Свойства вод Мирового океана

1. Физико-химические свойства океанской воды и зонально-региональное их проявление

2. Соленость – это минерализация морской воды

Соленость измеряется в промилле, т.е. весовых частях солей,
приходящихся на 1000 весовых частей воды и обозначается ‰.
Средняя соленость Мирового океана 35‰ (35 г на 1 кг воды).

3. Среднее содержание химических элементов в морской воде

Элемент
%
Элемент
%
Элемент
%
Элемент
%
H
10,7
Y
3·10–8
Sc
4·10–9
Dy
7,3·10–11
He
5·10–10
Zr
5·10–9
Ti
1·10–7
Ho
2,2·10–11
Li
1,5·10–5
Nb
1·10–9
V
3·10–7
Er
6·10–11
Be
6·10–11
Mo
1·10–6
Cr
2·10–9
Fm
1·10–11
B
4,6·10–4
Ag
3·10–3
Mn
2·10–7
Yb
5·10–11
C
2,8·10–3
Cd
1·10–8
Fe
1·10–6
Lu
1·10–11
N
5·10–5
In
1·10–9
Co
5·10–8
W
1·10–8
О
85,8
Sn
3·10–7
Ni
2·10–7
Au
4·10–10
F
1,3·10–4
Sb
5·10–8
Cu
3·10–7
Hg
3·10–9
Ne
1·10–8
I
6·10–6
Zn
1·10–6
Tl
1·10–9
Na
1,035
Cs
3,7·10–8
Ga
3·10–9
Pb
3·10–9
Mg
0,1297
Ba
2·10–6
Ge
6·10–9
Bi
2·10–8
Al
1·10–6
La
2,9·10–10
As
1·10–7
Ra
1·10–14
Si
3·10–4
Ce
1,3·10–10
Se
1·10–8
Ac
2·10–20
P
7·10–6
Pr
6·10–11
Br
6,6·10–3
Th
1·10–9
S
0,089
Nd
2,3·10–11
Kr
3·10–8
Pa
5·10–15
Cl
1,93
Sm
4,2·10–11
Rb
2·10–5
U
3·10–7
K
0,038
Eu
1,1·10–10
Sr
8·10–4
Ca
0,04
Gd
6·10–11

4.

Соотношение основных компонентов солей, растворенных в воде Мирового океана
Составные части (соль)
Промилле
Проценты
Всего, %
Хлористый натрий
27,2
77,8
Хлориды 88,7
Хлористый магний
3,8
10,9
Сернокислый магний
1,7
4,7
Сернокислый кальций
1,2
3,6
Сернокислый калий
0,9
2,5
Углекислый кальций
0,1
0,3
Карбонаты 0,3
Прочие
0,1
0,2
Прочие 0,2
Итого
35,0
100
100
Сульфаты 10,8
Химический состав вод
Составные части (соль)
Содержание солей в процентах от общей их массы
в океанической воде
в речной воде
Хлориды
88,7
5
Сульфаты
10,8
10
Карбонаты
0,3
60
Соединения азота, фосфора, кремния и
органические вещества
0,2
25

5. Соли в океане

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%.
Причина - они выпадают в осадок, а также расходуются на скелеты
и раковины животных, потребляются водорослями, которые после
отмирания погружаются на дно.

6. Основные природные факторы, определяющие величину солености

Снижают соленость:
Увеличивают соленость:
Интенсивное испарение;
Теплые течения;
Льдообразование
Атмосферные осадки;
Холодные течения;
Таяние льда;
Сток рек
Линии соединяющие пункты с одинаковой соленостью - изогалины

7.

8. Изменение солености на поверхности Мирового океана с географической широтой

В экваториальной зоне в соответствии с превышением осадков над испарением
соленость поверхностных вод понижена.
Штилевая полоса находится в северном полушарии и минимальная соленость
наблюдается между 5 и 10° с.ш., составляя в среднем по всему Мировому океану 34,43‰.
Наиболее низка соленость (34,04‰) в экваториальной зоне Тихого океана, а в
Атлантическом понижение ее наименьшее (35,01‰).
В Индийском океане из-за смещения штилевой зоны в южное полушарие минимальная
средняя соленость 34,62‰ отмечается между 10° и 15° ю.ш.
С удалением от экваториальной зоны соленость поверхностных вод быстро
увеличивается, достигая в субтропических широтах максимального значения.
Наиболее высокая соленость отмечается, в среднем по всему Мировому океану, между
25°и 30° с.ш. (35,76‰) и между 20° и 25° ю.ш. (35,74‰).
Величины максимальной солености весьма значительно изменяются в отдельных
океанах.

9. Изменение солености на поверхности Мирового океана с географической широтой

С удалением от субтропических максимумов в направлении полюсов соленость воды
постепенно понижается.
Примерно около 40-х градусов широты создается равенство между испарением и
осадками, чем и ограничивается область с повышенной соленостью.
Между 40° с.ш. и 40° ю.ш. повсеместно, исключая экваториальную зону и небольшие
участки в прибрежной полосе, преобладает соленость выше 35‰, а на севере
Атлантического океана даже более 36‰, и лишь на севере Тихого океана она немного
превышает 34‰.
Превышение осадков над испарением достигает максимального значения примерно у
50° широты.
Несмотря на то, что с последующим увеличением широты разность между осадками и
испарением уменьшается, небольшое понижение солености еще продолжается. Причина
тому - опреснение, создаваемое таянием льдов.
В Северном Ледовитом океане, кроме того, немалую роль играет речной сток.

10. Изменение солености на поверхности Мирового океана с географической широтой

Происходит перераспределение солености в пределах широты под влияние
океанических течений, стока рек.
В экваториальных широтах ведущее значение на сокращение показателя играет сток
рек;
В тропических широтах западные акватории (омывают восточные побережья
материков) более соленые, чем восточные, влияние течений: на западе – теплых, на
востоке - холодных;
В умеренных широтах северного полушария восточные акватории (омывают западные
побережья материков) боле соленые, чем западные, влияние течений: на западе –
холодных, на востоке - теплых;
В высоких широтах южного полушария поверхностные воды менее соленые, чем в
северном. Причина циркумполярное холодное течение Западных ветров и
опресняющее влияние льдов Антарктиды.

11. Соленость воды на поверхности морей При всем многообразии изменений солености на поверхности морей их можно разделить на 5 следующих типо

Соленость воды на поверхности морей
При всем многообразии изменений солености на поверхности морей их можно разделить на
5 следующих типов.
1.
Окраинные моря с соленостью близкой к той, что в прилежащей части океана
(моря антарктические, Чукотское и др.).
2.
Окраинные моря с пониженной соленостью (по отношению к смежным районам
океана). Опреснение их вызывается большим речным стоком, а в некоторых случаях, кроме
того, таянием льдов (моря Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское) и иногда повышенным
количеством атмосферных осадков (заливы Бенгальский и Аляска).
3.
Окраинные моря с повышенной соленостью за счет притока высокосоленых вод
(Баренцево море) или сильного превышения испарения над осадками (Аравийское море).
4.
Средиземные моря с пониженной соленостью, что вызывается большим речным стоком
(Черное, Азовское, Каспийское, Аральское, Желтое), превышением осадков над испарением
(моря Зондского архипелага), таянием льдов (Баффиново, Гудзоново), а в некоторых случаях
совместным, воздействием нескольких из этих факторов (Балтийское, Белое, Берингово,
Охотское, Японское).
5.
Средиземные моря с повышенной соленостью, обусловленной превышением испарения
над осадками (Средиземное и Красное, Карибское море и Мексиканский залив, Персидский
залив).
Самое соленое - Красное море (40-41‰ и более), наименее соленые моря Северного
Ледовитого океана. В заливе-лагуне Кара-Богаз-Гол (Каспийское море) до 300‰.
ОБЪЯСНИТЕ!!!

12.

В распределении солености с глубиной выделяют 4 типа:
1.
Экваториальный. Соленость с глубиной постепенно возрастает и максимальна на глубине
100 м, где к экватору приходят соленые воды из тропических широт. Глубже соленость
убывает. С 1000-1500 м она постоянна.
2.
Субтропический. Соленость с глубиной быстро уменьшается до 1000 м, глубже она постоянна.
3.
Умеренный. Соленость с глубиной изменяется мало.
4.
Полярный. На поверхности соленость низкая, с глубиной вначале быстро возрастает, что
связано с притоком более соленых вод из умеренных широт. Глубже 200 м почти не изменяется.
Соленость воды по меридиональному сечению Атлантического океана
(по средним широтным величинам)

13.

14. Плотность воды мирового океана – отношение массы единицы объема исследуемой воды при данной температуре к массе чистой воды того же объем

Плотность воды мирового океана – отношение массы
единицы объема исследуемой воды при данной
температуре к массе чистой воды того же объема взятой
при температуре +4˚С.
Плотность морской воды зависит от:
* солености,
* температуры,
* давления.
Чем выше соленость, ниже температура, больше давление, тем
больше плотность.
С глубиной плотность воды в океане увеличивается

15. Зависимость температуры наибольшей плотности и температуры замерзания морской воды от ее солености

Соленость, ‰
0
5
10
15
20
25
30
35
Температура наибольшей плотности, Сº°º
3,95
2,93
1,86
0,77
Температура замерзания, Сº
0,00
-0,27 -0,53 -0,80 -1,07 -1,35 -1,63 -1,91
-0,31 -1,40 -2,47 -3,52
Зависимость температуры замерзания, температуры наибольшей плотности и солености воды

16. Распределение температуры воды Мировой океан - открытая система, которая получает и отдает тепло

Повышают температуру воды:
Солнечная радиация;
Конденсация влаги;
Льдообразование;
Атмосферные осадки;
Сток рек;
Теплые течения и др.
Снижают температуру воды:
Испарение;
Нагрев воздуха;
Холодные течения;
Таяние льда
Линии соединяющие пункты с одинаковой температурой - изотермы

17.

18. Изменение температуры поверхностных вод Мирового океана

1.
Средняя температура поверхностных вод океана более +17ºС, причем в северном
полушарии она на 3ºС выше, чем в южном.
2.
Наибольшие температуры воды в северном полушарии наблюдаются в августе,
наименьшие - в феврале, в южном полушарии - наоборот.
3.
Суточные и годовые колебания температуры воды незначительные: суточные не
превышают 1ºС, годовые составляют не более 5…10ºС в умеренных широтах.
4.
Температура поверхностных вод зональна.
В приэкваториальных широтах температура весь год +27...+28 ºС.
В тропических районах на западе океанов +20...+25 ºС, на востоке +15...+20 ºС (из-за
течений).
В умеренных широтах температура воды понижается от +10 до 0 ºС в южном
полушарии, в северном полушарии при той же тенденции у западных берегов
материков теплее (+20…+10 ºС), чем у восточных (+18…+5 ºС), из-за течений.
В приполярных районах температура воды весь год 0...-2 ºС, в центре Арктики
характерны многолетние льды мощностью до 5-7 м.
5.
6.
7.
8.
Максимальные температуры поверхностных вод наблюдаются в тропических морях и
заливах: в Персидском заливе более +35 ºС, в Красном море +32 ºС.

19.

Средняя температура воды Сº в Мировом океане по типам изменения
ее по вертикали (по Степанову В.И.)
В целом с глубиной температура понижается
Название
Глубина
0
50
100
150
200
300
400
500
600
800
1000
1500
2000
3000
4000
5000
Полярный
-0,3
-0,9
-0,9
-0,3
0,3
0,9
1,1
1,1
1,0
0,8
0,6
0,3
0,1
-0,1
-0,2
-
Субполярный
11,1
7,7
6,5
6,2
5,9
5,3
4,8
4,4
4,0
3,5
3,2
2,5
2,2
1,7
1,1
0,7
Умереннотропический
24,1
22,4
19,6
17,1
15,2
12,8
10,9
9,5
8,3
6,6
5,4
3,8
2,9
2,2
1,7
1,5

20. Ледовые процессы в океане

При охлаждении морской воды ниже точки замерзания образуется морской лед.
Замерзание морской воды происходит при отрицательных температурах: при
средней солености - около -2 ºС. Чем выше соленость, тем ниже температура
замерзания.
Для замерзания морской воды необходимо, чтобы либо глубина была невелика,
либо ниже поверхностного слоя на небольших глубинах располагалась вода с более
высокой соленостью.
Морской лед солоноватый, но соленость его в несколько раз меньше солености вод
Мирового океана.
Образование льда в значительной мере уменьшает взаимодействие океана с
атмосферой. Толщина арктического льда около 2 м, а температура воздуха зимой в
районе Северного полюса опускается до - 40ºС. Лед действует как изолятор,
предохраняя океан от выхолаживания.
Вода - хороший поглотитель солнечной энергии (около 80% падающей радиации),
морской лед и снег – хорошие отражатели (до 80%).
Льдом постоянно покрыто 3 - 4% площади океана.
Граница плавучих льдов меняется в течение года.

21. Айсберги

На линии берега огромные блоки льда откалываются от ледника, рождая
айсберги.
Плотность льда составляет около 90% плотность морской воды, поэтому
айсберги остаются на плаву.
Приблизительно 80-90% объема айсберга находится под водой. Этот объем
зависит также от количества воздушных включений.
После своего образования айсберги увлекаются океаническими течениями и,
попадая в более низкие широты, постепенно тают.
Айсберги распространяются гораздо дальше границы морских льдов.
Большая часть айсбергов, представляющих опасность для судовождения,
зарождается на западном побережье Гренландии. Здесь около сотни ледников
продуцируют около 15000 айсбергов в год.
ПОЧЕМУ ОНИ ПРЕДСТАВЛЯЮТ
ОПАСНОСТЬ В ДАННЫХ ВОДАХ?
Айсберги южного полушария больше, чем северного.

22.

Положение айсберга в водной толще

23.

24. Давление с глубиной возрастает на 1 атмосферу на каждые 10 м, поэтому все процессы, происходящие на больших глубинах совершаются под сильным

давлением.
Газы растворенные в океанической воде.
В воде всегда растворены газы.
Способность океанической воды растворять газы зависит от
ее температуры, солености и давления.
Чем выше температура и соленость, тем меньше газов
содержится в воде.

25. Оптические свойства воды

26. Цвет морской и океанический воды

Примеси, приносимые реками, также влияют на окраску:
в Желтом море - жёлтый цвет из-за выносимого реками лесса;
Красное море имеет массу микроорганизмов красноватого цвета
около берегов;
иногда вода бывает черная из-за торфа, выносимого реками.
3.
Все эти примеси вызывают искажение цвета воды около берега,
а вдали от берегов они не оказывают никакого влияния.
4.
Существует также фосфоресценция воды, от присутствия
микроорганизмов.

27. Условная (относительная) nрозрачность воды – глубина прекращения видимости белого диска диаметром 30 см (диска Секки)

2.
Самые прозрачные воды наблюдаются в субтропическом поясе
Мирового океана - из-за почти полного отсутствия взвешенных
частиц и слабого развития планктона.
3.
В Саргассовом море относительная прозрачность составляет
66,5 м - это море считается эталоном прозрачности.
4.
В умеренных и высоких широтах относительная прозрачность
достигает 10-20 м.
5.
В морях прозрачность колеблется в значительных пределах.
В Средиземном море она достигает 60 м, Японском - 30 м,
Черном - 28 м, Балтийском - 11-13 м.
6.
В бухтах и особенно вблизи устьев рек прозрачность составляет
от нескольких сантиметров до нескольких десятков
сантиметров.

28. Биолюминесценция или свечение моря - видимое свечение некоторых живых организмов

1.
В ночное время в океанах и морях может увеличиваться яркость поверхности моря за счет
жизнедеятельности морских организмов.
2.
Это результат биохимической реакции.
3.
Первая и основная особенность – она почти всегда возникает не самостоятельно, а
возбуждается внешними причинами: движением корабля или морских животных, волнением
моря, ударами прибоя о берег, сейсмическими причинами.
4.
Вторая особенность - ее непостоянство, может быть интенсивна в одних районах океана и
почти отсутствовать в других, появляться в определенное время года и исчезать в другое.
5.
Она зависит от сочетания многих факторов - состояния поверхности моря, морских течений,
фаз Луны и др.
6.
У разных организмов она может быть разного цвета: матовая, зеленоватая, синеватая,
красноватая.
7.
Биологический смысл свечения еще полностью не ясен. Свет позволяет животным одного
вида опознавать друг друга, свечение используется для отпугивания хищника или привлечения
жертвы.
8.
К районам с регулярным интенсивным свечением относятся тропические широты океанов. В
морях умеренной зоны свечение наиболее интенсивно в летнее время.

29.

30. Цветение моря - изменение окраски моря при скоплении в поверхностных слоях мельчайших животных организмов - зоопланктона или растений - фи

Цветение моря - изменение окраски моря при скоплении в
поверхностных слоях мельчайших животных организмов - зоопланктона
или растений - фитопланктона
Обычно цветение происходит при массовом развитии какого-нибудь одного вида
планктона.
Жгутиковые - вызывают цветение в виде розовых, буро-красных, желтых или
зеленоватых пятен и полос.
В тропической зоне океана наблюдается интенсивное развитие сине-зеленой водоросли,
которая окрашивает воду в зеленый цвет.
Осенью в Азовском море в результате интенсивного развития одноклеточных
диатомовых водорослей вода может принимать коричневую окраску.
В полярных районах за счет скопления бледно-розовых рачков нередко наблюдается
красное или розовое цветение.
В тропических и умеренных водах иногда также происходит массовое развитие
одноклеточных организмов. Цвет моря становится красно-коричневым или красножелтым, в воде падает содержание кислорода и почти все живое погибает от ядовитых
веществ, выделяемых динофлагеллятами.
Такое явление получило название «красного прилива».