Водний баланс Світового океану

Лекція № 6

Тема: ВОДНИЙ БАЛАНС І РІВЕНЬ СВІТОВОГО ОКЕАНУ

Водний баланс Світового океану

На відміну від геологічних проміжків часу за істо­ричний період (останні 4-5 тис. років) масу і рівень води у Світо­вому океані можна вважати незмінними. Отже, витрати і надхо­дження води у Світовому океані, сума яких і складає водний ба­ланс, повинні бути рівними.

Витратною статтею водного балансу Світового океану є випаро­вування води з його поверхні. Надходить вода у вигляді опадів, рі­чкового стоку, а також конденсації водяної пари на поверхню оке­ану. Конденсація складає незначну частку водного балансу і нею можна знехтувати. Таким чином, кількість води, яка випаровуєть­ся, повинна дорівнювати кількості опадів, що випадають на повер­хню океану, плюс кількість прісних вод річкового стоку всіх конти­нентів і островів. Це твердження справедливе для водного балансу всього Світового океану за багаторічний період. Для окремих час­тин океану і в окремі роки воно, як правило, не відповідає дійснос­ті. Перевищення випаровування над опадами і річковим стоком в окремо взятому океані або морі, яке вільно сполучається з океаном, компенсується відповідною кількістю води, що надходить із сусід­ніх водойм. Навпаки, перевищення опадів і річкового стоку над випаровуванням супроводжується відтоком води в сусідні басейни, з якими океан чи море мають безпосередній зв'язок. Для ізольова­них морів, таких як Каспійське, випаровування в окремі роки мо­же відрізнятися від суми опадів і річкового стоку. А оскільки водо­обміну із сусідніми морями немає, то рівень таких морів значно ко­ливається з року в рік.

Через те, що у випаровуванні, опадах та річковому стоці бере участь тільки прісна вода, водний баланс Світового океану називають прісним. Рівняння прісного водного балансу Світового океану за бага­торічний період можна подати у вигляді

E_o=X₀₊Y₀ (1)

де Е_о - випаровування з поверхні океану; Х_о - опади, що випали на поверхню океану; Y_о - стік води з суші (в основному поверхневий стік річок, оскільки підземною складовою стоку можна знехтувати).

У наведеному рівнянні кількість прісних вод, які надходять в океан у результаті танення морського льоду, вважається рівною кількості води, що витрачається на його утворення.

Розглядаючи водний баланс конкретного океану (моря чи затоки), необхідно також враховувати водообмін із сусідніми басейнами В:

E_і=X_і+Y_і ± В (2)

де Е_і, Х_і, і Y_і - відповідні складові водного балансу для і-го басейну. Для замкнутих морів, не зв'язаних з океаном, величина В дорівнює нулю.

Визначення величин усіх складових водного балансу є дуже склад­ним завданням, оскільки прямі вимірювання випаровування та опа­дів у відкритому океані, як правило, не проводиться. При визначенні цих складових застосовують розрахункові способи або екстраполяцію чи інтерполяцію на акваторії басейну результатів спостережень на берегових і острівних станціях. Краще вивчений річковий стік. Але і ця складова балансу визначається наближено, оскільки на більшості середніх і малих річок земної кулі не проводяться регулярні вимірю­вання витрати води на замикаючих створах (у гирлах). Зовсім немає систематичних спостережень за водообміном даного океану (моря) із сусідніми басейнами. При орієнтовних підрахунках водообміну через протоки користуються епізодичними спостереженнями за течіями в цих протоках або визначають течії динамічним методом, що для міл­ководних проток призводить до великих помилок.

Основними компонентами водного балансу всіх океанів, за винятком Північного Льодовитого, є опади і випаро­вування. У Тихому і Північному Льодовитому океанах за рахунок пе­ревищення опадів і річкового стоку над випаровуванням утворюється надлишок води, який стікає в Атлантичний і Індійський океани.

Відмінності компонентів водного балансу на різних широтах зумовлені кліматичними характеристиками: розподілом тем­ператури повітря й особливостями атмосферної циркуляції. Надхо­дження прісної води в океани здійснюється переважно в екваторіаль­ній зоні і в помірних широтах південної півкулі. У тропічних поясах обох півкуль випаровування, як правило перевищує опади. Дефіцит води, який при цьому утворюється, компенсується течіями.

У коливаннях випаровування велике значення має швидкість віт­ру. У багатьох районах помірних і високих широт швидкість вітру рі­зко зростає восени і взимку. У ці сезони відповідно зростає і випаро­вування. На даних широтах також різко змінюється протягом року величина річкового стоку. Взимку вона різко зменшується, оскільки тверді опади не беруть участі у формуванні стоку. Весною, під час водопілля, стік, навпаки, є максимальним.

Має сезонні коливання і водообмін моря з сусідніми басейнами. Це особливо характерно для морів з мусонним характером вітрів, при якому вітри взимку та влітку мають протилежний напрямок.

Водний баланс Світового океану тісно пов'язаний з тепловим балан­сом атмосфери та океану. Тому без вивчення водного балансу Світо­вого океану не можна розв'язувати і задачу про тепловий баланс. А це, у свою чергу, є основною передумовою для дослідження клімату земної кулі та успішного прогнозування погоди.

Для морів-озер, які не сполучені з океаном, таких як Каспійське і Аральське, розрахунки водного балансу мають особливе практичне значення, оскільки коливання водного балансу, пов'язані, наприклад, з вилученням річкового стоку, призводять до суттєвих коливань рів­ня. Знання всіх складових водного балансу таких морів надзвичайно необхідне при здійсненні регулювання їх водного режиму.

Поиск по сайту: