Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Влагообмен в системе океан-атмосфера
|
|
Планетарный обмен влаги складывается из количества испаряющейся воды, массы выпадающих осадков, материкового стока и вод, образующихся при таянии льда. Разность между испарением и осадками определяет бюджет пресных вод в любой точке Мирового океана. Общий баланс пресных вод в пределах всего океана вычисляется с учетом материкового стока и количества талых вод (рис.20).
Рис. 20. Планетарный обмен влагой (тыс.км3) (ВМО, 2002)
Затраты тепла на испарение, отнимающего воду с поверхности океана, непосредственно являются составляющей его теплового баланса. Осадки, возвращающие влагу в океан, являются результатом конденсации пара в атмосфере, при которой тепло испарения передается воздуху. Таким образом, влага, участвующая в непрерывном цикле испарение-конденсация, является своеобразным теплоносителем, передающим от океана атмосфере большую часть тепла солнечной радиации, поглощаемой океаном.
Влияние самих осадков на теплосодержание океана незначительно, так же как и стока с суши, возвращающего часть осадков, выпавших над материками.
Если выделить в океане вертикальный столб пространства от поверхности до дна, то баланс влагообмена для него выразится весьма просто (рис. 21).
На любой акватории океана испарение Ии осадки О не равны как за небольшие промежутки времени, так и за год в среднем. Возникающие вследствие этого изменения уровня создают горизонтальные градиенты давления, которые перемещают воду и быстро компенсируют изменения уровня. Эти компенсирующие движения накладываются на течения, существующие по другим причинам, но могут быть выделены из наблюдающегося суммарного течения как разность вносимого в столб и выносимого из него объемов воды.
Рис. 21. Схема влагообмена
Таким образом, постоянство количества воды в столбе поддерживается балансом испарения, бокового притока Vп и оттока V0воды, в которых присутствует и материковый сток Vс:
О+ Vп=И+ V0
Уравнение является уравнением водного баланса, которое определяет количественное соотношение между составляющими водного баланса. Водный баланс — соотношение прихода и расхода воды с учетом изменения ее запасов за выбранный интервал времени для рассматриваемой акватории.
Уравнение не вполне корректно, поскольку Vп и V0 содержат соли, а О и И не содержат. Разность О-И компенсируется только пресной частью Vп и V0 и результирующий водообмен Vп - V0 не равен О – И. В испарении и осадках участвует только пресная вода, поэтому разность О – И называют пресным балансом.
Для океана или моря в целом, так же как и для отдельного столба, в среднем соблюдается постоянство массы воды, поэтому уравнение водного баланса справедливо и для них. Только в этом случае члены водообмена выражают водообмен с соседними водоемами, и, кроме того, в уравнение следует ввести сток с суши Vс. Пресный баланс для моря в целом выразится так: O + Vс – И = П.
Основными составляющими водного баланса являются осадки и испарение. Речной сток дает всего 10% притока. В Тихом и Северном Ледовитом океанах приток пресных вод за счет осадков и речного стока превышает испарение, вследствие чего в них образуется излишек вод, стекающих в Атлантический и Индийский океаны. Поступление пресной воды в океаны происходит в основном в экваториальной зоне и в умеренных широтах южного полушария. В тропических широтах обоих полушарий испаряется влаги больше, чем выпадает осадков. В экваториальной зоне конвергенция пассатов вызывает восходящие потоки воздуха и обильные осадки. В субтропических районах высокого атмосферного давления количество осадков убывает и дефицит воды компенсируется морскими течениями. В умеренных широтах частые циклоны приводят к превышению осадков над испарением.
Определение испарения с поверхности океана является трудным делом. Измерение осадков хотя в принципе и проще, однако на пространстве океана оно систематически выполняется только метеостанциями на островах и берегах. Поэтому в настоящее время данные по пресному балансу океанов весьма схематичны.