Введение. Одна из главных особенностей Мирового океана — непрерывное движение его вод. Движение вод происходит не только на поверхности, но и в глубинах, вплоть до

План

Волны

Динамика океанических вод

Одна из главных особенностей Мирового океана — непрерывное движение его вод. Движение вод происходит не только на поверхности, но и в глубинах, вплоть до придонных слоев; перемещение водных масс наблюдается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Это обеспечивает постоянное перемешивание воды, перераспределение тепла, солей и газов.

Формы движения в океане очень разнообразны: волны и зыбь, течения и приливы, конвективные токи и т. д.

Волны представляют собой периодические колебания частиц воды около положения их равновесия (вверх и вниз от среднего уровня).

Волнение водной поверхности океанов, морей и озер — частный случай ритмических колебательных движений в природе. При движении одной жидкой или газовой массы по другой на плоскости их соприкосновения в результате трения неизбежно возникают волны.

Главная причина волнений на поверхности океана — ветер. При малых скоростях ветра (около 0,25 м/с) от трения воздуха воду возникает рябь — система мелких равномерных волн. Они появляются при каждом порыве ветра и мгновенно затухают. При усилении ветра вода испытывает не только трение, но и удары, и при скорости ветра больше 1,0 м/с устанавливаются ветровые волны.

Волнения могут быть вызваны также резким изменением атмосферного давления (анемобарические волны), землетрясениями, извержениями вулканов (сейсмические волны — цунами), приливообразующими силами (приливные волны). Движущиеся суда создают особые — корабельные волны.

Волны, существующие под непосредственным воздействием вызывающих их сил, называются вынужденными (связанными); волны, продолжающие существовать некоторое время после тога как вызывающая их сила прекратила действие,— свободными.

По изменчивости элементов волн во времени выделяют установившиеся волны, которые не изменяют своих элементов, и неустановившиеся, развивающиеся или, наоборот, затухающие, изменяющие свои элементы во времени.

Волны, образованные на поверхности и в самом верхнем слое воды, называются поверхностными в отличие от внутренних волн, возникающих на некоторой глубине и незаметных на поверхности моря.

По перемещению формы волны выделяют волны поступательные, видимая форма которых перемещается в пространстве, и стоячие, видимая форма которых в пространстве не перемещается. На форму волны и скорость ее распространения влияет глубина моря. В связи с этим различают короткие волны, у которых длина волны значительно меньше глубины в месте их распространения, и длинные, у которых, напротив, длина волны значительно больше глубины моря. Волны характеризуются следующими элементами (рис. 4):гребень — наиболее высокая часть волны, выступающая над уровнем свободной поверхности;ложбина — часть волны, находящаяся ниже уровня спокойной водной поверхности;подошва — наиболее углубленная часть ложбины;склон волны — часть волны между гребнем и подошвой;длина () — горизонтальное расстояние между гребнями или подошвами двух соседних волн;высота (h) — превышение волны над ее подошвой;крутизна — угол между ее склоном и горизонтальной плоскостью;быстрота продвижения волн характеризуется их скоростью и периодом.Скорость (V) — расстояние, пробегаемое в единицу времени гребнем волны (или любой другой точкой ее профиля).

Период () — промежуток времени, в течение которого каждая точка волны перемещается на расстояние, равное ее длине.Линия, проходящая вдоль гребня волны и перпендикулярная к направлению перемещения волн, называется фронтом волны. Ветровые волны. Правильная волна, т. е. такая, вершина которой не сорвана ветром, имеет трохоидальную форму (рис. 5).

Однако профиль ветровых волн отличается от трохоиды, так как частицы воды под воздействием ветра испытывают не только колебательные, но и поступательные движения. А трохоида может возникнуть лишь при отсутствии поступательного движения. Поэтому вершины ветровых волн заострены, подошвы более тупые, чем у трохоиды.

Размеры ветровых волн находятся в прямой зависимости от скорости ветра, продолжительности его воздействия на водную поверхность, размеров и глубины водного пространства, охваченного ветром. Высота ветровых волн обычно не превышает 4 м; реже образуются волны высотой 8—10 м и более. Наибольшие ветровые волны наблюдаются в южном полушарии, где океан непрерывен и где западные ветры постоянны и сильны. Здесь волны достигают 25 м высоты, их длина составляет несколько сотен метров.В морях волны значительно меньше, чем в открытом океане. Так, в Черном море зафиксирована максимальная высота волны — 12 м.При сильном ветре на вершинах волн возникают острые гребни, которые, опрокидываясь, образуют пенистые “барашки”. Под влиянием ветра волны растут одновременно в высоту и в длину, при этом увеличиваются период и скорость. Когда скорости ветра и волны сравниваются, волны теоретически достигают наибольшей высоты. В действительности они бывают наиболее высокими, когда ветер начинает стихать и уже не срывает их гребней.

С уменьшением скорости ветра волнение начинает затухать. Сначала исчезают мелкие, а затем крупные волны, и остаются очень длинные пологие волны — мертвая зыбь. Волны зыби растягиваются на сотни метров (до 850 м) и при незначительной высоте (3—4 м) в открытом океане почти незаметны. Но распространяясь с большой скоростью, они обрушиваются на берега за тысячи километров от места своего возникновения. Так как в океане всегда где-нибудь возникают ветровые волны, океанский прибой почти не прекращается.

С глубиной волнение быстро затухает. Диаметр орбит, по которым движутся частицы воды, на глубине уменьшаются, уменьшается и высота волны. На глубине, равной длине волны, волнение практически прекращается. Высота волн стремится к нулю, хотя длина волн, их скорость и период с глубиной не изменяются.При подходе к пологому берегу волна деформируется: благодаря торможению подошвы волна становится более крутой. Подходя к берегу под углом, гребни волн стремятся занять положение, параллельное береговой линии. Это объясняется тем, что та часть фронта волны, которая идет ближе к берегу и на меньших глубинах, движется медленнее (на мелководье усиливается трение), а другая часть волны, удаленная от берега (на большой глубине), движется быстрее и в конце концов догоняет первую. В результате вся система волн загибает к берегу и движется перпендикулярно к нему. Разворот фронта волны параллельно береговой линии называется рефракцией волн на мелководье. Чем больше скорость волн и чем чаще волны, тем меньше их рефракция.Усиление трения о дно замедляет движение частиц воды, находящихся у подошвы, на гребне они движутся быстрее, и гребень начинает нагонять подошву впереди идущей волны. В дальнейшем гребень все больше наклоняется и, наконец, опрокидывается и разрушается. На пологий берег набегают уже мелкие, вторичные волны, образуя прибой. При подходе волны к крутому берегу она трансформируется меньше, и вся ее энергия обрушивается на берег, при этом часто образуется взброс воды, высотой до 60 м и более. Опрокидывание и разрушение волн на некотором удалении от берега над отмелью или рифами называется буруном. При буруне разбивающиеся волны создают пенистый вал, хорошо заметный с берега и с судов. Бурун служит предупреждением для мореплавателей о наличии в этом районе рифов и других подводных опасностей.

В волнах заключена огромная энергия. В общем виде она зависитот высоты волны, ее длины и ширины гребня. Но главную роль играет высота — энергия волны пропорциональна квадрату этой величины.

При высоте волны в 5 м и длине 100 м полная ее энергия составитоколо 30 • 10⁴ дж на 1 м гребня. Поэтому неудивительно, что волны производят разрушения естественных скал и искусственных сооружений на побережьях морей и океанов. Так, на побережье Шотландииволны выломали из пирса и передвинули каменные блоки массой 1350 и 2600 т. При этом давление при ударе волны достигло 29 т/м².

Волны разрушают и одновременно переносят и откладывают продукты разрушения, формируя рельеф побережья. Проблему использования энергии волн человечеству еще предстоит решить в будущем.

Внутренние волны. Толща морской воды неоднородна. Она имеет в общем слоистое строение, поскольку вертикальный перенос воды — очень медленный процесс, и в каждый данный момент мы не наблюдаем выравнивания свойств воды во всей толще. Менее плотные слои лежат на более плотных. Слои разной плотности отличаются разной степенью вязкости, скорости их горизонтального движения относительно друг друга различны. Все это неизбежно должно вызывать на граничных между слоями поверхностях волновые возмущения (внутренние воды), подобные тем, которые возникают на граничной поверхности между воздухом и морем.Внутренние волны, как показывают наблюдения, имеют амплитуду, обычно значительно большую, чем поверхностные ветровые волны. Даже в приповерхностных слоях их “высота” весьма велика. Правда, скорость их распространения и орбитальные скорости гораздо меньше, чем у поверхностных вод, и. следовательно, энергия внутренних волн гораздо меньше, чем у поверхностных волн той же амплитуды. Наблюдения показывают, что высота внутренних волк может достигать 20—30 м. Отмечались случаи, когда поплавок, уравновешенный в слое скачка на глубине 30—35 м, появлялся на поверхности моря. Некоторые исследователи (например, Нансен) указывают на высоты внутренних волн порядка 100 м.Внутренним волнам в при поверхностном слое обычно приписывают образование бликов на поверхности моря. Замечено, что блики— полосы совершенно спокойной водной поверхности— приурочены к ложбинам внутренних волн.

Внутренние волны возникают под действием приливообразуюших сил Луны и Солнца, ветра и атмосферного давления, т. е. действием причин, вызывающих поверхностные волны. Поэтому поверхностные волны можно рассматривать как частный случай внутренних волн. Внутренние волны могут быть короткими и длинными, стоячими и поступательными.

Внутренние волны привлекают к себе внимание не только океанографов, но и ученых других специальностей. Это объясняется тем, что внутренние волны переносят питательные вещества, оказывавают влияние на распространение звука в воде, воздействуют на гидротехнические сооружения в открытом океане, на судовождение кораблей с глубокой осадкой и подводных аппаратов.

Сейсмические волны (цунами). Цунами образуются в результате подводных землетрясений или извержений вулканов. Поэтому волны цунами называют морскими сейсмическими волнами.Непосредственной причиной образования цунами являются изменения рельефа дна, происходящие в результате землетрясения:| оползни, провалы, сбросы, поднятия и другие подобные явления, возникающие практически мгновенно на огромных участках океана. Причем механизм возникновения цунами зависит от характера изменения рельефа дна. Так, при образовании цунами в момент возникновения провала на дне океана вода устремляется к центру образовавшейся впадины, заполняет ее, затем под действием инерционных сил переполняет, формируя невысокий, но громадный по объему холм воды на поверхности океана. Под действием тяжести эта выпуклость начинает совершать колебательные движения относительно уровня океана, соответствующего состоянию покоя — образуется цунами.При резком поднятии дна на поверхности океана сразу же образуется выпуклость, которая под действием силы тяжести приходит в колебательное движение, и это тоже приводит к возникновению цунами и т.д.Наступлению волн цунами на берег обычно предшествует понижение уровня моря. В течение нескольких минут вода отступает от берега на сотни метров, а при небольшой глубине и на километры. После этого приходят волны цунами. За первой крупной волной, как правило, приходит еще несколько волн с интервалом от 20 до мин 1—2 час. Скорость распространения цунами колеблется от 150 км/ч до 900 км/ч.Приближаясь к берегу, волны замедляют свое движение и резко увеличивают высоту (до 20—30 м).Особенно высокие волны образуются в узких, воронкообразных ивах с крутыми берегами.

Наступление цунами иногда сопровождается свечением воды и производимым планктоном. Свечение бывает иногда настолько сильным, что напоминает вспышку прожектора. За 2500 лет было отмечено 355 цунами, из них 308 — в Тихом океане, 26 — в Атлантическом, 21 — в Средиземном море. Обрушиваясь на берег, волны цунами наносят большой ущерб, разрушая -.населенные пункты, затопляя корабли в бухтах, унося человеческие жизни.

В настоящее время появление цунами у побережий можно предсказать. Прогнозы цунами основываются на регистрации происходящих в океане процессов во время землетрясения тремя способами: сейсмическими наблюдениями на ряде станций, наблюдениями над уровнем с помощью мареографов и акустическими наблюдениями. Заблаговременность предупреждения обеспечивается тем, что сейсмические волны от землетрясений, порождающих цунами, распространяются гораздо быстрее, чем морские волны, и могут быть зафиксированы сейсмическими станциями раньше, чем подойдет волна цунами. Это позволяет своевременно принять меры безопасности.

6.2. Приливы в океане (приливные волны). Периодические колебания уровня моря, возникающие под действием сил притяжения Луны и Солнца, называются приливными явлениями. Фазы подъема и спада уровня называют собственно приливом и отливом.

Приливообразующие процессы, обусловленные силами тяготения, вызывают колебательные движения всей массы вод Мирового океана. Эти движения сопровождаются изменениями уровня морей и океанов и течениями периодического характера. Т. е. возникают поверхностные и внутренние волны под действием Луны и Солнца.Приливообразующая сила Луны в среднем в 2,17 раза больше приливообразующей силы Солнца. Поэтому основные черты приливных явлений определяются главным образом взаимным положением-Луны и Земли.Вследствие непрерывного изменения взаимного положения Земли, Луны и Солнца изменяются и величины приливообразующих сил Луны и Солнца. Они могут действовать в одной и той же точке как в противоположных направлениях, так и в одном и том же. Это отражается на характере и величине наблюдаемых приливов и вызывает их изменения.

Существенное влияние на величину и характер приливов оказывают физико-географические условия моря (океана): очертания берегов, размеры, глубины, наличие островов и т. д. Если бы океан покрывал Землю сплошь слоем одинаковой глубины, приливы на одной и той же широте были бы одинаковыми и не зависели бы только от приливообразующих сил Луны и Солнца. Однако, как известно, приливные колебания уровня на одной и той же широте меняются в весьма широких пределах. Так, в заливе Фанди (Канада) приливные колебания уровня составляют 16 м, а в Балтийском море, расположенном на той же широте, они практически отсутствуют.Во время прилива уровень воды постепенно повышается и достигает наивысшего положения (полная вода).При отливе уровень постепенно падает до наинизшего положениям (малая вода). Промежуток времени, в течение которого уровень поднимается, называется продолжительностью роста уровня; промежуток времени, в течение которого уровень понижается, - продолжительностью падения уровня.

При приливах и отливах возникают поступательные движения воды — приливные течения. Во время прилива они направлены к берегу, а при отливе — от берега. Расстояние по вертикали между уровнями полной и малой воды называется величиной прилива. Половина величины прилива — амплитуда прилива. Величину прилива не следует смешивать с высотой прилива, которая понимается как положение уровня в данный момент над каким-либо другим уровнем, условно принятым за нуль.

Промежуток времени между двумя последовательными полными или малыми водами называется периодом прилива (за это время наблюдаются один прилив и один отлив). В зависимости от периода различают полусуточные приливы, имеющие средний период, равный половине лунных суток (12 ч 25 мин); суточные со средним периодом, равным лунным суткам (24 ч 50 мин); смешанные, у которых в течение половины лунного месяца период меняется с полусуточного на суточный. Приливы одинаковой амплитуды и равной продолжительности роста и падения уровня называют правильными, но в действительности такие приливы почти не встречаются.

Наблюдая за величиной прилива и временем наступления полных и малых вод, легко заметить, что они не остаются неизменными ото дня ко дню, а для случая смешанных приливов — и в течение суток.

Отклонение времени наступления полных и малых вод и величин прилива от их средних значений для данного места называется неравенствами прилива.

Неравенства приливов вполне закономерны и связаны с изменением положения Луны, Солнца и Земли.Выделяют следующие основные виды неравенств в явлении приливов: суточные, полумесячные, месячные (параллактические) и длиннопериодные.

Суточное неравенство создает склонение Луны и характеризуется неравенством по высоте двух смежных полных и малых вод в течение суток и неравенством во времени падения и роста.

Рис. 6 а иллюстрирует возникновение суточных неравенств при северном склонении Луны. ZN — ось приливного эллипсоида, направленная на Луну; ав— граница освещения Земли Луной; NS — ось вращения Земли.В начальный момент частица находится в точке Z (первая полная вода), через несколько часов она займет положение Z₁, (малая вода), а затем Z₂ (снова полная вода). Хорошо видно, что расстояние, а значит и промежуток времени между первой полной водой и первой малой водой (ZZ₁), больше расстояния (промежутка времени), отделяющего первую малую воду от второй полной воды (Z₁Z₂). Это суточное неравенство во времени.Нетрудно заметить и возникновение неравенства по высоте: вторая полная вода, наступающая в положении Z₂, значительно меньше, чем первая (ZD₁>Z₂D₂).Полумесячные неравенства подразделяются на два вида: неравенства, связанные с изменением фаз Луны, и неравенства, связанные с изменением склонения Луны в течение месяца.

Неравенства в зависимости от изменений фаз Луны характерны для полусуточных приливов. Они заключаются в том, что в сизигию (в новолуние и полнолуние) величины приливов наибольшие. В это время величины Лунного и Солнечного приливов складываются, так как Земля, Луна и Солнце находятся на одной линии. В квадратуру, когда направление от Земли к Луне перпендикулярно к направлению на Солнце, в первую и последнюю четверти Луны величины приливов наименьшие. В это время из лунного прилива вычитается солнечный прилив. Первые носят название сизигийных, а вторые — квадратурных приливов.

Неравенства в зависимости от склонения Луны характерны для суточных приливов. Они заключаются в том, что приливы достигают наибольшей величины при наибольшем склонении Луны. Такие приливы носят название тропических. При склонении Луны, равном нулю (рис. 6 б), величины приливов наименьшие и носят название равноденственных или экваториальных.

Месячные (параллактические) неравенства создаются вследствие изменений расстояний от Земли до Луны и Солнца. Пр1-наименьших расстояниях между светилами приливы наибольшие а при наибольших — наименьшие. Кроме высоты приливов он; проявляются и в изменении лунных промежутков. Месячные неравенства называют также параллактическими, потому что для количественной оценки расстояния от Земли до Луны служит угловой показатель — горизонтальный параллакс Луны.Длиннопериодные неравенства приливов обусловлены пpeжде всего изменениями склонения Солнца и расстояния от Земли Солнца в течение года. С изменением склонения- Солнца связаны полугодовые изменения величин тропических и экваториальных приливов, а также суточных неравенств.

Изменения расстояния — параллакса Солнца определяют годовое солнечное параллактическое неравенство.

Кроме полугодовых и годовых неравенств в практике принимается во внимание медленное, с периодом 18,61 года, изменение склонения Луны — вследствие наклона лунной орбиты к плоскости эклиптики. Многолетний лунный прилив изменяет уровень поверхности океана, формирует астрономические изменения скорости течений в океанах.

Наблюдаемые у берегов Мирового океана приливы отличаются значительным разнообразием и чрезвычайной сложностью.

Объяснение явления приливов дал впервые Ньютон. В основу статической теории Ньютона положены допущения, что континенты отсутствуют, а глубина океана одинакова во всех точках. При этом в любой физический момент времени действующая на массы воды приливообразующая сила уравновешивается силой тяжести. Согласно статической теории момент наступления полной воды должен совпадать с моментом прохождения Луны через меридиан места. В действительности из-за ограниченности глубины океана полная зола не совпадает с моментом кульминации Луны на некоторый промежуток времени, называемый лунным промежутком. Лунные промежутки периодически изменяются, но их отклонения от среднего значения не превышают ±1 ч.Наибольшая величина приливов во время сизигий также запаздывает на 2—3 суток. Отрезок времени от момента сизигии до наиболее высокой полной воды называется возрастом прилива.

Исследования явления приливов показывают, что основное положение, принятое в статической теории о равновесии поверхности океана, в каждый момент времени не согласуется с достаточно быстрой сменой приливных явлений. Это несоответствие объясняется динамической теорией приливов Лапласа. Она рассматривает прилив как результат совокупного действия свободных приливных волн, приходящих из других районов, и вынужденной волны, образовавшейся в данном месте. Из теории вынужденных колебаний честно, что если период сил, вызывающих вынужденные волны, меньше периода волн свободных, возникает общее колебание, прямо противоположное направлению вынужденных волн, и, наоборот, если период силы больше периода свободных волн, колебания совпадают с действием силы.

Исходя из этой теории, Лаплас впервые получил уравнение движения приливов в океане постоянной глубины с учетом приливных сил как внешней силы. Эти уравнения позволили объяснить некоторые особенности приливов, и в том числе происхождение фазовых и тропических неравенств. Важный вывод, полученный Лапласом, состоял в том, что им было показано решающее значение влияния характера рельефа дна на приливы.

Ни статическая, ни динамическая, ни другие теории приливов не могут объяснить местные особенности приливов. Каждый физико-географический район прибрежной зоны имеет свои особенности (рельеф дна, характер береговой линии, глубина и т. д), влияющие на величину и периодичность приливов.

В морях, связанных с океаном узкими проливами (Балтийское, Средиземное, Японское и др.), величины приливов обычно не превышают 50 см или практически отсутствуют (Черное море, большая часть Балтийского моря). Относительно небольшие приливы наблюдаются у островов. В заливах и узкостях величины приливов обычно заметно больше, чем у открытых берегов окраинных морей и океанов. При входе в узкие заливы приливная волна может достигать 15 и более метров, перемещаясь со скоростью до 5 м/с. Наиболее высокие приливы наблюдаются в заливе Фанди (до 18 метров). Высокие приливы (до 14 м) бывают в Пенжинской губе, в Бристольском заливе (до 12 м), в горле Белого моря (до 10 м).

Приливные волны распространяются вверх по некоторым рекам, вызывая колебания уровня на большом расстоянии от устья. Это расстояние зависит от уклона дна реки и скорости ее течения. Так, на реке Амазонке приливы ощущаются на расстоянии 1400 км от устья, на реке Святого Лаврентия — 700 км, на реке Хатанге — 700 км, на реке Ганг — 250 км и т. д.

Приливообразующая сила сказывается не только на гидросфере. Приливы проявляются в атмосфере в виде периодических изменений атмосферного давления с амплитудой 1,25 мбар Приливы, вызванные притяжением Луны и Солнца, оказывают тормозящее воздействие на вращение Земли. С этим связано уменьшение угловой скорости Земли и удлинение земных суток (0,001 за каждые 1000 лет), а также превращение механической энергии торможения вращения Земли в тепловую.

Изучение приливов необходимо для решения многих практических задач. Например, в судовождении необходимо точно знать периодичность приливов в каждой крупной бухте. Для этого существуют специальные “Таблицы приливов”. Такие данные необходимы и рыбакам, так как от приливов часто зависит ход рыбного промысла. Приливы обладают огромной энергией, определяемой при мерно в 8¹²—10¹² квт. Это почти в 1,5 раза больше, чем энергия всех рек Земли. Энергия приливов успешно используется человечеством. Во Франции, Англии, СССР, Китае и ряде других стран построены приливные электростанции. Однако рентабельность их еще не высока. Но следует полагать, что с дальнейшим развитием техники и уменьшением энергетического сырья на материках эти станции безусловно станут рациональными.

6.3. Течения Мирового океана. Горизонтальный перенос масс воды из одного места океана ил! моря в другое называется течением. Эти посту нательные движения воды играют огромную роль в жизни Мирового океана: способствуют обмену вод, перераспределению тепла, изменению береге переносу льдов, а также оказывают большое влияние на циркуляцию атмосферы и на климат различных частей Земли.

Всe огромное разнообразие по следующим признакам:

1. По происхождению (по факторам или силам, их вызывающим);

2. По устойчивости;

3. По глубине расположения;

4. По характеру движения;

5. По физико-химическим свойствам. 1. По происхождению течения делятся на фрикционные, градиентные и приливно-отливные.

Фрикционные течения, вызванные временными ветрами, называются ветровыми, в отличие от дрейфовых, вызванных постоянными (господствующими) ветрами.

В группе градиентных течений можно выделить:

а) бароградиентные, связанные с изменением атмосферного давления;

б) стоковые, которые возникают в случае устойчивого поднятия уровня воды, вызванного ее притоком, обилием атмосферных осадков или, наоборот, в случае опускания уровня, обусловленного оттоком воды, ее испарением;

в) плотностнью (конвекционные), обусловленные горизонтальным градиентом плотности воды.

Приливно-отливные течения создаются горизонтальной составляющей приливообразующих сил. Наибольшую скорость эти течения имеют в узких проливах (до 22 км/ч), в открытом океане она не превышает 1 км/ч.В море редко наблюдаются течения, обусловленные только одним из указанных факторов или процессов. Обычно причины возникновения течений действуют одновременно, и течения нередко являются комплексными.После прекращения действия силы, вызвавшей течение, оно еще некоторое время может существовать как инерционное.По устойчивости выделяют постоянные, периодические и временные течения.

Постоянными называют течения, всегда наблюдающиеся в одних же районах океана и мало меняющиеся по скорости и направлению за сезон или год. Примером таких течений являются пассатные течения океанов, Гольфстрим и др.Направление и скорость периодических течений изменяются пески в соответствии с характером изменения вызвавших их (муссонов, приливов).Временные (непериодические) течения вызываются случайными причинами (обычно ветром), и в изменении их нет закономерности.

3. По глубине расположения можно выделить течения поверхностные, глубинные и придонные.

4. По характеру движения выделяют меандрирующие, прямолинейные и криволинейные течения. Последние можно подразделить на циклонические, представляющие собой круговые течения против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке — в южном, и антициклонические, движущиеся наоборот. 5. По физико-химическим свойствам различают течения теплые, холодные и нейтральные, соленые и распресненные. Характер течений определяется соотношением температуры или соответственно солености масс воды, формирующих течение, и окружающих вод. Если их температура выше температуры окружающих вод, течения называют теплыми, а если ниже — холодными Аналогично определяются соленые и распресненные течения. Все главнейшие течения можно считать дрейфовыми, т. е. обусловленными постоянным воздействием движущихся воздушных масс на подстилающую водную поверхность. Изучение дрейфовых течений позволило вывести ряд закономерностей (законы Экмана), которым эти течения подчиняются:

1. Направление течений под воздействием силы Кориолиса отклоняется от направления вызвавшего его ветра в северном полушарии вправо, в южном — влево, причем это отклонение может достигать 45°.

2. На направление течения влияет конфигурация берегов — приближаясь к берегу, течение раздвигается, причем, если течение подходит под косым углом, то большая ветвь следует в сторону тупого угла.

3. Скорость дрейфового течения (V) прямопропорциональна скорости ветра (W) и уменьшается с увеличением широты места:

где А – ветровой коэффициент, равный 0,013.

4. Вследствие течения движение воды, вызванное ветром на поверхности, постепенно передается расположенным ниже слоям.

Скорость течения при этом убывает в геометрической прогрессии, а направление течения (под влиянием вращения Земли) все более отклоняется и на некоторой глубине оказывается противоположным поверхностному. Эта глубина называется глубиной трения. Скорость здесь, согласно теории, составляет 1/23 скорости на поверхности. Таким образом, даже самые постоянные ветры создают движение воды только в поверхностном слое (слой Экмана) мощностью до 200 м, а суммарный перенос в нем направлен вправо от вектора ветра в северном полушарии и влево — в южном, причем величина отклонения от направления ветра достигает 90°. Чтобы течение распространялось до глубины трения, нужно около 5 месяцев.

На мелководье отклонение течения от направления ветра уменьшается, и там, где глубина меньше 1/10 глубины трения, отклонения вообще не происходит.

С учетом этих закономерностей, а также общих особенностей циркуляции атмосферы над океаном, вырисовывается следующая общая схема распределения течений в океане (рис. 7).

Пассаты в Северном полушарии обусловливают возникновение пассатного течения севернее экватора, которое под действием силы Кориолиса приобретает широтное направление и пересекает океан с востока на запад. В южном полушарии южнее экватора устанавливается такое же пассатное течение. У западного берега океана северное пассатное течение под влиянием конфигурации берега отклоняется к северу, а южное — к югу. В пределах 30—40° с. ш это течение под действием силы Кориолиса приобретает широтное направление и пересекает океан с запада на восток. У восточного берега оно раздваивается. Южная ветвь течения устремляется вдоль берега, обеспечивая принос более холодных вод в тропические районы и постепенно отклоняясь к западу, вливается в северное пассатное течение, замыкая таким образом северное циркуляционное кольцо верная ветвь, также распространяясь вдоль берега, образует теплое течение, поскольку здесь происходит перенос более теплых вод с юга. Отклоняясь к западу под воздействием конфигурации Северно-Американского материка, в Тихом океане эта ветвь образует второе северное циркуляционное кольцо, значительно меньшее, чем первое. В Атлантическом океане подобное кольцо также имеется, но севернее его, благодаря сложному распределению пространств суши и моря, здесь образуется еще одно небольшое циркуляционное кольцо в пределах Норвежского моря.

В Южном полушарии картина аналогичная, но второго кольца течений нет. На юге, там где расположено сплошное водное пространство, существует мощное дрейфовое течение западных ветров (круговое антарктическое), соединяющее воды трех океанов воедино.

Вдоль экватора, между северным и южным пассатными течениями, образуется экваториальное противотечение, имеющее в отличие пассатных направление с запада на восток. Оно в значительной мере имеет характер стокового и питается ответвлениями пассатных течений.

Поверхностные течения, возбуждаемые ветром, заметны только в верхнем слое в несколько десятков метров, поэтому долго считали, что в глубинах океана нет перемешивания воды течениями.

Однако,начиная с 1952 г., одно за другим были обнаружены глубинные противотечения в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. Их рассматривают как компенсационные, обеспечивающие недостаток воды, вызванные поверхностными течениями. Под глубинными противотечениями в ряде районов Мирового океана обнаружены течения противоположного направления (придонные). Очевидно, в океане существует многосерийное движение вод, пока еще не изученное.

Рассмотрим подробнее поверхностные течения в каждом океане. Атлантический океан.В соответствии с общей схемой циркуляции поверхностных вод Мирового океана в Атлантическом океане.ю обеим сторонам экватора существуют пассатные течения и противотечения между ними. Но по отношению к экватору пассатные течения расположены не симметрично: “ось” южного пассатного течения примерно совпадает с экватором; северное пассатное течение и противотечение сдвинуты к северу от экватора, так же как двинуты термический экватор и полоса пониженного давления атмосферы, а следовательно, и пассатные ветры.

Северное пассатное течение начинается в Гвинейском заливе, пересекает океан и возле Антильских островов разделяется. Одна его ветвь заходит в Карибское море и Мексиканский залив, образуя Карибское течение, другая ветвь идет вдоль Антильских островов (Антильское течение) и смешивается со сточным Флоридским течением, выходящим из Мексиканского залива через Флоридский пролив. В результате слияния Антильского и Флоридского течений образуется великое теплое течение Гольфстрим, протягивающийся Большой Ньюфаундлендской банки. Гольфстрим представляет собой сравнительно узкую полосу (75—120 км) с довольно большими тростями движения (до 10 км/ч), отделяющую теплые воды Саргассова моря от холодных вод, идущих с севера. На глубине 800-1200 м течение меняет направление на противоположное, называемое Антигольфстрим и имеющее скорости порядка 0,5— км/ч.

Весь поток Гольфстрима состоит из отдельных струй, завихрений ответвлений. Течение все время меандрирует. Наблюдающиеся пульсации скорости течения связаны с изменениями скорости пассатов и западных ветров. Средняя годовая температура воды на поверхности Гольфстрима 25—26° С, соленость выше среднеокеанической — около 36,5°/оо- Юго-восточнее Большой Ньюфаундлендской банки Гольфстрим распадается на ряд струй. Одна из них под действием западных ветров образует Североатлантическое течение. Около 50° с. ш. от него отделяется ветвь, образующая Португальское течение, которое между Канарскими островами и Зеленым мысом сливается с водами Канарского течения. Основная же ветвь Североатлантического течения идет к берегам Европы под названием Норвежского течения и потом уходит в Северный Ледовитый океан.

Южнее Исландии от Североатлантического течения отходит на северо-запад, течение Ирмингера, которое, присоединяясь к Восточногренландскому стоковому течению, поворачивает к южной оконечности Гренландии. Здесь образуется Западногренландское течение, уходящее в Баффинов залив и частично проникающее в Северный Ледовитый океан. Большая часть воды Западногренландского течения поворачивает на юг, усиливается арктическими водами и образует холодное Лабрадорское течение. Температура Лабрадорского течения в январе 0°, в августе +12°. Встречаясь с Гольфстримом, часть холодных вод Лабрадорского течения уходит вглубь под теплые воды Гольфстрима. Благодаря Лабрадорскому течению гренландские айсберги проникают на юг вплоть до Большой Ньюфаундлендской банки.

Южное пассатное течение пересекает Атлантический океан вдоль экватора и у берегов Бразилии разделяется на Гвианское и Бразильское течения. Гвианское вместе с Северным пассатным течением несут воду на север в Карибское море и Мексиканский залив Бразильское — идет на юг, постепенно отклоняясь влево и около 40° ю. ш. сливаясь с течением Западных ветров. Небольшая часть Бразильского течения продолжает двигаться вдоль берега материка, прижимаясь к нему.

Навстречу Бразильскому течению с юга движется холодное Фолклендское течение, поворачивающее после соединения с Бразильским течением на восток. У берегов Африки от течения Западных ветров к северу отходит Бенгельское. Им замыкается южное субтропическое антициклоническое кольцо течений в Атлантическом океане.

Межпассатное противотечение в Атлантическом океане на всем протяжении выражено летом; с декабря по март оно сохраняется только на востоке. Продолжение противотечения — Гвинейское течение, соединяющееся с южным экваториальным течением.

Тихий океан. К северу от экватора, между 10 и 22° с. ш., расположено Северное пассатное течение. В западной части океана возле Филиппинских островов оно делится на три ветви: одна вливается в межпассатное противотечение, вторая уходит к Зондским островам, а третья, самая мощная, образует теплое течение Куросио.

Близ острова Кюсю от Куросио отделяется Цусимское течение, проникающее в Японское море через Цусимский пролив. Пройдя вдоль берегов Японии, Куросио поворачивает на восток и образует поперечное Северотихоокеанское течение. У берегов Северной Америки из него образуются Калифорнийское и Аляскинское течения. Калифорнийское холодное течение направляется на юг и замыкает северное кольцо течений в Тихом океане. Аляскинское течение, следуя вдоль берегов Аляски и Алеутских островов, частично проникает в Берингово море и Северный Ледовитый океан, частично поворачивает на юг и юго-восток, образуя небольшое кольцо.

Вдоль берегов Камчатки и Курильских островов с севера на юг движется холодное Курило-Камчатское течение. С продвижением к югу оно формирует течение Ойясио, а затем постепенно погружается под теплые воды Куросио и переходит в глубинное течение.

Межпассатное противотечение в Тихом океане существует весь год. Летом большая часть противотечения поворачивает на север.

Южное пассатное течение более устойчивое, чем северное, идет на запад около 5е ю. ш. Возле берегов Новой Гвинеи оно раздваивается. Одна часть вливается в экваториальное противотечение, меньшая образует Восточноавстралийское течение. Оно создает круговое движение воды в Тасмановом море, а затем присоединяется к течению Западных ветров. У берегов Южной Америки, от течения Западных ветров на север, на соединение с Южным пассатным течением, идет мощное Перуанское течение (течение Гумбольдта), замыкающее кольцо тихоокеанских течений в Южном полушарии.

Индийский океан. В северное полушарие Индийский океан заходит, в основном, морями и заливами. Поэтому здесь отсутствуют течения, аналогичные течениям Атлантического и Тихого океанов. Преобладающее значение имеют муссонные течения, изменяющие свое направление по сезонам года. Северное пассатное течение межпассатное противотечение выражены здесь только зимой. Южное пассатное течение существует постоянно, но по сравнению с аналогичными южными течениями двух океанов оно значильно (на 10°) смещено к югу. Недалеко от берегов Африки оно уделяется на две ветви. Северная ветвь в летний сезон образует омалийское течение, зимой дает начало межпассатному течению. южная ветвь образует Мадагаскарское и Мозамбикское течения. Сливаясь, они образуют течение Игольного мыса у южных берегов Африки, но большая часть их вод идет на восток в течение Западныхветров, от которого отделяется направленное на север Западно-Австралийское течение, замыкающее кольцо течений в Индийском сане.

По южной периферии Атлантического, Тихого и Индийского океанов проходит течение Западных ветров (Антарктическое циркумполярное) — самое мощное течение Мирового океана. Ширина его в некоторых местах (море Белинсгаузена) достигает 1300 км. Скорость на поверхности невелика (до 1 км/ч), с глубиной уменьшается. Чтобы обойти Антарктиду, поверхностным водам нужно16 лет, глубинным — более 100 лет. Течение Западных ветров стоит из многочисленных циркуляции. У самых берегов Антарктиды наблюдается движение вод в противоположном направлении:

С востока на запад. Оба течения обусловлены господствующими ветрами на соответствующих широтах.

Северный Ледовитый океан. В Северном Ледовитом океане преобладают ветры, направленные с востока на запад вдоль берегов Гренландии и с севера на юг вдоль берегов Гренландии. Они вызывают сальный дрейф льдов и поток воды в сторону Атлантического океана. При этом возникает несколько локальных циркуляции:: антициклоническая в котловине Бофорта, циклоническая в котловине Нансена (к северу от Новой Земли) и антициклоническая циркуляция севернее Гренландии, способствующая возникновению Восточногренландского течения, выносящего льды и холодные воды, в Атлантику. Кроме того, в Арктический бассейн проникают ветви Норвежского течения (Нордкапское и Шпицбергенское), приносящие теплую воду из Атлантического океана. Теплая вода этого течения, прижимаясь к материковому склону, движется на восток и создает промежуточный слой сравнительно теплой (до +2,0; + 2,5° С) воды мощностью до 600 м. Глубже находится вода с температурой + 1,5; + 1,8° С. Тихоокеанская вода, проникая через Берингов пролив, самостоятельного течения в Северном Ледовитом океане не образует.

В морях и заливах течения имеют свои особенности, обусловленные природными условиями прилегающих территорий. Во внутриматериковых морях северного полушария, как правило, течения имеют круговой характер и направлены против часовой стрелки (циклонический тип). Они движутся вдоль берега вокруг всей акватории (Средиземное, Черное, Балтийское, Гудзонов залив и др. моря). Почти такие же системы течений, но более осложненные, наблюдаются в Беринговом, Охотском, Японском, Желтом морях, в Бенгальском заливе.

В некоторых морях, например, в Белом, хорошо выражены приливо-отливные течения. В Мексиканском заливе, Северном, Саргассовом морях существует сложная система круговых течений, направленных по часовой стрелке и связанных с системой общеокеанских течений.

В проливе течение может быть направлено как в реке в одну сторону (проточные проливы) или перемещаться в двух противоположных направлениях (обменные проливы). Причем в обменных проливах обмен потоков воды может осуществляться как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях.

7. Структура и водные массы Мирового океана В процессе планетарного обмена веществами и энергией в атмо- и гидросфере формируются свойства вод Мирового океана. Энергия движения воды, приходящая с солнечной радиацией, в океан поступает сверху. Естественно поэтому, что в вертикальном разрезе толща воды распадается на большие слои, аналогичные слоям атмосферы, их тоже называют сферами. Принято выделять четыре сферы: верхнюю, промежуточную, глубинную и придонную.Верхняя сфера — слой мощностью 200—300 м, характеризующийся перемешиванием, проникновением света и колебаниями температуры.Промежуточная сфера простирается до глубин 1500—2000 м. Ее воды образуются из поверхностных при их опускании. При этом они охлаждаются и уплотняются, а затем перемещаются в горизонтальных направлениях, преимущественно с зональной составляющей.Глубинная сфера не доходит до дна примерно 1000 м. Ей свойственна гомогенность (однородность) воды. В этой сфере толщиной не менее 2000 м заключена почти половина всей воды океана.

Придонная сфера — толщиной около 1000 м от дна. Ее воды образуются в холодных поясах, в Антарктиде и Арктике и перемещаются на огромных пространствах по глубоким (свыше 4000 м) котловинам и желобам. Они воспринимают тепло из недр земли и химически взаимодействуют с дном океана. Поэтому значительно трансформируются.

В верхней сфере существуют водные массы — сравнительно большие объемы воды, формирующиеся в определенной акватории Мирового океана и обладающие в течение длительного времени почти постоянными физическими (температура, свет), химическими (соленость, газы), биологическими (планктон) свойствами и перемещающиеся как единое целое.

В Мировом океане выделяются следующие зональные типы водных масс: экваториальные, тропические и субтропические, умеренные, полярные.

Экваториальные водные массы характеризуются самой высокой в открытом океане температурой, пониженной (до 32—34°/0о) соленостью, минимальной плотностью, большим содержанием кислорода и фосфатов.

Тропические и субтропические водные массы образуются в области тропических атмосферных антициклонов, характеризуются повышенной (до 37°/оо и выше) соленостью и большой прозрачностью, бедностью питательными солями и планктоном. Это океанские пустыни.

Умеренные водные массы располагаются в умеренных широтах и отличаются большой изменчивостью свойств как по географическим широтам, так и по сезонам года. Для них характерен интенсивный обмен теплом и влагой с атмосферой.

Полярные водные массы Арктики и Антарктики характеризуются самой низкой температурой, наибольшей плотностью, повышенным содержанием кислорода. Воды Антарктики интенсивно погружаются в придонную сферу и снабжают ее кислородом. Арктическая вода, обладающая низкой соленостью и потому небольшой плотностью, не выходит за пределы верхней промежуточной сферы. Водная масса квазистационарна. Каждая водная масса имеет свой очаг формирования Перемещаясь, массы воды смешиваются, изменяют свойства. При встречах водных масс возникают фронтальные зоны, отличающиеся градиентами температуры, солености, а значит и плотности (рис. 8).

Фронтальные зоны — это зоны конвергенции (сходимости). При конвергенции вода накапливается, уровень океана повышается, увеличивается давление и плотность воды, и она опускается.

Так как в океане не может происходить только опускание воды, а должен существовать и компенсационный подъем вод, то наряду с зонами конвергенции отмечаются и зоны дивергенции (расходимости) течений, где осуществляется подъем вод. Средняя скорость непериодических вертикальных движений в океане всего несколько сантиметров в сутки Поэтому подъем холодных вод из глубины океана к поверхности у восточных берегов океанов со скоростью несколько десятков сантиметров в сутки называют мощным (апвелинг). Поднимающаяся из глубин океана холодная вода содержит много питательных веществ, поэтому такие районы более богаты рыбой.

Холодные глубинные воды, попадая в поверхностный слой, постепенно нагреваются и под влиянием ветровой циркуляции перемещаются в системе дрейфовых течений в высокие широты, перенося тепло. В результате океан переносит из низких широт больше тепла, чем атмосфера.

Мировой океан и атмосфера образуют единую систему. Океан — главный аккумулятор тепла на Земле, гигантский преобразователь лучистой энергии в тепловую. Почти все тепло, получаемое нижними слоями атмосферы, является скрытым теплом конденсации, заложенным в водяном паре. При этом более половины этого тепла поступает из тропических районов. Скрытая энергия, поступающая в атмосферу с водяными парами, частично преобразуется в механическую энергию, обеспечивающую перемещение воздушных масс и возникновение ветра Ветер передает энергию водной поверхности, вызывая волнения и океанические течения, переносящие тепло из низких широт в более высокие.

Наряду с энергетическим обменом, взаимодействие океана и атмосферы сопровождается и обменом веществами (водяные пары, газы, соли) Процессы взаимодействия двух подвижных оболочек Земли чрезвычайно сложны, и изучение их очень важно Это прежде всего необходимо для понимания сложной картины формирования погоды и климатов на Земле, для удовлетворения практических требований специалистов по прогнозу погоды, промысловой океанологии, навигации, подводной, акустике и т. д.

Океан как среда жизни. Воды морей и океанов содержат все необходимое для существования жизни. Несмотря на сотни миллионов лет, в течение которых формировались современные флора и фауна, их происхождение преимущественно океаническое. Хотя представители многих классов процессе эволюции органического мира меняли среду своего обитания, 3/4 животных и половина растений обитают в Мировом океаане (табл. 5). Они представлены более 300 тыс. видами животныхрастений, каждый из которых исчисляется миллиардами экземпляров.

Таблица 5. Места обитания животных и растений

Места обитания организмов	Количество классов	Удельный вес классов по отношению к современной фауне и флоре, %
животные	растения	животные	Растения
Мировой океан Океан и пресные воды Только пресные воды Суша Во всех средах Всего		-	- -	- -

По условиям существования в океане выделяются две различных области (биохора): толща воды (пелагиаль) и дно (бенталь). Бенталь разделяется на прибрежную литораль, имеющую глубины _000 м, и глубинную — абиссаль.

В процессе эволюции одни организмы приспособились к тому, чтобы добывать себе пищу, активно перемещаясь по всей толще вод; другие живут за счет того, что они могут получать, пассивно перемещаясь течениями, третьи обосновались на дне океана. В соответствии с образом жизни все организмы подразделяются на 3 группы: нектон, планктон и бентос, что в переводе с греческого означает “плавающий”, “парящий” и “глубинный”.

. Планктон состоит из мелких растительных и животных организмов, не обладающих способностью активно перемещаться на большом расстояния. Представлен бактериями, грибами, водорослями, мелкими рачками, червями, медузами, кишечнополостными, иглокожими, моллюсками, а также икрой и личинками рыб. Особенно разнообразен и высокопродуктивен фитопланктон: известно около 2000 видов микроводорослей. Наиболее древними являются сине-зеленые водоросли, не претерпевшие существенных изменений в течение последних 500 млн лет. Отсюда сделано заключение о постоянстве солевого и ионного составов Мирового океана.

Нектон представлен такими активно плавающими животными, какими являются рыбы, кальмары и осьминоги, морские звери и киты, морские змеи и черепахи.

Бентос объединяет растения и животных, населяющих дно и другие твердые основания, к которым организмы могут прикрепляться (скалы, подводные горы, различные портовые сооружения, днища судов и т. п.). Одни из них никогда не отделяются от основания, подобно водорослям, кораллам, некоторым моллюскам. Другие свободно покидают дно, как это делают камбалы и скаты. Третьи закапываются в грунт, что свойственно многим моллюскам, ракообразным и червям. Благодаря интенсивному развитию жизни в прибрежных районах И соответственно наибольшему количеству органических остатков, оседающих на материковой отмели, здесь сосредоточено свыше 99% всех видов бентонических организмов.

Мировой океан обладает огромными биологическими ресурсами. Общая биомасса составляет примерно 35 млрд т. При этом на долю животных приходится 32,5 млрд т., а водорослей — 1,7 млрд т. То обстоятельство, что биомасса животных в два десятка раз больше растительной, объясняется исключительно высокой продукцией одноклеточных планктонных водорослей. Например, одна диатомовая водоросль за месяц способна дать 10 млн экземпляров. К тому же одноклеточные водоросли отличаются высокой питательностью. В водорослях содержится в 2—4 раза больше белков, чем в сене, и примерно столько же жиров. Места обильного развития фитопланктона — места повышенного плодородия в океане, богатые жизнью вообще. Распределение биомассы в Мировом океане подчинено в общем тем же закономерностям, что и на суше. Вместе с тем имеется ряд особенностей, присущих только океану.

В океане, как и на суше, прослеживается чередование поясов с повышенной и пониженной фито- и зоомассой. Но если на суше распределение численности животных организмов зависит прежде всего от температуры и количества осадков и имеет зональный характер, то в океане биомасса того или иного района зависит прежде всего от скорости поступления питательных веществ с восходящими движениями воды. Поэтому в океане величина биомассы связана в первую очередь с типом циркуляции. Вторая особенность жизни в океане — ее концентрация в шельфовой зоне, что также связано с интенсивностью вертикального перемешивания. Наименее продуктивными районами Мирового океана являются акватории, в пределах которых располагаются антициклонические циркуляционные системы. Это обширнейшие океанические пустыни, где в условиях преобладания нисходящих движений количество биогенных элементов оказывается предельно низким.

В северных частяхАтлантического и Тихого океанов, в восточно-тропических и некоторых других районах, где располагаются циклонические круговороты вод, благодаря восходящим движениям происходит вынос из глубин питательных веществ. Благоприятные экологические условия здесь способствуют росту биомассы.

Изучение экологических условий и их влияния на фауну и флору океана имеет не только важное научное, но и огромное практическое значение. Эти сведения необходимы для рациональной организации промысла, поисков путей управления биологической продуктивностью и создания морского фермерства.

9. Природные ресурсы океана Со времен палеолита человек пользовался ресурсами океана. Сначала это было использование для питания моллюсков и рыболовство; во времена древних цивилизаций возникло мореплавание, затем человечество приступило к освоению минеральных и энергетических богатств океана. Однако сегодня ресурсы Мирового океана используются недостаточно. Больше всего эксплуатируются органические богатства океана, причем наблюдается явное несоответствие между запасами и потреблением их разных видов. Около 90%. биомассы, получаемой человеком из океана, приходится на рыбу. Рыба — один из немногих пищевых продуктов моря, темпы добычи котов мировом масштабе продолжают опережать темпы роста населения Земли. Рыбные продукты употребляются не только в пищу лей. Рыба перерабатывается в кормовую муку для животных, пользуется для получения жира, различных технических веществ и удобрений. Так, в Перу только 0,5% улова рыбы идет в пищу людей, ильная часть перерабатывается на кормовую муку. В последние десятилетия, когда значительно увеличилось количество судов океанического лова и неизмеримо возросла их техническая оснащенность, под угрозой полного уничтожения оказались многие промысловые виды рыб. Истощились запасы анчоуса у Тихоокеанского побережья Южной Америки, морского окуня в водах Лабрадора, Ньюфаундленда, трески и камбалы — в Северном и Норвежском морях и т. д. Поэтому необходимо строгое международное регулирование промыслов в Мировом океане, разработка методов научного прогноза в рыболовстве и способов искусственного увеличения биопродуктивности промысловых районов. Из морских млекопитающих промысловое значение имеют мор-котик, гренландский тюлень, нерпа и морской заяц. Несмотря на совершенно исключительную ценность других морских зверей чей, каланов, тюленей) и китов, промысел их очень ограничени ведется в в соответствии с международной конвенцией по лицензиям, выдаваемым отдельным странам на определенные районы.

Значительно больше, чем рыбы, в Мировом океане беспозвоночных. Однако их ежегодный мировой улов не превышает 8% общей добычи, составляя 5 млн т. Более половины мировой продукции нерыбных объектов дают моллюски. Промысловое значение имеют три их группы: двустворчатые (устрицы, мидии, морские гребешки и др.), головоногие (кальмары, каракатицы, осьминоги) и брюхоногие, или морские улитки (рапаны, трубачи и др.). Высоко ценятся на мировом рынке ракообразные: крабы, лангусты, креветки, омары.

Следует отметить, что огромные запасы беспозвоночных могут быть увеличены за счет искусственного разведения. Перспективы дальнейшего их использования как в качестве пищевых продуктов, так и технического сырья очень велики.

Крайне недостаточно используются морские растения. Из известных науке 15 тыс. видов морских растений человеком освоено только 70. Все промысловые водоросли подразделяются на три основные группы: красные, бурые водоросли и морские травы. В отличие от фитопланктона, не имеющего пока промыслового значения, эти крупные водоросли, корнями закрепляющиеся ко дну, относятся к фитобентосу. Они произрастают в прибрежной зоне на глубинах до 20—40 м, поэтому собирать их несложно.

Люди используют в пищу водоросли в свежем, вареном, консервированном виде, кормят домашних животных. Из морских растений вырабатывают агар, йод, бумагу, чернила, нитроцеллюлозу, спирт, ацетон, ткани, пищевой и технический натрий, различные соли. Недавно водоросли начали использовать для получения таких редких элементов, как кобальт, стронций, никель и др.

Водоросли содержат до 50% белков, тогда как в говядине их 21%, в свинине— 18%. Они более чем на 50% состоят из протеина, богаты калием, азотом, фосфором, йодом и другими веществами, необходимыми для организма человека.

По подсчетам советских ученых только в Черном, Балтийском и дальневосточных морях можно ежегодно собирать более 10 млн т. растительной массы. Поэтому в ближайшем будущем водоросли должны стать одним из главных видов растительной пищи людей и важнейшей кормовой базой животноводства.

Как показали исследования, проведенные в последние десятилетия, Мировой океан обладает большими минеральными ресурсами. Важнейший минеральный ресурс — это солевой состав морской воды. Из нее в значительных количествах извлекается поваренная соль (например, в Китае вся потребность в солиобеспечивается путем выпаривания ее из морской воды). Из каждых 10 тонн химического осадка морской воды, кроме поваренной соли, можно получить 1730 кг сырого гипса, 370 кг калийных удобрений, около 2 тонн теплоизоляционных материалов, 0,6 кг брома. Общий вес минеральных веществ, содержащихся в морской воде, достигает 50 млрд тонн.

Ежегодная стоимость магния, добываемого из морской воды, составляет 70 млн долларов.Широко известны также минеральные богатства, накапливающиеся в береговой зоне морей и океанов, в результате сепарирующей деятельности вод и прибоя, приводящей к формированию россыпей некоторых очень ценных видов полезных ископаемых (золота, алмазов, титаносодержащих минералов) в прибрежно-морских отложениях.Из минеральных ресурсов глубоководных районов океана наибольшее внимание привлекают железомарганцевые конкреции.Около 40 лет назад было обнаружено, что пространства шельфа богаты нефтегазовыми месторождениями, а сегодня эксплуатируются уже более 600 таких месторождений.Велики перспективы получения пресной воды из океана с помощью опреснительных установок, количество которых непрерывно растет.

Моря, океаны обладают не только огромными запасами сырья —дейтерия — для термоядерных электростанций будущего, но и неисчерпаемыми потенциальными ресурсами дешевой энергии, аккумулированной в волнах, течениях и приливах, которая может быть преобразована в электрическую энергию. Известны попытки использования энергии волн в Японии. В Китае, Франции, Англии, СССР работают приливные электростанции. В последнее время появились объекты сооружения морских тепловых электростанций, которые будут использовать перепад температур тепловых поверхностных холодных глубинных вод.

Таким образом, совершенно очевидно, что в ближайшем будущем океан неизбежно станет одним из основных источников сырьевых ресурсов для населения нашей планеты. Через несколько десятилетий, когда население значительно возрастет, проблемы добычи минерального и продовольственного сырья, пресной воды, получения энергии невозможно будет решать без использования богатств не только шельфа, но и всей огромной акватории Мирового океана.Несомненно, в изучении и использовании природных ресурсов Мирового океана усилия разных государств должны объединяться, бережного отношения к океану, его рационального использования требуют интересы будущего человечества.

Введение………………………………………………………………2

1. Понятие мировой океан и его природные ресурсы

1.1.Сущность Мирового океана и общая характеристика ресурсов Мирового океана ………………………………………………….…5
1.2.Ресурсы мирового океана: минеральные, биологические,

энергетические ……………………………………………………....10

2. Экология Мирового океана

2.1 Проблемы загрязнения океанов…………………………..……12

2.2 Экологическая защита Мирового океана ………….………….23

Заключение ……………………………………………….…………28

Список литературы………………………………………….....…....29

Величие и мощь океана с давних пор поражали человека. Древние люди не только поклонялись этому необъятному водному пространству, населяли его добрыми или враждебными существами, но и боялись, испытывали суеверный ужас. Но поскольку океан был необходим людям и как средство сообщения, и как источник пищи, они научились использовать его, разгадали его тайны и полюбили.

Огромное водное пространство, омывающее материки, в науке принято называть Мировым океаном. Океан — это обширная часть Мирового океана, характеризующаяся большими размерами, самостоятельнойциркуляцией вод и атмосферы над ними, существенными особенностями в распределении водных масс и величине физико-химических параметров, а также в их режиме.

Нашу планету вполне можно было бы назвать, Океанией, так как площадь, занимаемая водой, в 2,5 раза превышает территорию суши. Океанические воды покрывают почти 3/4 поверхности земного шара слоем толщиной около 4000 м, составляя 97 % гидросферы, тогда как воды суши содержат всего лишь 1 %, а в ледниках сковано только 2 %. Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. Огромная масса вод океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Из него поступает более половины кислорода, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток. На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору. Океан – колыбель жизни на Земле и обитель половины существующих ныне типов организмов. Чтобы уравновесить чаши весов, на одной из которых лежала бы вся океаническая рыба, на другую следовало бы положить гирю в 1 млрд. тонн. А это лишь 1/36 часть всей живой массы океана! Судя по фотографиям, сделанным из космоса, нашей планете больше подошло бы название “Океан”. Выше уже было сказано, что 70,8 % всей поверхности Земли покрыто водой. Как известно на Земле 3 основных океана - Тихий, Атлантический и Индийский, но антарктические и арктические воды тоже считаются океанами. Причём Тихий океан по своей площади превосходит все материки вместе взятые. Эти 5 океанов представляют собой не обособленные водные бассейны, а единый океанический массив с условными границами. Русский географ и океанограф Юрий Михайлович Шакальский назвал всю непрерывную оболочку Земли - Мировым океаном. Это современное определение. Но, кроме того, что когда-то все материки поднялись из воды, в ту географическую эпоху, когда все континенты уже, в основном, сложились и имели очертания, близкие к современным, Мировой океан овладел почти всей поверхностью Земли. Это был Вселенский потоп. Свидетельства о его подлинности не только геологические и библейские. До нас дошли письменные источники - шумерские таблички, расшифровки записей жрецов Древнего Египта. Вся поверхность Земли, за исключением некоторых горных вершин, была покрыта водой. В Европейской части нашего материка водяной покров достигал двух метров, а на территории современного Китая - около 70 - 80 см.

Проблема данного исследования носит актуальный характер в современных условиях. Об этом свидетельствует частое изучение поднятых вопросов.

Высокая значимость и недостаточная практическая разработанность проблемы "Ресурсы мирового океана: проблемы их использования и охраны" определяют несомненную новизну данного исследования.

Дальнейшее внимание к вопросу о проблеме "Международно-правовая охрана среды Мирового океана, животного и растительного мира" необходимо в целях более глубокого и обоснованного разрешения частных актуальных проблем тематики данного исследования.

Актуальность настоящей работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к теме "Ресурсы мирового океана: проблемы их использования и охраны" в современной науке, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью. Рассмотрение вопросов связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость.

Теоретическо