Тепловий баланс моря
На поверхні розділу океан-атмосфера, а також у товщі води безупинно відбуваються процеси, що змінюють тепловий стан вод. Деякі з цих процесів супроводжуються виділенням тепла і приводять до підвищення температури води, інші приводять до втрати тепла і зниженню температури. Співвідношення кількостей тепла, що надходить у воду і яке втрачається нею в результаті взаємодії різних теплових і динамічних процесів, називають тепловим балансом (іноді бюджетом). Співвідношення між прибутковою і видатковою частинами теплового балансу по-різному в окремих частинах Світового океану і значно змінюється з часом.
Рівняння теплового балансу з урахуванням основних факторів, що визначають прихід і витрату тепла в океанах і морях, можна записати в наступному виді:
(2.1)
де Q© — сумарна сонячна радіація, що поглинається морем;
Qеф — тепло, що втрачається або одержуване морем у результаті ефективного випромінювання;
Qм -тепло, затрачуване на випар і яке здобувається при конденсації;
Qт.про — тепло, одержуване або віддається морем у результаті турбулентного (контактного) теплообміну з повітрям;
Qл — тепло процесів льодоутворення і танення;
Qст — тепло вод материкового стоку;
Q0 — тепло атмосферних опадів;
Qадв — тепло, одержуване в результаті водообміну (течій);
Qt — різниця між приходом і витратою тепла, яке пішло на зміну температури в діяльному шарі моря.
Шар води, у якому виявляються сезонні (річні) коливання океанологічних характеристик, називається діяльним шаром моря. За нижню границю цього шару приймається глибина, на якій ще помітний річний хід температури. У морях з великими річними амплітудами температури іноді за нижню границю діяльного шару приймають горизонт, де річна амплітуда дорівнює 1°С. У полярних морях сезонні амплітуди температури невеликі і на глибині не перевищують 0,1—0,2°. У результаті взаємодії всіх компонентів теплового балансу в діяльному шарі моря відбувається зміна тепломісткості. Тепломісткість залежить і від теплообміну з атмосферою і нижчими шарами води, адвентивного і горизонтального турбулентного теплообміну, зв'язаного з перерозподілом тепла течіями. Зміну тепломісткості діяльного шару моря можна визначити по середніх місячних температурах усередині діяльного шару по формулі:
DQ = crhDt (2.2)
де ΔQ — зміна тепломісткості за деякий проміжок часу;
Δt — зміна середньої температури в діяльному шарі за той же проміжок часу;
с — теплоємність води;
ρ — щільність води;
h — товщина діяльного шару (у сантиметрах).
За даними річного ходу складового теплового балансу можна визначити і річний хід середньої температури в діяльному шарі.
При визначенні теплового балансу в середньому за рік деякі статті приходу і витрати компенсують один одного, тому що їхні величини досить незначні. Це — приплив і витрата тепла за рахунок процесів льодоутворення і танення, приплив материкових вод, що має значення в прибережній смузі, і випадання опадів. Отже, прихід тепла у Світовий океан визначається головним чином кількістю сумарної сонячної радіації, тобто теплом, одержуваним від Сонця. Витрачається це тепло на випромінювання в атмосферу, на випар і турбулентний (контактний) підігрів нижніх шарів атмосфери. Так відбувається круговорот енергії в системі океан-атмосфера, а рівняння теплового балансу (2.1) являє собою одну з часткових форм основного фізичного закону — закону збереження енергії.
Вивчення балансу тепла окремих морів, океанів і Світового океану в цілому — це важлива проблема в дослідженні термічного режиму Землі, її клімату і погодних умов, з якими зв'язані природні ресурси.
Існує кілька методів визначення теплового балансу, основними з яких є напівемпіричні методи, що базуються на безпосередніх інструментальних вимірах, спеціальні теоретичні й емпіричні формули, викладені в спеціальних роботах. Визначення елементів теплового балансу здійснюється звичайно для річного циклу, тобто визначають середні добові і середні місячні їхні значення в калоріях з 1 см2 поверхні моря за рік. Можна розрахувати і багаторічні значення елементів теплового балансу. Результати цих розрахунків зводять у таблиці, графіки і схеми розподілу елементів у межах моря або океану.
Інші цікаві матеріали
Землевпорядкування та кадастр
У період реформування
земельних відносин однією з найважливіших проблем є проблема
економічного використання і відтворення природних ресурсів.
Зміни економічного механізму господарювання, перехід до економіки
ринкового ...
Земельний кадастр і аналіз проекту використання земель Космацької сільської ради Богородчанського району Івано-Франків
Серед найважливіших
проблем сьогодні особливе місце посідає проблема економічного використання,
збереження і відтворення природних ресурсів.
А серед природних
комплексів особливе місце має земля. Прийнята Верховною Р ...
Економічне районування та територіальна організація господарства
Актуальність
теми «Економічне районування та територіальна організація господарства» полягає
в тому, що розвиток галузей народного господарства, виробничих комплексів,
соціально-виробничої інфраструктури, а також господ ...