06.3 Перемешанный слой в океане

Ветер, дующий над океаном перермешивает верхние слои, приводя к образованию перемешанного слоя, имеющего постоянную температуру и солёность от поверхности до глубины где их значения отличаются от поверхностных. Величина изменений бывает разной, но обычно температура на нижней границе слоя должна быть не более чем на 0,02–0,1° C холоднее чем на поверхности. Отметим что и температура и солёность должны быть постоянны в этом слое. Позже мы увидим что средняя скорость в перемешанном слое может изменяться с глубиной.
Обычно толщина перемешанного слоя в тропических и средних широтах составляет 10–200м (Рисунок 6.9 верхняя часть). Он часто более солёный чем подстилающие воды (исключение в этом смысле составляют высокие широты) (Рисунок 6.9 нижняя часть). Под перемешанным слоем температура воды быстро убывает с глубиной. Диапазон глубин где скорость изменений, градиент температуры, большая называется термоклином. Так как плотность сильно зависит от температуры, термоклин чаще всего совпадает со слоем с большими градиентами плотности – пикноклином.
Глубина и температура перемешанного слоя изменяется день ото дня и от от сезона к сезону в зависимости от двух процессов:

  1. Поток тепла через поверхность нагревает и остужает поверхностную воду. Изменения температуры изменяют контраст плотности между перемешанным слоем и подстилающими водами. Чем больше контраст, тем больше работы требуется чтобы перемешать слой в вертикальном направлении.
  2. Турбулентность в перемешанном слое обеспечивает механическую работу необходимую для транспортировки тепла вниз. Турбулентность зависит от скорости ветра и интенсивности обрушения волн. Турбулентность перемешивает воду в слое, а это перемешивает воду в слое термоклина.

В средних широтах перемешанный слой тоньше поздним летом, когда ветры слабые и солнечный свет хорошо прогревает поверхностный слой. Временами прогрев настолько велик, а ветры настолько слабы, что слой становится толшиной всего в несколько метров. Осенью ранние штормы переносят тепло в более глубокие слои, увеличивая толщину перемешанного слоя, но часть тепла при этом теряется. Зимой тепло уходит и перемешанный слой продолжает увеличиваться, достигая максимума поздней зимой. Весной ветры ослабевают, поступление солнечного света увеличивается и формируется новый перемешанный слой (Рисунок 6.10).
Перемешанный слой редко простирается ниже двухсот метров. Под первыми двустами метрами находится постоянный термоклин, переходящий в холодные глубинные воды океана.


Figure 6.7 Growth and decay of the mixed layer and seasonal thermocline from November 1989 to September 1990 at the Bermuda Atlantic Time-series Station (BATS) at 31.8°N 64.1°W. Data were collected by the Bermuda Biological Station for Research, Inc. Note that pressure in decibars is nearly the same as depth in meters (see §6.8 for a definition of decibars).


Figure 6.8 Typical temperature and salinity profiles in the open ocean. AAC: At 62.0°S, 170.0&degE in the Antarctic Circumpolar Current on 16 January 1969 as measured by the R / V Hakuho Maru. Warm Pool: At 9.5&degN 176.3&degE in the tropical west Pacific warm pool on 12 March 1989 as measured by Bryden and Hall on the R / V Moana Wave. BATS: At 31.8&degN 64.1&degW near Bermuda on 17 April and 10 September 1990 as measured by the Bermuda Biological Station for Research, Inc. Data are included with Java Ocean Atlas.

 

Be the first to comment on "06.3 Перемешанный слой в океане"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*