общества, 99 (8), S11 – S12.

Национальные центры экологической информации NOAA, Состояние климата: глобальный климатический отчет за 2020 год, онлайн, январь 2021 года, получено 15 марта 2021 года с https: // www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/202013.

IPCC, 2013: Резюме для политиков. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы 1 в 5-й доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Интерактивный график данных

Годовые аномалии глобальной температуры вместе взятые, выраженные как отклонения от среднего значения за 1901–2000 годы. Национальный центр климатических данных.

Изменение климата: теплосодержание океана

Растущее количество парниковых газов не позволяет теплу, излучаемому с поверхности Земли, уходить в космос так же свободно, как раньше. Большая часть избыточного атмосферного тепла возвращается в океан. В результате за последние несколько десятилетий теплосодержание верхнего слоя океана значительно увеличилось.

Изучите этот интерактивный график: Щелкните и перетащите, чтобы отобразить различные части графика.Чтобы сжать или растянуть график в любом направлении, удерживайте нажатой клавишу Shift, затем щелкните и перетащите. Этот график (исходные данные) показывает отличия от долгосрочного среднего глобального содержания тепла в океане (1955-2006 гг.) В верхних 700 метрах океана.

В среднем по поверхности Земли коэффициенты тепловыделения в 1993–2019 гг. Составляли от 0,36 (± 0,06) до 0,41 (± 0,04) ватт на квадратный метр для глубин от 0 до 700 метров и от 0,14 (± 0,04) до 0,32 (± 0,03). для глубин 700–2000 метров. Для глубин 2000–6000 м расчетное увеличение составило 0.06 (± 0,03) ватт на квадратный метр в период с июня 1992 года по июль 2011 года. Согласно отчету State of the Climate 2019 , «Суммируя три слоя (с их немного разными периодами времени), глубинный океан Прибыль тепла за период примерно с 1993 по 2019 год колеблется от 0,55 до 0,79 Вт на квадратный метр ».

Как движется тепло

Океан — крупнейший коллектор солнечной энергии на Земле. Вода не только покрывает более 70 процентов поверхности нашей планеты, она также может поглощать большое количество тепла без значительного повышения температуры.Эта огромная способность накапливать и выделять тепло в течение длительных периодов времени дает океану центральную роль в стабилизации климатической системы Земли. Главный источник тепла океана — солнечный свет. Кроме того, облака, водяной пар и парниковые газы выделяют тепло, которое они поглощают, и часть этой тепловой энергии поступает в океан. Волны, приливы и течения постоянно перемешивают океан, перемещая тепло из более теплых широт в более прохладные и на более глубокие.

Тепло, поглощаемое океаном, перемещается из одного места в другое, но не исчезает.Тепловая энергия в конечном итоге возвращается в остальную часть земной системы за счет таяния шельфовых ледников, испарения воды или прямого повторного нагрева атмосферы. Таким образом, тепловая энергия океана может нагревать планету в течение десятилетий после того, как она была поглощена. Если океан поглощает больше тепла, чем выделяет, его теплосодержание увеличивается. Знание того, сколько тепловой энергии поглощает и выделяет океан, необходимо для понимания и моделирования глобального климата.

Измерение тепла океана

Исторически сложилось так, что для измерения температуры океана корабли должны были опускать датчики или сборщики проб в воду.Этот трудоемкий метод может обеспечить температуру только для небольшой части огромного океана планеты. Чтобы получить глобальный охват, ученые обратились к спутникам, которые измеряют высоту поверхности океана. По мере того, как вода нагревается, она расширяется, поэтому оценки температуры океана можно вывести по высоте поверхности моря.

Чтобы получить более полную картину содержания тепла в океане на разных глубинах, ученые и инженеры также используют ряд приборов для измерения температуры in situ . Среди них — флот из более чем 3000 роботизированных «поплавков», которые измеряют температуру океана по всему миру.Известные как плавает Арго, датчики дрейфуют в океане на разной глубине. Каждые 10 дней или около того, согласно их запрограммированным инструкциям, они поднимаются над водой, регистрируя температуру (и соленость) по мере всплытия. Когда поплавок достигает поверхности, он через спутник отправляет ученым свое местоположение и другую информацию, а затем снова спускается.

Ученые постоянно сравнивают данные со спутников, поплавков и зондов, чтобы убедиться, что получаемые ими значения имеют смысл. Они обрабатывают диапазон измерений для расчета оценки глобального среднего содержания тепла в океане каждые три месяца.Преобразование температуры в джоули (стандартная единица энергии) позволяет им сравнивать тепло в океане с теплом в других частях климатической системы Земли.

Изменения с течением времени

Более 90 процентов потепления, которое произошло на Земле за последние 50 лет, произошло в океане. По оценкам последних исследований, потепление в верхних слоях океана составляет около 63 процентов от общего увеличения количества накопленного тепла в климатической системе с 1971 по 2010 год, а потепление от 700 метров до дна океана добавляет еще около 30 процентов.

Менее одного ватта на квадратный метр может показаться небольшим изменением, но умноженное на площадь поверхности океана (более 360 миллионов квадратных километров), это приводит к огромному глобальному энергетическому дисбалансу. Это означает, что, хотя на данный момент атмосфера была избавлена ​​от глобального потепления, тепло, уже накопленное в океане, в конечном итоге будет высвобождено, что приведет к дополнительному потеплению на Земле в будущем.

В настоящее время потепление воды в океане приводит к повышению уровня мирового океана, потому что вода расширяется при нагревании.В сочетании с водой от таяния ледников на суше поднимающееся море угрожает естественным экосистемам и строениям человека вблизи береговых линий по всему миру. Потепление океанических вод также связано с истончением шельфовых ледников и морского льда, что имеет дополнительные последствия для климатической системы Земли. Наконец, потепление океанических вод угрожает морским экосистемам и источникам средств к существованию. Например, теплые воды ставят под угрозу здоровье кораллов и, в свою очередь, сообщества морских обитателей, которые зависят от них в плане убежища и пропитания.В конечном итоге люди, которые зависят от морского рыболовства в плане питания и работы, могут столкнуться с негативными последствиями потепления океана.

Дополнительная литература

Информацию о том, как рассчитывается теплосодержание океана на основе температуры океана, можно получить в Национальном центре океанографических данных NOAA.

Скотт, Мишон. 2006. Большое тепловое ведро Земли. Земная обсерватория НАСА. По состоянию на 2 февраля 2011 г.

Линдси, Ребекка. 2008. Исправление похолодания океана. Земная обсерватория НАСА. Доступ 2 февраля 2011 г.

Список литературы

Джонсон, Г.К., Дж. М. Лайман, Т. Бойер, Л. Ченг, С. М. Домингес, Дж. Гилсон, М. Исии, Р. Э. Киллик, Д. Монселесан, С. Г. Пурки и С. Е. Вейффельс, 2020: теплосодержание океана [в «Государстве климата в 2019 г. »Глава 3]. Bull. Amer. Meteor. Soc., 101 (8), S140 – S144, https: // doi.org/10.1175/BAMS-D-20-0105.1.

М. Райн, С. Р. Ринтул, С. Аоки, Э. Кампос, Д. Чемберс, Р. А. Фили, С. Гулев, Г. К. Джонсон, С. А. Джози, А. Костяной, К. Мауритцен, Д.Реммич, Л. Д. Талли и Ф. Ван, 2013: Наблюдения: Океан. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, DOI: 10.1017 / CBO9781107415324.010.

С. Левитус, Дж. И.Антонов, Т. П. Бойер, Р. А. Локарнини, Х. Э. Гарсия, А. В. Мишонов. 2009. «Глобальное теплосодержание океана в 1955–2008 гг. В свете недавно обнаруженных проблем с приборами» Письма о геофизических исследованиях , 36, L07608, doi: 10.1029 / 2008GL037155.

Т. П. Бойер, Дж. И. Антонов, О. К. Баранова, Х. Э. Гарсия, Д. Р. Джонсон, Р. А. Локарнини, А. В. Мишонов, Т. Д. О’Брайен, Д. Сеидов, И. В. Смоляр, М. М. Цвенг, 2009. База данных о мировом океане 2009 . С. Левитус, Ред., Атлас NOAA NESDIS 66, U.Типография S. Gov, Вашингтон, округ Колумбия, 216 стр., DVD.

Данные

Глобальное содержание тепла в океане из Национального центра океанографических данных.

профилей температуры океана | manoa.

hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Температура поверхности моря

---

Плотная, холодная вода тонет при контакте с менее плотной, более теплой водой. Это опускание холодной плотной воды влияет на температуру океана как на поверхности, так и в глубинах океана.

Температура поверхности воды в океане колеблется от –2˚C до 36 .C. Температура может быть ниже, чем температура замерзания пресной воды (0 ° C), потому что растворенные соли в морской воде понижают точку замерзания. Самые низкие температуры поверхности океана наблюдаются у Северного полюса и у Антарктиды (рис. 2.8). Самые высокие температуры поверхности океана находятся около экватора. Это связано с тем, что в среднем солнечные лучи наиболее прямые на экваторе и менее прямые при удалении от экватора.Мы можем видеть эту концепцию, продемонстрированную на рис. 2.9. Желтые круги, образованные тремя средними желтыми линиями, представляют собой солнечные лучи, падающие на экваториальную область. Площадь каждого круга небольшая и сосредоточенная. Большие круги на северном и южном полюсах, образованные верхней и нижней желтыми линиями, показывают, что одинаковое количество солнечной энергии распространяется на большую площадь в полярных регионах. Поскольку солнечная энергия здесь менее сконцентрирована, вода в высоких широтах не становится такой теплой, как вода у экватора.

На рис. 2.9 желтый круг, образованный средней желтой линией между Австралией и Индонезией, маленький и концентрированный. Этот маленький кружок показывает, что энергия Солнца сильна и интенсивна около экватора. Большие круги на Южном полюсе и над Азией, образованные верхней и нижней желтыми линиями, показывают, что солнечная энергия распространяется и ослабевает ближе к полюсам. Вода в высоких широтах не такая теплая, как у экватора.

Во всем мире средняя температура поверхностных вод океана составляет 17˚C.Для сравнения, средняя мировая температура всей океанской воды, от поверхности до морского дна, составляет 3,5˚C.

Слои воды

Стратификация воды — это процесс, при котором вода в океане и озерах образует слои в зависимости от разницы в температуре и солености. В открытом океане температура и соленость воды меняются с глубиной. Данные датчиков температуры, опущенных в океан и другие водоемы для создания вертикального температурного профиля, показывают, что поверхностный слой теплой воды часто резко обрывается, а температура быстро меняется от теплой к холодной.Термоклин — это зона быстрого изменения температуры. Термоклин также называют переходной зоной , потому что он имеет характеристики как поверхностного, так и глубоководного слоев.

Деятельность

Постройте графики, показывающие вертикальные профили температуры в бассейне Тихого океана.

.