Температура морской воды презентация

XVII в.
Роберт Бойль (1670)
XIX в.
Ранние измерения
О понижении температуры с глубиной
XVIII в.
Марсильи (1706)
Де Сосюр (1780)
Эллис (1751)
Форстеры (1772)
Измерения в Средиземное море
Измерения в Средиземное море
Измерения в Атлантике
Измерения в Южном океане
Дю-Пти-Туар (1836-1839)
59 глубоководных измерений
Всего 522 глубоководных (до 3.5 км) измерения температуры воды, из них 119 русскими исследователями.
«Challenger»
У. Томсон (1872-1876)
253 глубоководных измерений

Как измеряют температуру морской воды?

Измерение температуры воды
Опрокидывающиеся термометры и батометры
Негретти и Замбра,
Рихтер (1874-1900)
Ленц, Паррот (1823)
Нансен,
Петерссон (1894-1910)
(1830-1850-е)
Термометры с защитой от давления, миним. термометры

Измерение температуры воды
Батитермографы
Россби,
Спилхаус (1934-1937)

XBT, XCTD
CTD
Батометры и глубоководные термометры
Батитермографы
SBE911+, SBE25, SBE19, SBE37, Mark3С, Mk318, Mk317, ICTD, NXIC, OS320, OS316, OS3191, OS304, OS303, OS302, OS301, XR420, MINIpack, Midas, SD204, RCM9, ГАП, Минизонд
Термометры сопротивления - зависимость электрического сопротивления датчиков от температуры среды (платиновые, медные, никелевые).
Термометры расширения - зависимость изменения объема жидкостей или твердых тел при изменении температуры среды.
ARGO
Инфракрасные радиометры
Измерение температуры воды
Развитие методов измерений

Международная шкала температуры 1990 г. (МШТ-90, ITS-90)
Для океанского диапазона изменения температуры практическое значение имеют два поддиапазона, представленные тремя реперными точками:
– тройной точки ртути -38,8344 °С;
– тройной точки воды +0,0100 °С;
– точки плавления галлия +29,7646 °С.
Кроме того, WOCE (World Ocean Circulation Experiment) рекомендованы две дополнительные точки: тройные точки phenoxy-benzene (26,8625 °С) и карбоната этилена (36,3135 °С).
Температура МТШ–90 связана с температурой МПТШ–68:
Т68 = 1,0024∙Т90.
Шкалы температуры
1887 г. → 1927 г. → 1948 г. → 1968 г. → 1990 г.
Измерение температуры воды
Развитие методов измерений
Фаренгейт (1723)
Цельсий (1742)

Какие процессы формируют распределение температуры воды в морях и океанах?

Адвекция тепла
Турбулентный теплообмен
Радиационный баланс
Испарение
Контактный теплообмен
Теплосодержание
А Т М О С Ф Е Р А
внешний тепловой баланс
О К Е А Н
Изменения температуры (dT/dz) при перераспределении тепла в океане:
адвективное
горизонтальный турб. теплообмен
вертикальный турб. теплообмен
Тепловой баланс
± ФЛ
Таяние/замерзание льда

Радиационный баланс
Эффективное длинноволновое излучение
Коротковолновая солнечная радиация
Радиационный баланс на поверхности моря
Восходящее излучение
Rn = Qn + Fn
Fn = F’ + F”
Нисходящее излучение

Поток прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность Земли
Солнечная постоянная 1367 Вт/м²
I = S sin (h)
Радиационный баланс
Солнечная радиация (коротковолновое излучение)

Тепловой баланс поверхности океана

24
5
Тепловой баланс поверхности океана

Радиационный баланс
Солнечная радиация

Продолжительность суток
Суммарное количество солнечной радиации (инсоляция) зависит от угла наклона солнечных лучей и продолжительности дня
Радиационный баланс
Солнечная радиация

Отражательные свойства поверхности зависят от угла падения солнечных лучей, свойств почвы, наличия снега или льда, волнения моря
Радиационный баланс
Альбедо поверхности

Зависит от циркуляции атмосферы, распределения температуры и влажности в атмосфере
Радиационный баланс
Облачность

Зависит от инсоляции, облачности и альбедо
Радиационный баланс
Солнечная радиация

Разница между приходящим и исходящим длинноволновым излучением. Зависит от температуры поверхности, влажности воздуха и облачности.
Радиационный баланс
Эффективное длинноволновое излучение

Радиационный баланс

Зависит от разности температуры поверхности и температуры воздуха, скорости ветра
Тепловой баланс
Контактный теплообмен (поток явного тепла)

Зависит от разности температуры поверхности, влажности воздуха, скорости ветра
Тепловой баланс
Потери тепла на испарение (поток скрытого тепла)

Отношение Боуэна Ф/LE 0.05 – 0.75
Тепловой баланс поверхности океана

Температура поверхности океана для зимнего периода обеих полушарий
Меридиональный поток тепла (PW) в океане и внешний тепловой баланс
Тепловой баланс поверхности океана