Широко используются средние широтные величины, которые хорошо отражают зональную изменчивость свойств вод в верхней толще Мирового океана и условия, создающиеся в нижней его части в связи с усилением меридионального переноса. Вертикальные профили, построенные по среднеширотным величинам, позволяют выявить основные закономерности, характерные для физико-химических полей в меридиональном сечении океанов. В этом легко убедиться, сопоставляя такие профили с разрезами, полученными по непосредственным наблюдениям.

Большие различия в солености поверхностных вод отдельных океанов оказывают весьма существенное влияние на стратификацию, перемешивание, свойства водных масс и другие природные особенности. [20]

Большие положительные аномалии солености (отклонение от средней величины по всему Мировому океану) прослеживаются почти повсеместно, о чем можно судить по средним широтным их значениям.

Поле плотности воды Мирового океана в основном подобно полю температуры. Только в полярных областях и некоторых морях главную роль играет соленость. В соответствии с тем, что температура воды в тропических и умеренных широтах уменьшается от поверхности ко дну, а в полярных широтах в том же направлении увеличивается соленость, плотность вод повсеместно растет с увеличением глубины. [30]

Средняя плотность на поверхности Мирового океана в целом (включая моря и полярные районы) составляет 1,02474. Если исключить полярные районы, то средняя ее величина (для всей акватории, которая лежит между 70° с.ш. и 60° ю.ш.) будет на 0,0002 меньше. В северном полушарии в целом за счет более высокой температуры и меньшей солености поверхностных вод плотность примерно на 0,0012 меньше, чем в южном полушарии.

Таблица 2. Средние широтные величины и аномалии условной плотности воды на поверхности Мирового океана и отдельных океанов (включая относящиеся к ним моря) по Вюсту, Брогмусу и Ноодту [30]

Широты (южное полушарие)	Южный океан	Атлантический сектор		Индийский сектор		Тихоокеанский сектор
Широты (южное полушарие)	плотность	плотность	аномалия	плотность	аномалия	плотность	аномалия
50–55	26,94	27,01	0,1	27,00	0,1	26,80	-0,1
55–60	27,18	27,19	0	27,18	0	27,11	-0,1
60–65	27,30	27,33	0	27,30	0	27,26	0
65–70	27,29	27,29	0	27,45	0,2	27,21	-0,1
70–75	27,30	27,30	0	27,30	0	27,30	0
75–80	27,30	27,30	0	-	-	27,30	0
90–80	24,74	-	-	-	-	-	-

Сопоставляя между собой сектора Южного океана, мы обнаруживаем, что самыми легкими оказываются воды тихоокеанского сектора. Средняя плотность на его поверхности составляет 1,02427. Это объясняется тем, что Тихий океан имеет наиболее теплые и опресненные воды. Почти по всей его акватории средние широтные аномалии плотности имеют отрицательные значения.

Средняя плотность на поверхности Индийского сектора океана выше, чем в Тихом. Она составляет 1,02488.

Самой высокой плотностью воды на поверхности обладает Атлантический сектора Южного океана, благодаря тому, что температура его ниже, а соленость выше, чем в Тихом и Индийском. Средняя плотность воды на его поверхности равна 1,02543. Средние широтные аномалии плотности почти повсеместно оказываются положительными, достигая наивысших абсолютных значений.

Самой общей закономерностью является изменение плотности от минимальных значений в экваториальной зоне до максимальных в полярных областях. Это вызывается уменьшением температуры от экватора к полюсам, что полностью перекрывает понижение солености на всем пространстве от тропиков до высоких широт.

Увеличение плотности с удалением от экватора к полюсам происходит так, что изопикны в основном повторяют ход изотерм, хотя в некоторых районах наблюдаются заметные отклонения, связанные с конфигурацией изогалин. Последнее, в частности, отмечается в тропических областях, где изопикны местами приобретают кольцеобразный вид. Большей же частью в тропических и субтропических широтах изопикны, подобно изотермам, удаляются от экватора в западных частях океанов и приближаются к нему в восточных частях.

В южном полушарии к 55–60° широты условная плотность достигает 27,0, увеличиваясь в более высоких широтах на 0,3–0,5 условных единиц. На северо-западе Атлантического и Тихого секторов наблюдается повышенная плотность, достигающая соответственно 27,0–27,5 и 25,5–26,5. Это объясняется распространением холодных вод. На северо-востоке же этих океанов плотность понижена, что связано с приносом сюда теплых вод. [29]

Изопикны на меридиональных разрезах, следуя за изотермами, приподняты в экваториальной зоне в связи с восходящими потоками, приносящими к поверхности более плотные глубинные воды. В результате этого здесь создаются наибольшие в Мировом океане вертикальные градиенты плотности. Преобладание нисходящих потоков в низких широтах, вызывающееся антициклоническими круговоротами, приводит к опусканию изопикн. Вертикальные градиенты плотности воды в тропической зоне меньше, чем в экваториальной, однако больше, чем в умеренной и полярной зонах (рис.17).

Атлантический сектор	Тихоокеанский сектор	Индийский сектор

Рис.17. Условная плотность воды по меридиональному сечению секторов Южного океана (по средним широтным величинам) [30]

Подъем изопикн в высоких широтах объясняется наличием циклонических круговоротов поверхностных вод. Вертикальные градиенты в умеренных зонах оказываются наименьшими в Мировом океане. В полярных районах значительные вертикальные градиенты

Глава 5. ИЗУЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА ЮЖНОГО ОКЕАНА

Цвет воды зависит от концентрации пигмента хлорофилла (фитопланктона) и взвесей, поэтому определение цвета используется для изучения биопродуктивности океана и загрязнения вод. Цветовые характеристики воды получают многозональными сканерами с каналами в голубой и зеленой зонах спектра — CZCS, SeaWiFS.

Впервые данные о цвете океана были получены при помощи сканера цвета моря CZCS (CoastalZoneColorScanner), который был установлен на спутнике Nimbus-7. Съемка проводилась с 1978 по 1986 гг., сканер CZCS поставлял регулярные данные о цвете океана в 6 каналах видимой и ближней инфракрасной частях спектра с разрешением около 1 км. Хотя эксперимент по съемке цвета океана при помощи сканера CZCS планировался всего на 1 год, успех работы аппаратуры и разработки алгоритмов обработки получаемой информации позволили получить большой массив новых данных о распределении и первичной продуктивности океана за несколько лет. В Университете Майами и Годдардовском центре космических полетов НАСА были разработаны методы создания по данным такой съемки глобальных и региональных карт концентрации фитопланктона. В результате был создан атлас «OceanColorfromSpace» (Цвет океана из космоса), где собраны глобальные и региональные разновременные карты цвета океана, характеризующие распределение концентрации хлорофилла в различных районах Мирового океана. Ниже на рисунке 18 приведен пример изображения из атласа.

Рис. 18. Цвет океана за период октябрь-декабрь 1979 г. по данным CZCSю [25]

На глобальной карте цветового индекса хорошо прослеживаются главные черты распределения фитопланктона в Мировом океане — его концентрация в более холодных прибрежных шельфовых водах (желто-оранжево-красные цвета) и в районах подъема холодных глубинных вод (апвеллингов) при относительной бедности вод открытого океана и наличии «океанических пустынь» в тропических и субтропических широтах (сине-фиолетовые цвета). Увеличение концентрации фитопланктона в экваториальных водах Атлантического и Тихого океанов в октябре–декабре (голубая полоса) обусловлено подъемом относительно холодных вод в связи с ветровой деятельностью.

Спустя десять лет данные о цвете океана вновь начали поступать благодаря запуску сенсоров MOS/IRS P3 (Индия), OCTS и POLDER/ADEOS (Япония) в 1996, а с 1997 г. регулярно начал давать такие снимки SeaWiFS на спутнике Seastar. [25]

В настоящее время наблюдения фитопланктона (точнее хлорофилла «а») и его пространственного распределения из космоса ведутся также при помощи спектрорадиометров MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) на спутнике Envisat и MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) — на спутниках Terraи Aqua. На Международной космической станции с участием российских и американских экипажей проводится эксперимент «Диатомея», имеющий целью получение данных, характеризующих устойчивость географического положения и формы границ биопродуктивных районов Мирового океана, наблюдаемых из космоса (рис.19).

Рис.19.Распределение хлорофилла в Мировом океане в августе 1999 г. по данным сканера цвета моря SeaWiFS. [34]

Основное применение данных о цвете океана — рыболовство. Данные о цвете океана совместно с данными о температуре поверхностного слоя воды (SST) используются для направления рыбаков и рыбацких судов в акватории, где может быть обнаружена рыба. Это основано на принципе цепи питания — изобилие фитопланктона приводит к изобилию зоопланктона, питающегося им, что в свою очередь приводит к изобилию рыбы, питающейся зоопланктоном. Так присутствие большого количества фитопланктона, измеряемое через изменения в цвете океана, выступает индикатором потенциального присутствия рыбы. [25]

Исследование Южного океана (стр. 9 из 10)

Глава 5. ИЗУЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА ЮЖНОГО ОКЕАНА