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

Планування та організація виконання комплексу топографо-геодезичних робіт
Актуальним питання в даному курсовому проекті є планування і організація робіт виконання комплексу топографо - геодезичних робіт при створенні планів в масштабі 1 : 50000 для ведення кадастру на території Житомирськ ...

Калінінградська область на карті Європи
На основі рішень Потсдамської конференції (1945 р.) частину Східної Пруссії (район Німеччини) увійшла до складу Російської Федерації. До квітня 1946 року на цій території знаходився Кенігсберзький особливий військовий о ...

Заповідна мережа Рівненщини
Під час бурхливого розвитку промисловості на Україні, і не тільки, відбуваються масові вирубки лісів, забруднення територій, що призводять до змін ландшафтів, а це негативно впливає не тільки на оточуюче середовище, а й ...