Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

• Название: 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
• Автор: Гарольд Дубах
• Издательство: Гидрометеоиздат
• Жанр: Научпоп
• Год: 1978

Как образуются атоллы? Может ли искусственный спутник Земли помочь рыбакам? Что такое «ледяной плуг»? Как дельфины сражаются с акулами? Где находится «кладбище Атлантики»? Почему у берегов Перу много рыбы? Чем грозит загрязнение океана? Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти в новой научно-популярной книге известных американских океанографов, имена которых знакомы нашему читателю по небольшой книжке «100 вопросов об океане», выпущенной в русском переводе Гидрометеоиздатом в 1972 г. Авторы вновь вернулись к своей первоначальной задаче — дать информацию о различных аспектах современной науки об океане, — но уже на гораздо более широкой основе.

Рассчитана на широкий круг читателей.

---

Пояс максимальных температур поверхностных вод расположен примерно между 5 и 10° северной широты. Причина этого заключается в том, что в южном полушарии воды значительно больше, чем в северном, поэтому поглощение солнечной энергии происходит там с меньшим приращением температуры[19].

197. Велик ли суточный ход температуры воды на поверхности?

Он зависит от характера облачности, однако суточные изменения редко превышают 0,5 °C, причем они охватывают лишь тонкий поверхностный слой. При ясной погоде температура может подниматься на 2 °C. Суточные колебания температуры воды малы по сравнению с колебаниями температуры воздуха и почвы, потому что для аналогичного изменения температуры вода должна поглотить в пять раз больше тепловой энергии, чем воздух.

198. В каких широтах наблюдается самая большая изменчивость температуры поверхностных вод?

На экваторе вода всегда теплая, а в полярных районах — всегда холодная, поэтому суточные и сезонные изменения температуры там невелики. В средних же широтах смена времен года вызывает заметные сезонные изменения температуры поверхностных вод.

199. Увеличивается или уменьшается средняя годовая температура поверхности океана?

По данным Немецкой службы погоды в Гамбурге, в период с 1900 по 1950 г. в Северной Атлантике существовала тенденция к потеплению, однако с 1951 по 1963 г. отмечено понижение температуры примерно на 0,3 °C.

200. Как изменяется температура с глубиной?

В общем температура в океане быстро убывает с глубиной. Для океана типична трехслойная структура: в верхнем слое (перемешанном слое) толщиной от 20 до 200 м температура однородна, в следующем за ним тонком слое (называемом термоклином) температура резко падает, ниже термоклина температура уменьшается более плавно.

201. Что такое перемешанный слой?

Это однородный верхний слой, который нагревается солнечной радиацией и перемешивается течениями, ветровым волнением и приливами. В районах постоянных ветров, как, например, в пассатной зоне, этот слой может достигать толщины 200 м. В районах значительного дневного прогрева возникает суточный термоклин в слое от поверхности до глубины 6 — 10 м. На глубинах 30 — 100 м может образоваться также сезонный термоклин.

202. Какова температура воды вблизи дна океана?

Даже в тропиках температура воды на глубине более 1500 м не превышает 3 °C. Однако отрицательные температуры встречаются лишь в отдельных местах.

203. Почему даже в тропиках придонная вода холодная?

Исследования, проведенные еще 170 лет назад, показали, что исключительно низкая температура придонных вод в тропиках может объясняться только одним — притоком вод из полярных районов. Более поздние измерения содержания растворенного в воде кислорода указывают на то, что холодная вода, будучи плотнее теплой, опускается в полярных районах и медленно распространяется вдоль океанского дна по направлению к экватору.

204. Что такое термический фронт?

Это линия резкого перепада температуры, разделяющая различные водные массы и воды различного происхождения.

Такие фронты аналогичны атмосферным фронтам, которые разделяют воздушные массы различного происхождения и распознаются по резким перепадам температуры на коротких расстояниях. В океане информацию, необходимую для определения местонахождения фронта, получают с помощью батитермографа, дающего непрерывную запись распределения температуры по глубине[20].

205. Влияет ли тепло земной коры на температуру воды?

Это может иметь место в океанических впадинах глубиной более 3500 м. Однако температура воды при этом повышается не более чем на 0,5 °C.

206. Какое влияние оказывает на океан солнечная радиация?

Солнечная радиация служит источником энергии, обусловливающей изменения температуры, испарение и возникновение течений. Она регулирует скорость фотосинтеза у всех морских растений, которые служат прямым или косвенным источником пищи для всех морских животных. Солнечная радиация оказывает влияние на размножение, поведение и миграции морских животных. И наконец, она позволяет морским животным (и аквалангистам) видеть под водой.

207. Какая часть приходящей солнечной радиации проникает в океан?

Более 60% приходящей солнечной энергии поглощается в верхнем метровом слое воды, а более 80% — в верхних 10 м. В прибрежных и мутных водах поглощение значительно сильнее. Энергия в видимом участке спектра пропускается значительно лучше, чем в инфракрасном и ультрафиолетовом участках. Глубже всего проникает излучение как раз тех длин волн, которые нужны растениям.

208. Какие факторы определяют глубину проникновения солнечного свети?

Важнейший фактор — мутность, то есть количество взвешенных в воде твердых частиц, включая осадочный материал и микроорганизмы. Большое значение имеет и высота солнца над горизонтом: глубже всего свет проникает в полдень. Условия погоды и длина волны излучения также играют свою роль. Глубже 200 м сезонные колебания прозрачности, по-видимому, малы.

209. На какую глубину проникает в океан солнечный свет?

Когда солнце в зените и атмосферные условия идеальны, очень слабый, однако доступный человеческому глазу сине-зеленый свет можно видеть даже на глубине 800 м. Приборы зафиксировали проникновение света на глубину 1000 м.

210. Почему на глубине горизонтальная видимость иногда бывает выше, чем у поверхности?

Это объясняется тем, что вблизи поверхности обычно много взвесей. Итальянские аквалангисты, работавшие на затонувшем судне «Иджипт» к юго-западу от французского порта Брест, сообщали, что до глубины 20 м видимость уменьшалась, а затем снова улучшилась. На глубине 120 м, где находилось затонувшее судно, свет был настолько слабый, что видимость составляла всего около 2 м.

211. Почему подводные объекты кажутся аквалангистам более крупными, чем они есть на самом деле?

Аквалангистам, пользующимся маской с плоским стеклом, подводные объекты кажутся увеличенными примерно на 30%. Это вызвано различием коэффициентов преломления света в воде и в воздухе, заключенном в маске. Аквалангист к этому привыкает и бессознательно вводит соответствующую поправку, однако при подводной фотографии возникают серьезные трудности. Для того чтобы устранить искажение объекта, — стекла в подводных фотобоксах делают изогнутыми. Путем подбора кривизны можно добиться того, что искажения будут минимальными.

212. Как измеряется прозрачность?

Это делается с помощью метода, который применяли в ВМС США еще в 1804 г. В тот год появилось сообщение о том, что с направлявшегося в Триполи фрегата «Президент» вблизи южной части средиземноморского побережья Испании была опущена белая фарфоровая тарелка, привязанная к лотлиню. Она была видна вплоть до глубины 44 м. Это и была глубина видимости, или прозрачность. В течение длительного времени для измерения прозрачности пользуются диском Секки — белым диском диаметром 30 см. Его опускают в воду до тех пор, пока он не скроется из виду.

213. Где в океане самая прозрачная вода?

Прозрачность вод Саргассова моря, находящегося в центре Северной Атлантики, приближается к прозрачности дистиллированной воды. В этом районе диск Секки исчезает из виду на рекордной глубине — 65 м. Воды Тихого океана в среднем прозрачнее вод Атлантического и Индийского океанов.

214. Как производятся точные измерения прозрачности?

Более точные данные о прозрачности можно получить с помощью приборов, в которых датчиком служит фотоэлемент. Измеряется либо световой поток, проникающий с поверхности моря, либо, если в приборе имеется собственный источник света, — количество световой энергии, пропускаемой определенным слоем воды[21].

215. Когда были сделаны первые подводные фотоснимки?

Отцом подводной фотографии считается французский гидробиолог Луи Бутан. В 1892 г. он сделал свой первый подводный снимок; это была фотография средиземноморского краба. Луи Бутан проработал над созданием подводных камер восемь лет. Его третья (и последняя) камера представляла собой тяжелую коробку, изготовленную из меди и стали. Ее привязывали к плавающему на поверхности винному бочонку. Луи Бутан написал книгу о подводной фотографии, в которой не только описал изобретенную им аппаратуру и методику подводной фотосъемки, но и изложил свои взгляды на значение фотографии для изучения подводной флоры и фауны.

216. Кто сделал первые цветные подводные снимки?

В начале 1926 г. профессор гидробиологии колледжа Гуше в Балтиморе Уильям X. Лонгли послал в «Нейшнл Джиогрэфик джорнэл» («Национальный географический журнал») статью о животном мире коралловых рифов. Хотя в те времена цветная фотография только зарождалась (тогдашние фотопластинки требовали секундной выдержки), редакция журнала настояла на том, чтобы статья сопровождалась цветными иллюстрациями. Поэтому руководитель фотолаборатории журнала Чарлз Мартин и Лонгли отправились в район отмели Драй-Тортугас, чтобы сделать нужные снимки. Они понимали, что для подводной фотосъемки потребуется хорошее освещение (электрические лампы-вспышки тогда еще не были изобретены). Чтобы обеспечить достаточную освещенность, во время каждого снимка на плоту, находившемся на поверхности, поджигался фунт порошка магния. Магниевая вспышка освещала дно на глубине 3–5 м с такой же интенсивностью, как 2400 ламп-вспышек. Так впервые была получена серия цветных фотографий подводного мира. В январском номере «Нэйшнл Джиогрэфик джорнэл» за 1927.г. были опубликованы результаты их работы.