ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отличия в свойствах океана и атмосферы из "Динамика атмосферы и океана Т.1" Большая теплоемкость океана важна для сезонных изменений. Хотя на больших периодах каждое полушарие теряет путем излучения примерно столько же тепла, сколько оно получает, однако это неверно для отдельного сезона. Избыток тепла, получаемого летом, не переноситея в зимнее полушарие, а накапливается в поверхностном слое океана глубиной около 100 м и возвращается в атмосферу зимой [608, гл. 2]. Так как океан может накапливать тепло, то температура его поверхности меняется значительно меньше, чем температура поверхности суши, которая не может накапливать много тепла. Это различие между сушей и морем четко прослеживается на рис. 2.1, который показывает сезонное распределение температуры поверхности Земли. Хотя контуры континентов не нарисованы, их расположение очевидно. Тепловые запасы в океане важны также на более длительных временных интервалах, а поэтому они существенны для изменений климата. [c.32] Годичное распределение среднемесячных температур по поверхности Земли (по Монину [557], с. 203).). [c.33] Чем вызываются ветры и что определяет их распределение Для объяснения тропических пассатов Галлей ([284], 1686, с. 165) указывал, что двил ущая сила есть воздействие солнечных лучей на воздух и воду . Оно вызывает динамический эффект, а именно, согласно законам статики, воздух, который менее разрежен или расширен под действием тепла и, следовательно, более тяжелый, должен двигаться в направлении тех областей, где воздух более разрежен и менее тяжел, чтобы установить равновесие . Галлей имел в виду стационарный режим, в котором воздействие радиации, вызывающей разность плотностей в горизонтальном направлении, уравновешивается динамическими эффектами, которые стремятся эту разность уменьшить. [c.34] 151] издал первую подробную карту таких ветров над тропической Атлантикой и Р1ндийским океаном, основанную на его собственных наблюдениях и информации, полученной от многочисленных наблюдателей . [c.35] Причина, по которой западные ветры должны наблюдаться в этих широтах, ие слишком проста, и она рассматривается в связи с балансом момента количества движения в гл. 13 (см. также [485], [486]). [c.39] Чтобы рассчитать океанические течения, вызванные ветром, требуется детальное распределение напряжений на земной поверхности. Схему приземных ветров вдали от экватора можно получить из карт приземного давления (рис. 2.3), а распределение тропических ветров показано на рис. 11.24, 11,28 и 11.29. Такие черты этого распределения, как пассаты, внутритропи-ческая зона конвергенции и западные струйные ветры, ясно проявляются иа этих рисунках. Источники более подробной информации перечислены в приложении 5. [c.39] Ветры возникают в атмосфере как отклик на радиационное воздействие. Эти ветры переносят импульс в океан, вызывая океанические течения. С помощью каких процессов переносится импульс и от чего зависит интенсивность переноса Это важные вопросы, и о них написано достаточно много (см. [412], [413], [222], [472], [128], [490]). Настоящий раздел задуман только как краткое введение в проблему. [c.40] При приближении к земле сдвиг возрастает обратно пропорционально расстоянию от поверхности. (Этот закон можно получить по соображениям размерности из предположения, что сдвиг зависит только от т, р и расстояния 2 от земли. Это соответствует логарифмическому профилю средней скорости.) Обратная пропорциональность имеет место только в непосредственной близости от земли, где сдвиг значителен, поскольку становятся важными другие эффекты, если сдвиг слабый. Например, если вертикальный градиент (см. разд. 1.5) настолько велик, что вызывает конвекцию, то конвективная турбулентность на некотором уровне станет важнее сдвиговой. [c.41] Другая формула для Со предложена в [472]. [c.42] Остающееся нерадиационное тепло покидает океан через охлаждение при испарении (потеря скрытой теплоты) и через прямой перенос теплосодержания (или явного тепла). [c.48] Поправочный множитель на эффект облачности в действительности зависит от вида и высоты облаков. Ламб [489] предложил формулы, которые это учитывают. Однако формулами Ламба нельзя пользоваться, если Пс — единственный доступный показатель облачности, так что глобальные расчеты обычно основываются на формулах, подобных (2.6.1). [c.48] Единственное отличие от атмосферы — это топография дна, которая может направлять глубинные течения из одного бассейна в другой. [c.52] Подразделение океанического дна. иа бассейны делает циркуляцию довольно специфичной, так как донная вода может образоваться в одном бассейне, а затем перелиться в другой. Экстремальные случаи наблюдаются во внутренних морях, таких как Средиземное море, которое соединяется с остальным океаном узким проливом с мелкими порогами. Донная вода, формируемая в Средиземном море, где имеется большой избыток испарения над осадками, теплее и соленее по сравнению с остальным океаном. Она вытекает через Гибралтарский пролив с интенсивностью порядка 1 Мт/с, но еще недостаточно плотна, чтобы опуститься па дно, и вместо этого растекается по Атлантике на средней глубине. Она быстро сравнивается с ней по солености (см., например, [869]). [c.53] Детали термохалинной циркуляции иа практике будут зависеть от динамических факторов, обсуждаемых в последующих главах. Обзор теорий и наблюдений дан в [830]. [c.53] Уравнения состояния связывают между собой свойства данного состояния. Если давление, температура и коицеитрации компонентов смеси выбираются в качестве множества переменных, определяющих состояние, то из уравнений состояния можно получить другие свойства состояния как функции выбранных переменных. Наиболее важное из этих уравнений — это уравнение для плотности жидкости, которое часто называют просто у р а вненне состоя ния . [c.54] Вернуться к основной статье