Оглавление

Введение

Часть 1. Мировой океан

Часть 2. Среда обитания

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Все живое вещество на нашей планете на 2/3 состоит из воды. Вода участвует в большинстве биохимических реакций. Так, например, бактерии на 81% состоят из воды, а их споры на 50%, ткани человека содержат до 70% воды, кровь даже 79%, а лимфа 96%.

Без кислорода жизнь возможна (анаэробные организмы), без воды нет. Академик В.И. Вернадский считал, что "вода и живое вещество - генетически связанные части организованности земной коры", а немецкий физиолог Э.Д. Раймон писал: "Жизнь - это одушевленная вода".

Подавляющая часть вод неоднократно проходит через живые организмы в результате обмена веществ. Поэтому все воды биосферы (по крайней мере 99% их) являются биогенными, образовавшимися за счет либо космогенных вод, поступающих на Землю из окружающего ее пространства, либо эндогенных, поступающих из глубин Земли. Вод, образовавшихся в результате деятельности человека, относительно немного.

Суша и вода распределяются по поверхности Земли неравномерно: большая часть суши сосредоточена в северном полушарии, в южном преобладает водная поверхность. Из общей площади поверхности Земли 510 млн. км² на долю суши приходится всего 149 млн. км² или 29%. Остальные 361 млн. км² или 71% заняты поверхностью Мирового океана. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади, ледников - около 10%.

Пространство Земли, покрытое водами океанов и морей, представляет собой непрерывную водную оболочку, называемую Мировым океаном. Из общей площади поверхности Земли 510 млн. км² на долю суши приходится всего 149 млн. км² , или 29%. Остальные 361 млн. км² , или 71%, заняты поверхностью Мирового океана. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади, ледников - около10%.

Таблица 1.1 Суммарные запасы поверхностных вод.

Такое огромное количество воды в различных ее состояниях не случайно. Рассмотрим же, что из себя представляют поверхностные воды нашей планеты, а главное каково их влияние на жизнь организмов и на всю планету в целом.

Часть 1. Мировой океан

Пространство Земли, покрытое водами океанов и морей, представляет собой непрерывную водную оболочку, называемую Мировым океаном. Мировой океан расчленяет сушу на отдельные материки, острова и архипелаги. Мировой океан в свою очередь разделен материками на отдельные, сообщающиеся между собой части.

Часть Мирового океана, расположенная между отдельными материками и отличающаяся своеобразной конфигурацией береговой линии и особенностями подводного рельефа, отражающего историю формирования данного участка земной коры, называется океаном . Основными признаками океанов являются самостоятельная система течений и атмосферной циркуляции и структура водных масс с характерным пространственным и вертикальным распределением океанологических элементов. По этим признакам Мировой океан условно подразделяют на четыре части: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Границы океанов отчетливо выражены лишь береговыми линиями суши, омываемой ими. Морские же границы носят до некоторой степени условный характер.

Моря.

Часть океана, вдающаяся в сушу и сообщающаяся с прилежащим океаном или морем свободно, через проливы, или отделенная островами, их грядами, подводными поднятиями (порогами), называется морем . Географическое положение, условия водообмена с океаном, характер рельефа дна и очертаний бассейна наряду с общими климатическими и гидрометеорологическими условиями района определяют структуру водных масс данного моря и их режим. Моря подразделяют по различным признакам: условиям водообмена и степени изоляции от океана, происхождению, характеру водообмена и гидрологического режима и т.д.

Наибольшее распространение до настоящего времени имеет классификация Шокальского, по которой моря разделяются на окраинные, средиземные и межостровные. Окраинные моря располагаются по окраинам материков и больших островов, средиземные - между материками или внутри них. В соответствии с этим средиземные моря подразделяются на межматериковые и внутриматериковые. Межматериковые моря отличаются обычно большими размерами и большими глубинами, внутриматериковые, напротив, относительно невелики и неглубоки. Межостровные моря располагаются между островами и архипелагами. Окраинные моря вдаются в материки и от океана отделяются грядами островов, иногда полуостровами. Свободное сообщение окраинных морей с океанами обусловливает зависимость физических и динамических процессов, а также режима вод от воздействия океана. Примерами окраинных морей могут служить моря Северное, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское, Восточно-Китайское и др. Средиземные моря имеют затрудненную связь с океанами. В результате влияния материков соленость их вод, температура и другие характеристики сильно отличаются от соседних участков океана. Одно из самых значительных морей этого типа - Средиземное (межматериковое). К числу межматериковых морей относятся также моря австрало-азиатские и американские. Внутриматериковые средиземные моря вдаются целиком в один материк. Таковы моря Белое, Балтийское, Гудзонов залив. К числу межостровных морей относятся Коралловое море и др.

Водный и солевой баланс.

Изменения солености в различных районах Мирового океана зависят от физико-географических, гидрометеорологических и океанологических факторов. Наибольшее значение имеют: испарение с поверхности моря, выпадение осадков, приток материковых вод, процессы ледообразования и таяния льдов. Кроме того, большое значение имеют и динамические факторы - вертикальное перемешивание слоев и горизонтальный перенос водных масс течениями. Приток пресных вод с материков, выпадение осадков, приток менее соленых вод из соседнего района океана или моря, а также процесс таяния льдов опресняют морские воды, понижая их соленость. Процессы испарения и ледообразования, сопровождающиеся выпадением солей в рассол, а также приток более соленых вод, вносимых течениями, повышают соленость. Изменения всего комплекса этих процессов во времени и в пространстве определяют пространственное и вертикальное распределение солености, сезонные, многолетние и другие изменения ее. Солевой баланс морей и океанов связан с изменением компонентов водного баланса.

Приходную часть водного баланса составляют атмосферные осадки, выпадающие на поверхность моря, пресные воды, приносимые реками, воды от таяния морского льда и, наконец, приток воды из соседнего водоема. Расходную часть водного баланса этого же объема воды составляют потери воды на испарение, на образование льда и отток воды в соседние водоемы. Для некоторых морей учитывается расход воды на просачивание через дно. В морях большое значение имеет и водообмен с соседним морем или океаном.

Все перечисленные факторы определяют режим и изменения солености вод океанов и морей. Так как соленость - наиболее консервативное, установившееся свойство вод Мирового океана, то можно говорить и о балансе солей. Приходная часть солевого балансаслагается из поступления солей: а) с материковым стоком, б) с атмосферными осадками, в) из недр Земли в виде продуктов дегазации мантии, г) при растворении пород на дне океанов и морей.

Расход солей происходит при: а) выпадении солей в осадок, б) выкристаллизовывании солей из рассола солевых ячеек льда при низких температурах (до - 55°С), в) испарении морской воды в районах с жарким климатом в закрытых и полузакрытых морях, г) выносе солей при разбрызгивании воды ветром и других менее эффективных процессах.

Из всех компонентов прихода и расхода солей наибольшее значение имеют приток с материковым стоком и из недр Земли за счет дегазации мантии, а также выпадение солей из морской воды в осадок, компенсирующие друг друга. Общее количество солей, растворенных в морской воде, достигающее примерно (47-56) * 10¹⁵ т, настолько велико, что изменения, связанные с приходом и расходом, а также влиянием различных факторов, не отражаются на общем солевом составе морской воды.

В течение длительных отрезков времени - геологических эпох - солевой состав вод Мирового океана можно считать установившимся. Это связано с тем, что приход солей балансируется расходом и, кроме того, количество солей, поступающих или выпадающих из состава морской воды, настолько незначительно по сравнению с солевой массой, находящейся в ее растворе, что требуются очень большие промежутки времени (200000-160000 лет) для того, чтобы соленость изменилась на 0,02-0,01%₀ .

Тепловой режим океанов и морей.

Основной источник тепла, получаемого поверхностью Мирового океана, - это прямая и рассеянная солнечная радиация. Часть ее отражается водной поверхностью, часть излучается в атмосферу и межпланетное пространство. Морские воды, соприкасаясь с атмосферой, обмениваются с ней теплом. Если вода теплее воздуха, то происходит отдача тепла в атмосферу, если же вода холоднее, она получает некоторое количество тепла в процессе теплообмена. Большое количество тепла море теряет на испарение. Известно, что на испарение каждого грамма воды затрачивается свыше 2,4310⁵ Дж/кг (580 кал). Отсюда нетрудно представить, какое большое количество тепла теряют поверхностные слои океана, например, в области пассатов, где испарение очень велико.

В высоких широтах нагревание и охлаждение морской воды связано с ледовыми явлениями. В осенне-зимний период при образовании льда всегда выделяется скрытая теплота ледообразования, которая затрачивается на нагревание воды и воздуха над ней. Весной при таянии льда происходит, наоборот, охлаждение воды и воздуха.

Дополнительным источником тепла могут служить речные воды. Наконец, большая роль в распределении и изменении температуры вод океанов и морей принадлежит материкам, господствующим ветрам и особенно течениям.

На поверхности раздела океан - атмосфера, а также в толще воды непрерывно происходят процессы, изменяющие тепловое состояние вод. Некоторые из этих процессов сопровождаются выделением тепла и приводят к повышению температуры воды, другие приводят к потере тепла и понижению температуры. Соотношение количеств тепла, поступающего в воду и теряемого ею в результате взаимодействия различных тепловых и динамических процессов, называют тепловым балансом. Соотношение между приходной и расходной частями теплового баланса различно в отдельных частях Мирового океана и значительно меняется с течением времени.

Течения.

Происхождение морских течений и их классификация. Поступательные горизонтальные движения водных масс, связанные с перемещением значительных объемов воды на большие расстояния, называют течениями . Течения возникают под действием различных факторов, таких, как ветер (т.е. трение и давление движущихся воздушных масс на водную поверхность), изменения в распределении атмосферного давления, неравномерность в распределении плотности морской воды (т.е. горизонтальный градиент давления вод различной плотности на одинаковых глубинах), приливообразующие силы Луны и Солнца. На характер движения масс воды существенное влияние оказывают также вторичные силы, которые сами не вызывают его, а проявляются лишь при наличии движения. К этим силам относятся сила, возникающая благодаря вращению Земли - сила Кориолиса, центробежные силы, трение вод о дно и берега материков, внутреннее трение. Большое влияние на морские течения оказывают распределение суши и моря, рельеф дна и очертания берегов. Классифицируют течения главным образом по происхождению. В зависимости от сил, их возбуждающих, течения объединяют в четыре группы:

1) фрикционные (ветровые и дрейфовые),

2) градиентно-гравитационные,

3) приливные,

4) инерционные.

Течения, возникающие при участии сил трения, - это ветровые течения, вызванные временными и непродолжительными ветрами, и дрейфовые, вызванные установившимися, действующими длительное время ветрами. В ветровых течениях не создается наклона уровня, дрейфовые же течения приводят к наклону уровня и появлению градиента давления, которые определяют возникновение в прибрежных районах глубинного градиентного течения.

Градиентно-гравитационные течения возникают вследствие наклона физической поверхности моря, вызванного различными факторами, - это плотностные, бароградиентные и стоковые течения. Первые создаются горизонтальным градиентом плотности, возникающим вследствие перераспределения поля плотности. Бароградиентные течения вызываются изменениями в распределении атмосферного давления, которые приводят к наклону уровня в областях повышенного давления и повышению его в области пониженного давления. Стоковые течения создаются в результате наклона поверхности моря, вызванного притоком береговых вод, атмосферными осадками, испарением, притоком вод из другого бассейна или оттоком вод в другие районы. Наконец, могут возникать компенсационные течения вследствие нарушения равновесия за счет убыли или оттока вод из одного бассейна в другой под влиянием сгонно-нагонной циркуляции и других факторов.

Приливные течения возникают под действием приливообразующих сил Луны и Солнца.

Инерционные течения - это остаточные течения, наблюдающиеся после прекращения действия всех возбуждающих движение факторов. На частицы воды в инерционных течениях действуют только две уравновешивающие одна другую силы - Кориолиса и центробежная. Инерционные течения наблюдались в Балтийском море, в Черном, Средиземном и др.

Течения подразделяются по степени устойчивости, расположению, физико-химическим свойствам, характеру движения.

По устойчивости выделяют постоянные, периодические и временные (случайные) течения. Постоянные - это течения, сохраняющие средние значения скорости и направления длительное время. Они заметно изменяют свои характеристики от сезона к сезону, но почти не изменяют их от года к году. К ним относятся Гольфстрим, Куросио, пассатные и др.

Периодические - течения, меняющие свои элементы во времени с определенным периодом (муссонные, приливные).

Временные течения возникают под влиянием временных интенсивных ветров, резких внезапных изменений давления атмосферы, выпадения осадков.

По расположению выделяют течения поверхностные, глубинные, придонные, прибрежные, открытого моря.

По физико-химическим свойствам течения могут быть теплые, холодные, опресненные, осолоненные, нейтральные. Влияние теплых и холодных течений на ход многих физических явлений, особенно на климат Земли, огромно. Подразделение течений по физико-химическим свойствам относительно. Теплые и осолоненные течения имеют температуру и соленость выше, чем местные, окружающие их воды, холодные и опресненные - ниже.

По характеру движения течения подразделяют на прямолинейные, криволинейные, циклонические и антициклонические.

В природных условиях не существует течения какого-либо одного происхождения, а имеет место комплексный поток, сочетающий различные типы течений.

Течения в морях. Течения в морях формируются под влиянием тех же факторов, которые возбуждают океаническую циркуляцию. Однако местные физико-географические условия, особенности рельефа дна и водообмен с соседними морями или океаном определяют региональные особенности течений в морях. В средиземных и окраинных морях формирование течений происходит различно. Например, течения в Норвежском, Гренландском и Баренцевом морях, входящие в систему течений Северного Ледовитого океана, тесно связаны и с течениями Атлантического океана, а также с атмосферными процессами, господствующими над акваторией этого района.

В Балтийском море поверхностное течение, вызванное обильным притоком речных вод, в зависимости от направления ветров усиливается или ослабевает. При преобладании ветров с юго-запада наблюдается круговорот вод против часовой стрелки: вдоль южных берегов на восток, вдоль восточных на север. Течения Черного и Азовского морей связаны с господствующими здесь ветрами.

Весьма распространены в морях стоковые и сточные течения. Дрейфовое Карибское течение приносит большое количество воды в Мексиканский залив, куда вливается обильный сток Миссисипи. Избыток вод в этом заливе создает мощное сточное Флоридское течение через одноименный пролив. Обь - Енисейское течение в Карском море, Ленское - в море Лаптевых представляют собой типичные стоковые течения, возникающие в результате стока огромных масс вод рек Сибири - Оби, Енисея и Лены.

В морях, где развиты приливные явления, обычно хорошо выражены приливные течения, иногда превалирующие над всеми остальными. Так, например, интенсивные приливные течения наблюдаются в Белом море, в Японском, Охотском, Северном и др.

Реки.

Река, ее притоки, речная система.

Рекой называется водный поток, протекающий в естественном русле и питающийся за счет поверхностного и подземного стока речного бассейна.

Атмосферные осадки не сразу попадают в реки. Сток их осуществляется сначала в виде временных потоков, возникающих в период таяния или выпадения дождей. Сливаясь вместе, они дают начало постоянным потокам - сначала ручьям, малым речкам, а затем рекам. Водность рек увеличивается притоком подземных вод, дренируемых речными руслами. Реки выносят свои воды в океаны, моря или озера. Река, впадающая в один из таких водоемов, называется главной рекой, а реки, впадающие в нее, - ее притоками. Совокупность всех рек, сбрасывающих свои воды через главную реку в море или озеро, называется речной системой или речной сетью.

Реки, озера, болота, балки, овраги данной территории составляют гидрографическую сеть этой территории. Таким образом, речная сеть есть часть гидрографической сети.

Различают притоки различных порядков. Реки, впадающие непосредственно в главную реку, называются притоками первого порядка, притоки этих притоков - притоками второго порядка и т.д. Американский гидролог Хортон предложил другую систему классификации притоков. Хортон называет рекой первого порядка или элементарной рекой реку, не имеющую притоков, рекой второго порядка - реку, принимающую притоки только первого порядка, и т.д. Таким образом, чем больше номер главной реки, тем более сложный характер носит речная система этой реки. В этом несомненное достоинство предлагаемой Хортоном системы.

Речная система характеризуется протяженностью рек, их извилистостью и густотой речной сети.

Таблица 1.2 Количество и протяженность речной сети.

Под протяженностью понимается суммарная длина всех рек, составляющих данную систему. Длина рек измеряется по карте возможно более крупного масштаба. Извилистость реки характеризуется коэффициентом извилистости. Этот коэффициент определяется для отдельных участков реки и представляет собой отношение расстояния по прямой линии между начальным и конечным пунктами участка к длине реки на этом участке.

Густота речной сети характеризуется коэффициентом густоты, представляющим собой отношение суммарной протяженности речной сети на данной площади к величине этой площади. Коэффициент густоты речной сети выражается в км/км² . Густота речной сети зависит от ряда природных факторов: рельефа, геологического строения местности, свойств почв, климата, в особенности от количества осадков и условий их стока. Немаловажная роль принадлежит также историко-геоморфологическим факторам.

Водоразделы.

Линия на земной поверхности, разделяющая сток атмосферных осадков по двум противоположно направленным склонам, называется водоразделом. Весь земной


29-04-2015, 00:57