МИКРОСТРУКТУРА ОКЕАНА

Опубликовал admin в июля 24, 2012 в рубрике Океан

Температуру и соленость теперь можно измерять в толще морской воды через каждый сантиметр. Такое картирование необходимо для того, чтобы узнать, каким образом море так эффективно перемешивается ветрами и приливами.
Сто лет и два месяца прошло с тех пор, как английский корабль «Челленджер», деревянный корвет водоизмещением 2306 тонн, отправился из порта Портсмут в Англии в первую кругосветную океанографическую экспедицию. Во время плавания (он преодолел 69 000 морских миль), длившегося четыре года, исследователи на борту «Челленджера» выполнили научные наблюдения в 362 точках. В частности, они отобрали сотни тысяч проб воды Атлантического, Тихого океанов и Антарктики, опуская в толщу воды батометры, которые можно было открывать на заранее намеченной глубине, наполнять водой и закупоривать, прежде чем поднять обратно на борт судна. На каждой глубине делали отсчет температуры воды по столбику ртути в капиллярной трубке термометра, отрывавшемуся от резервуара. В последующие девяносто лет все еще преобладал с незначительными модификациями этот трудоемкий метод отбора проб воды и измерения ее температуры.


При его помощи были получены многие сведения из тех, которые теперь доступны нам в широких масштабах, о свойствах среды, покрывающей семьдесят процентов поверхности Земли. Но хотя этот метод пробоотборника и термометра является хорошим способом определения сезонных колебаний температуры, солености и плотности воды на разных глубинах, густота сети отбора проб недостаточно велика для выявления мелкомасштабных изменений солености, температуры и плотности, благодаря которым энергия, полученная Землей от Солнца, обменивается между океаном и атмосферой и в дальнейшем перераспределяется на Земле.
За последние десять лет благодаря прогрессу в области электроники твердых тел была получена возможность применения прочных приборов, позволяющих непрерывно регистрировать температуру, соленость, плотность и скорость в толще воды, начиная от поверхности океана и до глубины в километр и более. Поскольку эти новые приборы чувствительны к изменениям на расстоянии менее сантиметра, было выявлено широкое распространение четко выраженных структур в море, которые ранее не поддавались определению. В некоторых местах были получены ступенчатые профили температуры и солености, что навело на мысль о наличии слоев воды с одинаковыми свойствами, разделенных тонкими пограничными поверхностями. Характерные слои мощностью 10-20 метров нередко можно проследить в горизонтальном направлении на расстоянии 15 километров; другие слои, мощность которых составляет всего лишь 20-30 сантиметров, простираются в боковом направлении на несколько сотен метров. Измерения колебаний параметров в вертикальном направлении в масштабах порядка от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров позволили выявить интенсивные и нерегулярные колебания температуры и солености, свидетельствующие о том, что верхний тридцатиметровый слой океанской воды нередко бывает полностью турбулентным. В нем происходит наиболее активный обмен энергией. Теперь обычно для обозначения океанических физических процессов в масштабе нескольких сантиметров или менее в океане применяют термин «микроструктура». Как мы увидим ниже, граница наименьших заметных уровней флуктуации в океане определяется скоростью диффузии температуры и солености вдоль градиентов микроструктуры.

Оставить комментарий