Cyrkulacja oceanów. Ocean światowy. Skład wody morskiej. Rozkład zasolenia

Transkrypt

1 Ocean światowy Cyrkulacja oceanów Oceany zajmują powierzchnie 361 mln km 2 (tj. 71% powierzchni Ziemi) Ocean Spokojny mln km 2 Ocean Atlantycki mln km 2 Ocean Indyjski - 75 mln km 2 Średnia głębokość wynosi 3800 m Prądy oceaniczne biorą udział w transporcie energii od równika w kierunku biegunów Skład wody morskiej Rozkład zasolenia Woda morska zawiera ~96.5% wody pozostała część to przede wszystkim rozpuszczone w wodzie sole mineralne najważniejszy jest chlorek sodu, pozostałe to: magnez, siarka, wapń i potas Duże zasolenie wód oceanicznych w obszarach podzwrotnikowych, (niewielki opad i intensywne parowanie) Najwyższe zasolenie - płytkie, zamknięte morza w gorących regionach świata (M. Martwe 23.8% soli) Wpobliżu równika zasolenie spada (oceany otrzymują słodkie wody wielkich rzek ) Najniższe zasolenie w obszarach podbiegunowych (zasilanie wód z topniejących śniegów i lodowców) 1

2 Rozkład temperatury powierzchni wód oceanicznych Wody oceaniczne są najcieplejsze w okolicach równik, gdzie promieniowanie słoneczne jest najsilniejsze temperatura maleje w kierunku biegunów część wód Oceanu Arktycznego pokrywają wieczne lody Temperatura i zasolenie Stratyfikacja termiczna w oceanach Ruchy wód oceanicznych Promieniowanie słoneczne nagrzewa jedynie powierzchniowe warstwy oceanu Temperatura obniża się z głębokością Temperatura wód powierzchniowych może sięgać 25 o C, na głębokości 1000 m obniża się do 5 o C, poniżej tej głębokości spada nieco wolniej do 1-2 o C Trzy poziome warstwy Cienka warstwa wód powierzchniowych, której wody nieustannie mieszają się pod wpływem wiatru i ciepła słonecznego Termoklina - nagły skok temperatury Zimne wody głębinowe Falowanie pionowy ruch cząstek wody. Średnia wysokość fali ok. 6m, w okolicy wybrzeży może sięgać kilkudziesięciu metrów. Falowanie może też być spowodowane wstrząsem sejsmicznym lub wybuchem podmorskiego wulkanu (tsunami) Pływy morskie podnoszenie i opadanie wody dwa razy w ciągu doby, związane z przyciąganiem Księżyca Prądy morskie słone rzeki, płynące na powierzchni oceanów i mórz, przemieszczające części wód oceanicznych na znaczne odległości Prądy powierzchniowe Prądy głębinowe 2

3 Prądy powierzchniowe Prądy powierzchniowe Przyczyną ruchu w oceanach są: Wiatry (poruszają wody oceaniczne do głębokości ok. 100 m ) zmiany temperatury zmiany ciśnienia nad oceanami zasolenie wody Prądy powierzchniowe przebywają tysiące kilometrów Układ prądów powierzchniowych pozostaje w ścisłym związku z kierunkami przeważających wiatrów Kształt prądów uzależniony jest od siły Coriolisa i kształtu basenów oceanicznych Prądy powierzchniowe Prądy głębinowe Po obu stronach równika masy wód zmieniają swój kierunek ku zachodowi pod wpływem wiejących regularnie pasatów. Są to prądy równikowe Aby zrównoważyć ten ruch istnieje równikowy prąd przeciwny przenoszący masy wody z zachodu na wschód Część wód przenoszonych przez prądy równikowe skręca ku biegunom gdy napotyka wybrzeża Prąd Zatokowy: ciepły prąd Północnego Oceanu Atlantyckiego, który niesie ogromne masy ciepłej wody i znacząco łagodzi klimat w zachodniej Europie Podobne cechy wykazuje prąd Kuro Siwo na Oceanie Spokojnym Przyczyną powstawania głębinowych prądów oceanicznych jest nierównomierny rozkład temperatur i zasolenia Prąd Zatokowy w okolicach Labradoru i Grenlandii oziębia się i opada tworząc północnoatlantyckie wody głębinowe Wody te płyną w głębszych warstwach oceanu aż do momentu gdy staną się dość ciepłe aby wypłynąć na powierzchnię (Ocean Indyjski lub Północna część Oceanu Spokojnego) Prądy głębinowe mogą wydobywać się z głębin na powierzchnię oceanu (np. u wybrzeży Peru) Szybkość prądów głębinowych jest niewielka - kilka mm/s (pełen obieg trwa lat) 3

4 Cyrkulacja termohalinowa Cyrkulacja termohalinowa Małe zmianywe własnościach cyrkulacji termohalinowej mogą powodować duże zmiany klimatyczne ze względu na dużą pojemność cieplną oceanu. Skale czasowe tych zmian są rzędu tysiąca lat. Cyrkulacja termohalinowa jest nazywana globalnym pasem transmisyjnym lub południkową cyrkulacją wymienną (ang. meridional overturning circulation, w skrócie MOC) Wody cyrkulacji termohalinowej charakteryzuje się na podstawie ich zasolenia, temperatury, ilości tlenu i innych czynników. Prądy oceaniczne 1) Północnopacyficzny 2) Północnorównikowy 3) Równikowy wsteczny 4) Południoworównikowy 5) Kalifornijski 6) Peruwiański 7) Brazylijski 8) Gwinejski 9) Zatokowy (Golfsztrom) 10) Labradorski 11) Północnoatlantycki 12) Grenlandzki 13) Kanaryjski 14) Bengalski 15) Dryf wiatrów zachodnich 16) Mozambicki 17) Somalijski 18) Zachodnioaustralijski 19) Wschodnioaustralijski 20) Kuro-Siwo 21) Oja-Siwo NAO (North Atlantic Oscillation) Fluktuacja różnicy ciśnienia atmosferycznego mierzonego na poziomie morza, pomiędzy Niżem Islandzkim a Wyżem Azorskim Związki pomiędzy wahaniami temperatury, opadami i ciśnieniem atmosferycznym na poziomie morza Fluktuacje NAO wpływają na warunki klimatyczne w obszarze od Ameryki Północnej po Syberię i od Oceanu Arktycznego po równik. 4

5 Dodatnia faza NAO Ujemna faza NAO Wzrostowi ciśnienia w Wyżu Azorskim towarzyszy spadek ciśnienia w Niżu Islandzkim. Występowanie silnych zimowych sztormów na północnym Atlantyku. Zimy w Europie - ciepłe i wilgotne; w północnej Kanadzie i na Grenlandii - mroźne i suche; we wschodniej części Stanów Zjednoczonych również łagodne i wilgotne zimy. Występowanie słabego podzwrotnikowego Wyżu Azorskiego i płytkiego Niżu Islandzkiego. Osłabienie równoleżnikowego przepływu powietrza. Wilgotne powietrze napływa w rejon Morza Śródziemnego, zimne gwałtownie napływa nad Europę, przynosząc śnieżną zimę Na Grenlandii występuje w tym samym czasie łagodna zima. North Atlantic Oscilation ENSO (El Niño/Southern Oscillation) system cyrkulacyjny zawierający komponenet atmosferyczny i oceaniczny Oscylacja Południowa - zmiana ciśnienia atmosferycznego, pomiędzy wschodnią (Tahiti) i zachodnią (Darwin) częścią Pacyfiku El Nino przemieszczanie ciepłych wód oceanicznych, blokujące zimny prąd peruwiański Stadia: ciepłe (El Niño), chłodne (La Niña) okres neutralny 5

6 Okres neutralny ENSO El Nino Podczas normalnej pogody wybrzeża Ameryki Południowej pozostają pod wpływem zimnego oceanicznego prądu Peru (zasobnego w plankton i ryby) Układ wysokiego ciśnienia (prądy zstępujące) znajduje się nad tym obszarem Pasaty wiejące ze wschodu ku zachodowi wychwytują parę wodną nad oceanem i przynoszą opady w Australii i Indonezji Antycyklon przemieszcza się w kierunku zachodniej części Oceanu Spokojnego Pasaty wiejące z zachodu ku wschodowi nadają kierunek ciepłym prądom powierzchniowym, które niwelują oddziaływanie zimnych wód prądu Peru Ciepłe prądy oceaniczne ogrzewają się od 3 do 6 o C i tworzą prąd El Nino El Nino El Nino Zwykły rok: Rok z El Nino: 6

7 El Nino - anomalie Zima : sardele zwykle licznie wystepujące w Oceanie Spokojnym wzdłuż wybrzeży Peru opuściły je (załamanie przemysłu rybnego) 1983: w Australii i Indonezji susze i burze piaskowe cyklony na Archipelagu Polinezji 7