В чем проявляется взаимодействие. Взаимодействие океана с атмосферой и сушей и его роль в жизни планеты. Организмы и факторы среды

Существовали времена в древнейшей истории планеты, когда всю поверхность Земли покрывали В этих бесконечных пространствах когда-то зарождалась первая жизнь в виде одноклеточных существ. Затем из воды выделились материки (правда, в глубокой древности они имели совсем не такой вид, как сегодня). Взаимодействие океана с атмосферой и сушей обусловило выход жизненных форм из водной среды, их развитие и многообразие. А в итоге - появление на Земле высших млекопитающих и человека.

Значение мирового океана

В жизнедеятельности всей планеты как единого организма океанические массы выполняют важнейшие задачи. Взаимодействие океана с атмосферой и сушей определяется некоторыми физическими свойствами воды, которой свойственно поглощать гораздо большее количество тепла, чем суше. Вода нагревается медленнее, но зато длительное время способна удерживать тепло. Таким образом, более двух третей всего тепла, полученного от Солнца, поглощается водными массами. А всего лишь в десяти сантиметрах воды на поверхности содержится намного больше тепла, чем в атмосферных слоях. Не случайно мировой океан называют аккумулятором тепловой энергии в планетарном масштабе. Взаимодействие океана с атмосферой и сушей выражается в первую очередь в том, что он поставляет в воздух влагу, которая затем в виде осадков питает сушу Земли. Так достигается глобальный без которого жизнь на планете была бы под большим вопросом (по крайней мере, на наземной ее части).

Солевой обмен

Взаимодействие океана и атмосферы оказывает влияние на «обмен веществ» в планетарном масштабе. В чем же он состоит? Давайте рассмотрим поподробнее. Итак, мы выяснили, что мировой океан насыщает атмосферу влагой и затем напитывает осадками участки суши. Но одновременно с этой влагой (в ходе испарений и разбрызгивания при помощи ветров) в воздухе оказываются соли, которыми полна океанская вода. Превращенные в аэрозоли (мельчайшие частицы, взвешенные в атмосфере), эти соли входят в состав осадков, выпадающих на землю.

Обмен влагой и теплом

Взаимодействие океана с атмосферой и сушей можно описать следующей схемой. Холодные нагреваются над теплыми слоями океана, а теплый воздух, наоборот, охлаждается над холодными. Запасенное океаном тепло (и влага) уходит в ближние Над поверхностью мирового океана формируются особые морские воздушные массы. Они кардинально отличаются от континентальных повышенной влажностью и разбросом температурного режима. Данные особенности температур (их различие) способствуют возникновению разницы в атмосферном давлении и способствуют перемещению воздушных масс с океана на материки. Именно поэтому на побережье всегда особый, мягкий, «морской» климат.

Ветры и течения

Яркий пример взаимодействия - муссоны, особые сезонные ветра. Они формируются на границе воды и суши и сильно влияют на климатические условия материков.

Течения в мировом океане (к примеру, Гольфстрим), как результат взаимодействия, также выполняют одну из важнейших задач. Они носят огромнейшие количества тепла (больше, чем передается по воздуху) от экваториальных до умеренных и даже полярных широт, обеспечивая энергоснабжение и своеобразное «отопление» Земли.

Гидросфера: взаимодействие океана и атмосферы

Гидросфера - водная оболочка планеты. Она включает в себя все виды вод на Земле: мировой океан, подземные, поверхностные континентальные. Их общий объем достигает более полутора миллионов кубических километров с массой, превышающей массу атмосферы в сотни раз. Из них океанические воды занимают большую часть - свыше 95%. Принято считать, что в гидросфере впервые появилась и начала развиваться жизнь. И только в палеозое животные и растения стали выбираться на сушу.

Жизнь в океане

Взаимодействие океана с атмосферой и сушей обуславливает многообразие жизненных форм в мировом океане. В нем рождается и развивается великое многообразие живых существ: от мельчайших микроорганизмов до самых больших млекопитающих на планете - гигантских китов. Океан - кладезь пищевых запасов для всего человечества. Здесь ведется промысел млекопитающих, лов рыб, сбор водорослей и планктона. А из морских даров получают не только пищу, но и лекарства от болезней.

Индийский океан омывает огромную территорию — Евразию. Зимой поверхность материка выхолаживается, воздух холодный, поэтому над сушей устанавливается высокое давление. Над океаном, который накопил тепло летом и долго его отдает атмосфере, формируется низкое давление. Поэтому зимой возникает устойчивый ветер — северо-восточный муссон, летом происходит наоборот.

Окаймляющая Инд. океан на северо-западе и севере суша обширна и монолитна: это северный субконтинент Африки и Евразия с массивными Аравийским и Индостанским полуостровами. Только на востоке, вдоль границы с Тихим океаном в Зондском архипелаге, крупные фрагменты суши чередуются с межостровными морями. Такое распределение суши и водных поверхностей, с одной стороны, и близость к экватору — с другой, создают особую циркуляцию атмосферы и океанических вод, а также температурный режим и соленость этой части Индийского океана. Для северной части Инд. океана характерны высокие температуры поверхностных вод (25...29 °С в окраинных морях, не менее 20 °С в открытом океане и более 30 °С в Красном море и Персидском заливе). Это наиболее высокая температура поверхностных вод в Мировом океане. Соленость, среднеокеаническая в открытом океане, в условиях высоких температур и сильного испарения достигает в Красном море и Персидском заливе 39-42 %о, т.е. максимальных показателей для вод Мир. океана.

Основной атмосферный процесс в сев. части Инд. океана — муссонная циркуляция, связанная с контрастами давления над сушей и морем и их динамикой по сезонам. Летом, в связи с сильным прогреванием, огромная суша к северу от Инд. океана оказывается в условиях низкого давления с центром в бассейне реки Инд. В депрессию устремляются потоки влажно-неустойчивого воздуха со стороны притропической оси высокого давления южного полушария. Это так называемый юго-западный экваториальный муссон, с которым и на суше, и над океаном связано выпадение большого количества осадков. В то же время года северную часть Инд. океана и прибрежные районы посещают разрушительные ураганы, сопровождающиеся на суше наводнениями. Зимой эта часть океана находится под влиянием северовосточного муссона (пассата), образование которого связано с высоким атм. давлением над Азией в холодный сезон.

В соответствии с муссонным типом циркуляции атмосферы сезонный характер имеют и поверхностные течения вод северной части Инд. океана. Наиболее мощным является Сомалийское течение у берегов Восточ. Африки. Зимой сев. полушария оно несет воды с с-востока на ю-запад и южнее экватора (приблиз. под 10° ю.ш.) переходит в Экваториальное противотечение. Летом оно меняет свое направление и, продолжая Юж. Пассатное течение, движется на с-восток и восток, в сторону Аравийского моря и Бенгальского залива. Тем-ра переносимых им вод колеблется в течение года от 21 до 26 °С.

В юж. полушарии акватория Инд. океана расширяется, а ограничивающая его суша сокращается. На широтах 48-55° ю.ш. располагается антарктическая зона конвергенции — северная граница той части Мир. океана, которую иногда выделяют в самостоятельный Южный океан. Условия циркуляции атмосферы и гидрологические особенности Инд. океана между этой границей и экватором отличаются от условий, присущих его сев. части.

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.

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.

Мы знаем, что атмосфера сильно влияет на поведение океана. Воздушные течения создают водные течения.

Такие крупнейшие течения в океане, как Гольфстрим и Куросио, возникают в результате действия ветра. Ветер создает морские волны, а морские волны - это одна из «прелестей» океана. Наличие облачности, температура воздуха и тот же ветер определяют прогревание или охлаждение океанской воды. Наоборот, океан влияет на атмосферу, оказывая на нее прежде всего тепловое воздействие. Поскольку теплоемкость воды во много раз больше, чем теплоемкость воздуха, достаточно, например, охладить 100-метровый слой воздуха на 7ю градуса, чтобы атмосфера прогрелась в среднем на 6°. Тепловое воздействие океана на воздух очень велико, и также велико влияние океана на атмосферу вследствие испарения влаги. Влага попадает в воздух главным образом из океанов. Из океанов в год испаряется 3,34X10 14 т воды, а с суши в 5 раз меньше. Почти вся влага попадает в воздух именно с океана, на испарение тратится около 1/3 поглощаемого Землей солнечного тепла. В результате такого взаимодействия формируются долгосрочные изменения погоды.

Так же формируется и климат Земли, и колебания климата. Например, потепление климата, наблюдавшееся в первую половину XX в., а сейчас, по-видимому, закончившееся, должно найти свое объяснение в процессах взаимодействия океана и атмосферы. Потепление климата является одной из наиболее актуальных проблем современной геофизики.

Взаимодействие океана и атмосферы можно разделить на две части: 1) мелкомасштабные процессы и 2) крупномасштабные процессы.

Мелкомасштабные процессы - это образование потоков тепла, влаги и количества движения на поверхности моря, разделяющей океан и атмосферу.

Очень большую роль в их формировании играют штормы, во время которых основная масса тепла и влаги переходит из океана в атмосферу. Не, учитывая штормы, только по средним климатическим данным невозможно вычислить, сколько же тепла и влаги переходит в атмосферу и каково крупномасштабное воздействие тепла и влаги, которые поступают из океана в атмосферу.

Очень много внимания уделял этим процессам академик В. В. Шулейкин. За последние годы интересная работа была выполнена американским ученым Дж. Бьеркнесом, который установил, что малый ледниковый период, имевший место в XVII-XIX вв., по-видимому, объяснялся тем, что в северо-восточной части Атлантики вода была аномально холодной, а в Саргассовом море аномально теплой. Наблюдалась ослабленная циркуляция атмосферы зимой. Вникая в механизм воздействия океана на атмосферу, можно найти ключ к объяснению колебаний климата, вначале с непродолжительными периодами - в полвека, затем - в несколько веков, и в конце концов мы подойдем к причинам возникновения ледниковых периодов.

Надо сказать, что в настоящее время предлагается много гипотез о возникновении ледниковых периодов, но науке еще предстоит решить эту проблему.