![Скачать презентацию Физико-химические свойства океанской воды и зонально-региональное их проявление Скачать презентацию Физико-химические свойства океанской воды и зонально-региональное их проявление](https://present5.com/wp-content/plugins/kama-clic-counter/icons/ppt.jpg)
3. Свойства вод Мирового океана.ppt
- Количество слайдов: 31
Физико-химические свойства океанской воды и зонально-региональное их проявление
Соленость – это минерализация морской воды Соленость измеряется в промилле, т. е. весовых частях солей, приходящихся на 1000 весовых частей воды и обозначается ‰. Средняя соленость Мирового океана 35‰ (35 г на 1 кг воды).
Среднее содержание химических элементов в морской воде Элемент % H 10, 7 Y 3· 10– 8 Sc 4· 10– 9 Dy 7, 3· 10– 11 He 5· 10– 10 Zr 5· 10– 9 Ti 1· 10– 7 Ho 2, 2· 10– 11 Li 1, 5· 10– 5 Nb 1· 10– 9 V 3· 10– 7 Er 6· 10– 11 Be 6· 10– 11 Mo 1· 10– 6 Cr 2· 10– 9 Fm 1· 10– 11 B 4, 6· 10– 4 Ag 3· 10– 3 Mn 2· 10– 7 Yb 5· 10– 11 C 2, 8· 10– 3 Cd 1· 10– 8 Fe 1· 10– 6 Lu 1· 10– 11 N 5· 10– 5 In 1· 10– 9 Co 5· 10– 8 W 1· 10– 8 О 85, 8 Sn 3· 10– 7 Ni 2· 10– 7 Au 4· 10– 10 F 1, 3· 10– 4 Sb 5· 10– 8 Cu 3· 10– 7 Hg 3· 10– 9 Ne 1· 10– 8 I 6· 10– 6 Zn 1· 10– 6 Tl 1· 10– 9 Na 1, 035 Cs 3, 7· 10– 8 Ga 3· 10– 9 Pb 3· 10– 9 Mg 0, 1297 Ba 2· 10– 6 Ge 6· 10– 9 Bi 2· 10– 8 Al 1· 10– 6 La 2, 9· 10– 10 As 1· 10– 7 Ra 1· 10– 14 Si 3· 10– 4 Ce 1, 3· 10– 10 Se 1· 10– 8 Ac 2· 10– 20 P 7· 10– 6 Pr 6· 10– 11 Br 6, 6· 10– 3 Th 1· 10– 9 S 0, 089 Nd 2, 3· 10– 11 Kr 3· 10– 8 Pa 5· 10– 15 Cl 1, 93 Sm 4, 2· 10– 11 Rb 2· 10– 5 U 3· 10– 7 K 0, 038 Eu 1, 1· 10– 10 Sr 8· 10– 4 Ca 0, 04 Gd 6· 10– 11
Соотношение основных компонентов солей, растворенных в воде Мирового океана Составные части (соль) Промилле Проценты Всего, % Хлористый натрий 27, 2 77, 8 Хлориды 88, 7 Хлористый магний 3, 8 10, 9 Сернокислый магний 1, 7 4, 7 Сернокислый кальций 1, 2 3, 6 Сернокислый калий 0, 9 2, 5 Углекислый кальций 0, 1 0, 3 Карбонаты 0, 3 Прочие 0, 1 0, 2 Прочие 0, 2 Итого 35, 0 100 Сульфаты 10, 8 Химический состав вод Содержание солей в процентах от общей их массы Составные части (соль) в океанической воде в речной воде Хлориды 88, 7 5 Сульфаты 10, 8 10 Карбонаты 0, 3 60 Соединения азота, фосфора, кремния и органические вещества 0, 2 25
Соли в океане n Соленый вкус воде придает поваренная соль, горький - соли магния. n Для океанской воды характерно постоянное процентное соотношение различных солей, несмотря на различную соленость. n Соли, как и сама вода океанов, поступали на земную поверхность прежде всего из недр Земли, особенно на заре ее формирования. n Соли приносятся в океан и речными водами, богатыми карбонатами (более 60%). Однако, количество карбонатов в океанской воде не увеличивается и составляет всего 0. 3%. Причина - они выпадают в осадок, а также расходуются на скелеты и раковины животных, потребляются водорослями, которые после отмирания погружаются на дно.
Основные природные факторы, определяющие величину солености Снижают соленость: Увеличивают соленость: n n n Интенсивное испарение; Теплые течения; Льдообразование n n Атмосферные осадки; Холодные течения; Таяние льда; Сток рек Линии соединяющие пункты с одинаковой соленостью - изогалины
Изменение солености на поверхности Мирового океана с географической широтой n В экваториальной зоне в соответствии с превышением осадков над испарением соленость поверхностных вод понижена. n Штилевая полоса находится в северном полушарии и минимальная соленость наблюдается между 5 и 10° с. ш. , составляя в среднем по всему Мировому океану 34, 43‰. n Наиболее низка соленость (34, 04‰) в экваториальной зоне Тихого океана, а в Атлантическом понижение ее наименьшее (35, 01‰). n В Индийском океане из-за смещения штилевой зоны в южное полушарие минимальная средняя соленость 34, 62‰ отмечается между 10° и 15° ю. ш. n С удалением от экваториальной зоны соленость поверхностных вод быстро увеличивается, достигая в субтропических широтах максимального значения. n Наиболее высокая соленость отмечается, в среднем по всему Мировому океану, между 25°и 30° с. ш. (35, 76‰) и между 20° и 25° ю. ш. (35, 74‰). n Величины максимальной солености весьма значительно изменяются в отдельных океанах.
Изменение солености на поверхности Мирового океана с географической широтой n С удалением от субтропических максимумов в направлении полюсов соленость воды постепенно понижается. n Примерно около 40 -х градусов широты создается равенство между испарением и осадками, чем и ограничивается область с повышенной соленостью. n Между 40° с. ш. и 40° ю. ш. повсеместно, исключая экваториальную зону и небольшие участки в прибрежной полосе, преобладает соленость выше 35‰, а на севере Атлантического океана даже более 36‰, и лишь на севере Тихого океана она немного превышает 34‰. n Превышение осадков над испарением достигает максимального значения примерно у 50° широты. n Несмотря на то, что с последующим увеличением широты разность между осадками и испарением уменьшается, небольшое понижение солености еще продолжается. Причина тому - опреснение, создаваемое таянием льдов. n В Северном Ледовитом океане, кроме того, немалую роль играет речной сток.
Изменение солености на поверхности Мирового океана с географической широтой n Происходит перераспределение солености в пределах широты под влияние океанических течений, стока рек. n В экваториальных широтах ведущее значение на сокращение показателя играет сток рек; n В тропических широтах западные акватории (омывают восточные побережья материков) более соленые, чем восточные, влияние течений: на западе – теплых, на востоке - холодных; n В умеренных широтах северного полушария восточные акватории (омывают западные побережья материков) боле соленые, чем западные, влияние течений: на западе – холодных, на востоке - теплых; n В высоких широтах южного полушария поверхностные воды менее соленые, чем в северном. Причина циркумполярное холодное течение Западных ветров и опресняющее влияние льдов Антарктиды.
Соленость воды на поверхности морей При всем многообразии изменений солености на поверхности морей их можно разделить на 5 следующих типов. 1. Окраинные моря с соленостью близкой к той, что в прилежащей части океана (моря антарктические, Чукотское и др. ). 2. Окраинные моря с пониженной соленостью (по отношению к смежным районам океана). Опреснение их вызывается большим речным стоком, а в некоторых случаях, кроме того, таянием льдов (моря Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское) и иногда повышенным количеством атмосферных осадков (заливы Бенгальский и Аляска). 3. Окраинные моря с повышенной соленостью за счет притока высокосоленых вод (Баренцево море) или сильного превышения испарения над осадками (Аравийское море). 4. Средиземные моря с пониженной соленостью, что вызывается большим речным стоком (Черное, Азовское, Каспийское, Аральское, Желтое), превышением осадков над испарением (моря Зондского архипелага), таянием льдов (Баффиново, Гудзоново), а в некоторых случаях совместным, воздействием нескольких из этих факторов (Балтийское, Белое, Берингово, Охотское, Японское). 5. Средиземные моря с повышенной соленостью, обусловленной превышением испарения над осадками (Средиземное и Красное, Карибское море и Мексиканский залив, Персидский залив). Самое соленое - Красное море (40 -41‰ и более), наименее соленые моря Северного Ледовитого океана. В заливе-лагуне Кара-Богаз-Гол (Каспийское море) до 300‰. ОБЪЯСНИТЕ!!!
В распределении солености с глубиной выделяют 4 типа: 1. Экваториальный. Соленость с глубиной постепенно возрастает и максимальна на глубине 100 м, где к экватору приходят соленые воды из тропических широт. Глубже соленость убывает. С 1000 -1500 м она постоянна. 2. Субтропический. Соленость с глубиной быстро уменьшается до 1000 м, глубже она постоянна. 3. Умеренный. Соленость с глубиной изменяется мало. 4. Полярный. На поверхности соленость низкая, с глубиной вначале быстро возрастает, что связано с притоком более соленых вод из умеренных широт. Глубже 200 м почти не изменяется. Соленость воды по меридиональному сечению Атлантического океана (по средним широтным величинам)
Плотность воды мирового океана – отношение массы единицы объема исследуемой воды при данной температуре к массе чистой воды того же объема взятой при температуре +4˚С. Плотность морской воды зависит от: * солености, * температуры, * давления. Чем выше соленость, ниже температура, больше давление, тем больше плотность. С глубиной плотность воды в океане увеличивается
Зависимость температуры наибольшей плотности и температуры замерзания морской воды от ее солености Соленость, ‰ 0 5 10 15 20 25 30 35 Температура наибольшей плотности, Сº°º 3, 95 2, 93 1, 86 0, 77 Температура замерзания, Сº 0, 00 -0, 27 -0, 53 -0, 80 -1, 07 -1, 35 -1, 63 -1, 91 -0, 31 -1, 40 -2, 47 -3, 52 Зависимость температуры замерзания, температуры наибольшей плотности и солености воды
Распределение температуры воды Мировой океан - открытая система, которая получает и отдает тепло n n n Повышают температуру воды: Солнечная радиация; Конденсация влаги; Льдообразование; Атмосферные осадки; Сток рек; Теплые течения и др. n n Снижают температуру воды: Испарение; Нагрев воздуха; Холодные течения; Таяние льда Линии соединяющие пункты с одинаковой температурой - изотермы
Изменение температуры поверхностных вод Мирового океана 1. Средняя температура поверхностных вод океана более +17ºС, причем в северном полушарии она на 3ºС выше, чем в южном. 2. Наибольшие температуры воды в северном полушарии наблюдаются в августе, наименьшие - в феврале, в южном полушарии - наоборот. 3. Суточные и годовые колебания температуры воды незначительные: суточные не превышают 1ºС, годовые составляют не более 5… 10ºС в умеренных широтах. 4. Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах температура весь год +27. . . +28 ºС. В тропических районах на западе океанов +20. . . +25 ºС, на востоке +15. . . +20 ºС (из-за течений). В умеренных широтах температура воды понижается от +10 до 0 ºС в южном полушарии, в северном полушарии при той же тенденции у западных берегов материков теплее (+20…+10 ºС), чем у восточных (+18…+5 ºС), из-за течений. В приполярных районах температура воды весь год 0. . . -2 ºС, в центре Арктики характерны многолетние льды мощностью до 5 -7 м. n n n 1. n Максимальные температуры поверхностных вод наблюдаются в тропических морях и заливах: в Персидском заливе более +35 ºС, в Красном море +32 ºС.
Средняя температура воды Сº в Мировом океане по типам изменения ее по вертикали (по Степанову В. И. ) В целом с глубиной температура понижается Название Глубина 0 50 100 150 200 300 400 500 600 800 1000 1500 2000 3000 4000 5000 Полярный -0, 3 -0, 9 -0, 3 0, 9 1, 1 1, 0 0, 8 0, 6 0, 3 0, 1 -0, 2 - Субполярный 11, 1 7, 7 6, 5 6, 2 5, 9 5, 3 4, 8 4, 4 4, 0 3, 5 3, 2 2, 5 2, 2 1, 7 1, 1 0, 7 Умереннотропический 24, 1 22, 4 19, 6 17, 1 15, 2 12, 8 10, 9 9, 5 8, 3 6, 6 5, 4 3, 8 2, 9 2, 2 1, 7 1, 5
Ледовые процессы в океане n При охлаждении морской воды ниже точки замерзания образуется морской лед. n Замерзание морской воды происходит при отрицательных температурах: при средней солености - около -2 ºС. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. n Для замерзания морской воды необходимо, чтобы либо глубина была невелика, либо ниже поверхностного слоя на небольших глубинах располагалась вода с более высокой соленостью. n Морской лед солоноватый, но соленость его в несколько раз меньше солености вод Мирового океана. n Образование льда в значительной мере уменьшает взаимодействие океана с атмосферой. Толщина арктического льда около 2 м, а температура воздуха зимой в районе Северного полюса опускается до - 40ºС. Лед действует как изолятор, предохраняя океан от выхолаживания. n Вода - хороший поглотитель солнечной энергии (около 80% падающей радиации), морской лед и снег – хорошие отражатели (до 80%). n Льдом постоянно покрыто 3 - 4% площади океана. n Граница плавучих льдов меняется в течение года.
Айсберги n На линии берега огромные блоки льда откалываются от ледника, рождая айсберги. n Плотность льда составляет около 90% плотность морской воды, поэтому айсберги остаются на плаву. n Приблизительно 80 -90% объема айсберга находится под водой. Этот объем зависит также от количества воздушных включений. n После своего образования айсберги увлекаются океаническими течениями и, попадая в более низкие широты, постепенно тают. n Айсберги распространяются гораздо дальше границы морских льдов. n Большая часть айсбергов, представляющих опасность для судовождения, зарождается на западном побережье Гренландии. Здесь около сотни ледников продуцируют около 15000 айсбергов в год. ПОЧЕМУ ОНИ ПРЕДСТАВЛЯЮТ ОПАСНОСТЬ В ДАННЫХ ВОДАХ? n Айсберги южного полушария больше, чем северного.
Положение айсберга в водной толще
Давление с глубиной возрастает на 1 атмосферу на каждые 10 м, поэтому все процессы, происходящие на больших глубинах совершаются под сильным давлением. Газы растворенные в океанической воде. n В воде всегда растворены газы. n Способность океанической воды растворять газы зависит от ее температуры, солености и давления. n Чем выше температура и соленость, тем меньше газов содержится в воде.
Оптические свойства воды
Цвет морской и океанический воды Примеси, приносимые реками, также влияют на окраску: n n n в Желтом море - жёлтый цвет из-за выносимого реками лесса; Красное море имеет массу микроорганизмов красноватого цвета около берегов; иногда вода бывает черная из-за торфа, выносимого реками. 3. Все эти примеси вызывают искажение цвета воды около берега, а вдали от берегов они не оказывают никакого влияния. 4. Существует также фосфоресценция воды, от присутствия микроорганизмов.
Условная (относительная) nрозрачность воды – глубина прекращения видимости белого диска диаметром 30 см (диска Секки) 2. Самые прозрачные воды наблюдаются в субтропическом поясе Мирового океана - из-за почти полного отсутствия взвешенных частиц и слабого развития планктона. 3. В Саргассовом море относительная прозрачность составляет 66, 5 м - это море считается эталоном прозрачности. 4. В умеренных и высоких широтах относительная прозрачность достигает 10 -20 м. 5. В морях прозрачность колеблется в значительных пределах. В Средиземном море она достигает 60 м, Японском - 30 м, Черном - 28 м, Балтийском - 11 -13 м. 6. В бухтах и особенно вблизи устьев рек прозрачность составляет от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров.
Биолюминесценция или свечение моря - видимое свечение некоторых живых организмов 1. В ночное время в океанах и морях может увеличиваться яркость поверхности моря за счет жизнедеятельности морских организмов. 2. Это результат биохимической реакции. 3. Первая и основная особенность – она почти всегда возникает не самостоятельно, а возбуждается внешними причинами: движением корабля или морских животных, волнением моря, ударами прибоя о берег, сейсмическими причинами. 4. Вторая особенность - ее непостоянство, может быть интенсивна в одних районах океана и почти отсутствовать в других, появляться в определенное время года и исчезать в другое. 5. Она зависит от сочетания многих факторов - состояния поверхности моря, морских течений, фаз Луны и др. 6. У разных организмов она может быть разного цвета: матовая, зеленоватая, синеватая, красноватая. 7. Биологический смысл свечения еще полностью не ясен. Свет позволяет животным одного вида опознавать друга, свечение используется для отпугивания хищника или привлечения жертвы. 8. К районам с регулярным интенсивным свечением относятся тропические широты океанов. В морях умеренной зоны свечение наиболее интенсивно в летнее время.
Цветение моря - изменение окраски моря при скоплении в поверхностных слоях мельчайших животных организмов - зоопланктона или растений - фитопланктона n Обычно цветение происходит при массовом развитии какого-нибудь одного вида планктона. n Жгутиковые - вызывают цветение в виде розовых, буро-красных, желтых или зеленоватых пятен и полос. n В тропической зоне океана наблюдается интенсивное развитие сине-зеленой водоросли, которая окрашивает воду в зеленый цвет. n Осенью в Азовском море в результате интенсивного развития одноклеточных диатомовых водорослей вода может принимать коричневую окраску. n В полярных районах за счет скопления бледно-розовых рачков нередко наблюдается красное или розовое цветение. n В тропических и умеренных водах иногда также происходит массовое развитие одноклеточных организмов. Цвет моря становится красно-коричневым или красножелтым, в воде падает содержание кислорода и почти все живое погибает от ядовитых веществ, выделяемых динофлагеллятами. Такое явление получило название «красного прилива» .