Как взаимодействуют океан и суша. Взаимодействие океана с атмосферой и сушей

Взаимодействие океана и атмосферы определяет погоду и климат различных областей земного шара, тепловой и динамический режим Мирового океана. Практическое значение решения этой проблемы очевидно - оно открывает пути для разработки более совершенного долгосрочного прогноза погоды, прогноза изменения климата, прогноза режима Мирового океана. Сейчас эта проблема стала одной из важнейших проблем.

Океан и атмосфера соприкасаются на пространстве, составляющем около 71% поверхности планеты. На всем этом пространстве между газовой и жидкой оболочками Земли происходит непрерывное взаимодействие в разнообразных процессах. Только приливные явления, из всех происходящих в Мировом океане процессов, могут рассматриваться независимо в океане и атмосфере.

Все процессы в океане и атмосфере возбуждаются единым источником энергии - солнечным излучением - и представляют собой различные части единого механизма, в котором происходит трансформация тепловой энергии Солнца в другие виды энергии.

Тепловое и динамическое взаимодействие, обмен влагой являются основными процессами во взаимодействии океана и атмосферы. Именно эти процессы имеются в виду, когда рассматривается проблема взаимодействия океана и атмосферы. В нее входит и взаимодействие атмосферы с поверхностью материков, без которого крупномасштабное взаимодействие было бы не полным.

В тепловом отношении океан более активен, так как обладает большим запасом тепла, а атмосфера более активна в динамическом - в силу большей подвижности и больших запасов кинетической энергии.

В ряде отдельных процессов можно видеть преобладание определенно направленного воздействия атмосферы на океан или океана на атмосферу. Однако в целом процессы взаимодействия в системе океан-атмосфера происходят с активной обратной связью . Поэтому причины и следствия в цепи взаимодействия могут меняться местами, и в большинстве случаев невозможно указать, находятся причины в атмосфере или в океане.

В результате теплового и динамического взаимодействия газообразной и жидкой оболочек Земли создается основной фон жизни океана и атмосферы, на котором развиваются все остальные физические, а также химические, биологические и геологические процессы, поглощающие несравненно меньшую часть приходящей на Землю солнечной энергии.

Воздействие атмосферы на океан проявляется в основном в передаче ему количества движения. Под действием касательного напряжения и пульсаций дав­ления турбулизированного ветрового потока в океане возникают дрейфовые течения, ветровое волнение, внутренние волны. Энергией циркуляции атмосферы, т.е. режимом преобладающих ветров над океанами, обусловлены главные черты системы общей циркуляции вод океана, ветрового волнения, уровенной поверхности. Кроме того, колебания атмосферного давления, особенно при прохождении циклонов, создают в океане градиентные течения, долгопериодные внутренние волны, сгонно-нагонные изменения уровня.

Воздействие океана на атмосферу проявляется главным образом в передаче ей тепла и влаги. Существенную роль при этом играет скрытая теплота, содержащаяся в водяном паре и реализуемая атмосферой в районах конденсации. Тепло океана передается в атмосферу процессами испарения, турбулентного теп­лооомена и длинноволнового излучения с поверхности океана.

Благодаря большой тепловой инерции деятельного слоя океана его тепловое состояние более стабильно и меняется во времени медленнее, чем тепловое состояние атмосферы. Поэтому крупномасштабные движения в атмосфере стремятся приспособиться к тепловому состоянию океана.

Распределение величин результирующего теплообмена океана с атмосфе­рой определяет районы наибольшего поступления тепловой энергии в атмосферу, а следовательно, определяет и районы наибольшей термодинамической активности в атмосфере. Такими районами являются, в частности, системы течений Гольфстрим и Куросио.

Важную роль регулятора в процессах взаимодействия океана с атмосферой играет облачность. В облачности при конденсации выделяется скрытая теплота испарения, но в тоже время она экранирует прямую солнечную радиацию. Поэтому распределение облачности создает неравномерность в прогреве верхних слоев океана. Длительные аномалии в количестве облаков над данным районом океана способствуют образованию аномалий теплосодержания деятельного слоя. При этом изменяется испарение, турбулентный и лучистый теплообмен океана с атмосферой, что соответствующим образом изменяет облачность и другие характеристики атмосферы. Таким образом, облачность осуществляет обратную связь в процессах воздействия океана на атмосферу и может придавать этим процессам колебательный характер.

В районах частой повторяемости штормов резко увеличиваются турбулентные по­токи тепла и влаги, в результате чего эти области являются очагами интенсивного взаимодействия океана и aтмосферы.

Морской лед также играет роль своеобразного регулятора в теплопередаче от океана в атмосферу в полярных областях, уменьшая теплообмен между океаном и атмосферой.

Чтобы лучше понять: как взаимодействуют между собой океан, суша и атмосфера, - необходимо:

• Сформулировать их понятия;
• Определить роль каждого из них для планеты в целом;
• Сформулировать принципы их взаимодействия.

Определения и понятия

Океан представляет собой самый крупный водный объект системы Земля. Вся поверхность, которая занята водой, составляет примерно 71% от общей площади планеты. Существует четыре крупных океана: Тихий (самый большой, его протяженность достигает нескольких тысяч километров), Атлантический (расположен вблизи субтропиков), Индийский (третий по величине океан), Северный Ледовитый (самый мелких из своего рода).

Суша представляет собой сухую и местами твердую поверхность Земли. Она занимает оставшуюся площадь планеты, которая не покрыта различными морями, океанами и озерами. Существует большое разнообразие среди рельефа и характеристик суши, это могут быть:

• пустыни;
• ледники;
• леса;
• города;
• горы и т.д.

Атмосфера же представляет собой оболочку, которая окружает всю планету. Она состоит из множества всевозможных газов.

Взаимодействие океана, атмосферы и суши

Самым ярким взаимодействием этих трех сред можно назвать круговорот воды в природе. Океан является носителем влаги, он поставляет ее в атмосферу, увлажняя и поддерживая ее состояние. Затем влага, которая попадает в атмосферу проходит определенный цикл преобразований и попадает на землю (сушу), в виде осадков. Таким образом, земная кора насыщается необходимым количеством воды. Затем излишнее количество воды испаряется и весь процесс проходит по кругу.

Также океан является отличным поглотителем солнечного тепла. Его вода значительно медленнее нагревается, но она также очень медленно и отдает тепло. Вода передает свою тепловую энергию Земле, в местах соприкосновения с поверхностью суши. Также вода прогревает и ближайшие слои атмосферы. Точно также океан служит отличным регулятором тепловых ветряных потоков. Если слои атмосферы очень холодные - океан нагревает их, если теплые - остужает. Затем эти воздушные массы аккуратно перемещаются на материк.

1. Какие известные вам животные и растения обитают в океане?

Планктон, крабы, киты, дельфины, касатки, акулы, рыбы, водоросли.

2. Чем отличаются условия жизни организмов в океане от условий их жизни на суше?

Существенными отличиями условий жизни на суше и в воде являются: способ потребления кислорода; особенности приспособления к гравитационному влиянию; особенности фотосинтеза в растительных организмах; особенности способов перемещения в пространстве; особенности способов размножения и др. Некоторые организмы, ранее жившие на суше, вновь вернулись в воду, например, киты и дельфины, морские черепахи. Некоторые одинаково хорошо себя чувствуют, как в воде, так и на суше, например, земноводные.

3. Как человек использует морские организмы?

Вылов и употребление в пищу.

4. Как осуществляется мировой круговорот воды?

Круговорот воды в природе – процесс циклического перемещения воды в биосфере. Состоит из испарения воды, переноса паров воздушными течениями, их конденсации, атмосферных осадков и переноса воды в реках и других водоемах. Большая часть воды испаряется с поверхности Мирового океана.

5. Почему происходит движение воздушных масс?

Из-за неравномерного нагрева Земли.

Вопросы и задания

1. В чём особенность распространения жизни в океане?

Жизнь в мировом океане распространена повсеместно, однако видовой состав и плотность размещения растений и животных в водах океана крайне разнообразны и неравномерны.

2. От чего зависит распределение организмов в поверхностном слое воды?

Распределение организмов в поверхностном слое воды зависит от количества кислорода в воде и света. В теплых водах мало кислорода и мало жизни, особенно на глубине. На севере и в умеренных широтах в воде много кислорода, из-за сезонного перемешивания воды, когда тяжелая холодная вода с кислородом опускается вниз, а теплая поднимается наверх, где она охладится и в общем это перемешка. В прохладной воде больше живых организмов, из-за обилия кислорода. И наибольшая концентрация ее приходится на глубину до 200 м, на такую глубину может проникать солнечный свет.

3. Какие части океана особенно богаты жизнью?

В верхних его слоях, где-то до 100 м сохраняется достаточная освещенность и много растворенного в воде кислорода. Это наиболее благоприятный для жизни в океане слой. Здесь обитает планктон и находятся растения. Глубже 1 километра свет отсутствует. Здесь совсем темно. Здесь могут обитать лишь бактерии и животные. Количество живых организмов здесь намного меньше, чем в слоях, лежащих выше. Жизнь в океане меняется не только с глубиной, но зависит и от широты, то есть от климата. В области полюсов Земли живых организмов мало, так как там вода слишком холодная. Планктон здесь появляется только летом. Поскольку он служит пищей для рыб и животных, они тоже заплывают сюда лишь на время, когда сходят льды. В умеренных широтах не только температура выше, но и в воде растворено много кислорода. Поэтому живых организмов здесь много. В тропических поясах температура очень благоприятна для жизни, но высокая соленость и малое количество кислорода в воде не позволяют планктону сильно размножится. В следствие этого, рыбы здесь не так уж и много. Однако в тропических водах намного больше разнообразие живых организмов. В экваториальном поясе много кораллов. Много живых организмов обитает около устьев крупных рек, так как из рек приносятся питательные вещества. Вне зависимости от широты и климата существует закономерность, что жизни больше на мелководьях, шельфах морей и океанов, чем в удаленных от них областях океана.

4. Как осуществляется обмен теплом и влагой между океаном и сушей?

Океан медленно нагревается, но дольше сохраняет тепло. Это тепло он передает атмосфере в процессе испарения. Влага, выпадающая из облаков, переносится на сушу через циркуляцию воздуха. Далее, через подземный и поверхностный сток возвращается в океан. Т. е. круговорот воды в природе.

5. Чем различаются воздушные массы, образующиеся над сушей и океаном?

Воздушные массы, образующиеся над сушей, различаются от воздушных масс, образующиеся над океаном, большей влажностью и небольшими различиями температур между сезонами года.

6. Почему жизнь в океане требует охраны?

Потому что от неё зависит сохранение всех видов, обитающих в Мировом океане организмов. Опустеет океан, пропадём и мы. 80% кислорода в атмосферу дают океанские водоросли, а совсем не леса. Океан – лёгкие планеты, кладовая воды и еды, регулятор климата.

7. Приведите примеры морских организмов, относящихся к каждой из трёх групп, различающихся по образу жизни.

Нектоны – активно плавающие. К ним относятся более 20 000 разновидностей рыб, кальмары, китообразные, ластоногие, водные змеи, черепахи, пингвины и др. Планктоны – пассивно плавающие. К ним относятся бактерии, простейшие, некоторые кишечнополостные, моллюски, ракообразные, яйца и личинки рыб, личинки различных беспозвоночных животных и др. бентосы, живущие на дне. К ним относятся морские звёзды, устрицы, камбалы, мидии, метиола, мия, морской огурец, офиуры, анемоны, устрицы, крабы и др.

8. Какими профессиями необходимо овладеть людям, чтобы работать в море?

Моряка, океанолога, аквалангиста, водолаза.

Воды океанов занимают большую часть поверхности земного шара. Жизнь в океане не менее разнообразна, чем на суше: здесь обитают уникальнейшие виды растительного и животного мира.

Жизнь в океане

Воды океана являются домом для более, чем 200 тыс. видов живых организмов. Жизнь в океане распространена неравномерно – животные и растения обитают на глубине, не превышающей 200 м, так как эти глубины насыщены кислородом и светом, что является необходимым для жизнедеятельности живых организмов.

Одним из живых организмов, обитающих в океане, является планктон. Различают два вида планктона: зоопланктон и фитопланктон. Фитопланктон состоит из мельчайших водорослей, зоопланктон – из маленьких рачков и простейших одноклеточных.

Планктон служит основным кормом для рыб, которых в водах океанах обитает большое количество. Планктон часто мигрирует в водах океанах: из-за его небольшого веса течение может унести этот организм далеко в океан.

Кроме рыб, в океане живут и млекопитающие виды: тюлени, моржи, дельфины и киты. Среди растительности в океане распространены многие виды бурых и зеленых водорослей.

Бурые и красные водоросли растут на большой глубине – им не нужно большое количество солнечного света. Зеленые водоросли можно встретить на прибережных территориях: солнце здесь хорошо проникает сквозь толщину глубины, что обеспечивает процесс фотосинтеза.

Многие виды живых организмом, которые живут в океане, используются в промышленности. Так, к примеру, из водорослей производят клей, лекарственные препараты, веревки.

Как и все живые организмы, обитатели океана страдают от загрязнения внешней среды, спровоцированной хозяйственной деятельностью человека.

Взаимодействие океана с атмосферой и сушей

Воды мирового океана являются глобальным хранилищем солнечной энергии. Именно благодаря океанам, в атмосфере происходит циркуляция воздушных масс.

Всего лишь в течение одного дня солнечные лучи при прямом воздействии на океан, испаряют сотни тон океанической воды. Пар поднимается в атмосферу, образовывая, таким образом, облака.

В ночное время поверхность материков очень быстро остывает, в то время как вода океанов сохраняет дневное тепло, которое начинает циркулировать в направлении охлажденных территорий.

Таким образом, океан не только сохраняет тепло атмосферы, но и нагревает территорию суши, смягчая при этом климат планеты.

Можно заметить, что на территориях, которые находятся на большом расстоянии от океанов, амплитуды воздуха очень велики, количество осадков малое. На прибережных территориях средние показатели зимних и летних температур имеют небольшую разницу.

Роль океана в жизни планеты определяется удивительными свойствами воды. Вода в отличие от суши медленно нагревается, но долго удерживает тепло. Огромная площадь океана поглощает 2/3 тепла, поступающего на Землю от Солнца. Океан поставляет в атмосферу и влагу.

Роль взаимодействия океана с атмосферой. Поверхность океана активно взаимодействует с атмосферой, обмениваясь с ней влагой и теплом. Холодный воздух нагревается над более теплой поверхностью океана и наоборот. Над поверхностью океана образуются особые воздушные массы – морские воздушные массы.

Огромную роль во взаимодействии океана с атмосферой играют течения. От экватора к полюсам они переносят значительно больше тепла, чем воздушные массы. Мощные течения (Гольфстрим и др.) несут теплую воду из тропических широт в умеренные и приполярные. Поэтому зимой они оказывают отепляющее воздействие на прибрежные части континентов. Например, в Северной Атлантике поверхность океана отдает атмосфере тепла больше, чем получает его там же от нагревания.

Круговорот воды. Велика и роль круговорота воды во взаимодействии океана и суши. Океан – главный источник поступления влаги в атмосферу. За год со всей поверхности океана испаряется слой воды толщиной около метра. Однако уровень океана не понижается, так как в него поступают осадки из атмосферы, стекают воды, приносимые реками. Таким образом, океан оказывает огромное влияние на природу материков благодаря движению воздушных масс и круговороту воды.