Okyanus Sıcaklığı: Kaynaklar, Isı Bütçesi ve Dağılımı

Okyanusların sıcaklığı hakkında bilgi edinmek için bu makaleyi okuyun: kaynaklar, ısı bütçesi ve dağıtım!

Okyanusların sıcaklığının incelenmesi, büyük miktarlarda suyun hareketini ve özelliklerini, çeşitli okyanus derinliklerinde deniz organizmalarının türünü ve dağılımını, kıyı alanlarının iklimini vb. Belirlemek için önemlidir.

Okyanus sıcaklıklarını kaydetmek için üç tür cihaz kullanılır; (i) yüzey tipini ölçmek için standart tip termometreler, (ii) ters yüzey termometrelerini alt yüzey sıcaklığını ölçmek için ve (iii) termografları kullanmak için kullanılır. Günümüzde, yukarıda belirtilen termometreler yerine otomatik otomatik kayıt cihazları da kullanılmaktadır.

Okyanuslarda Isı Kaynağı:

Güneş, bu dünyadaki herhangi bir şey için olduğu gibi, okyanuslar için ana enerji kaynağıdır. Bunun dışında okyanus, okyanusun kendi iç ısısıyla da ısıtılır.

Okyanus suyu üç işlemle ısıtılır:

(1) Güneşten gelen radyasyonun absorpsiyonu, dikey güneşlenme ve daha uzun gün ışığından dolayı düşük enlem bölgelerinde maksimumdur, oysa kutuplara doğru durmadan azalır. Aynı enlem dahilinde bile, okyanusun aldığı güneş enerjisi, akıntı ve bulutluluk gibi faktörlere bağlı olarak değişir.

(2) Su kütlesindeki konveksiyonel akımlar ayrıca okyanus suyunu da ısıtır. Yeryüzünün sıcaklığı artan derinlik ile arttığından, büyük derinlikteki okyanus suyu, okyanustaki üst su katmanlarından daha hızlı ısıtılır. Bu nedenle, okyanus suyunun alt katmanlarında konveksiyonel bir okyanus sirkülasyonu meydana gelir ve suyun ısının sirkülasyonuna neden olur.

(3) Yüzey rüzgarının neden olduğu sürtünme ve su kütlesi üzerindeki gerilimi artıran gelgit akımları nedeniyle kinetik enerji üretilir. Böylece okyanus suyu ısıtılır.

Okyanus suyu aşağıda belirtilen işlemlerle soğutulur:

1. Deniz yüzeyinden gelen geri radyasyon, bir zamanlar alınan güneş enerjisinin deniz suyundan uzun dalga radyasyonu olarak yayılmasıyla gerçekleşir.

2. Deniz ve atmosfer arasında ısı değişimi yapılır, ancak yalnızca deniz suyu atmosferden daha soğuk veya ılıksa.

3. Buharlaşma deniz suyu ılık, yüzey soğuk ve atmosferik tabakalaşma kararsız olduğunda gerçekleşir.

Okyanusların Isı Bütçesi:

Genel olarak, ısı bütçesi, toplam enerji arzının eşit miktarda enerji kaybıyla dengelendiğini göstermektedir. Mosby, ekvator (0 °) ve 10 ° N enlem arasındaki ortalama yıllık dışkı fazlalığının yaklaşık 0.170 gm cal / cm2 / dak, ortalama 0.040 gm cal / cm2 / dak olduğunu göstermiştir. 60 ° N ila 70 ° N arasında. Bütün enlemsel bölgeleri dikkate alırsak, bu fazlalık fazlalığı farkı tamamen ortadan kalkar.

Okyanus Sıcaklığının Dağılımı:

Sıcaklığın dağılımı aşağıdaki faktörler tarafından yönlendirilir:

1. Günlük ortalama güneşlenme süresi ve yoğunluğu.

2. Ensolasyon, yansıma, saçılma ve soğurma yoluyla enerjinin tükenmesi.

3. Deniz yüzeyinin albedosu ve güneş ışınlarının açısına bağlı olarak değişen yapısı.

4. Deniz yüzeyinin fiziksel özellikleri, örneğin, deniz suyunun kaynama noktası, daha yüksek tuzluluk durumunda artar ve bunun tersi de geçerlidir.

5. Buharlaşma ve yoğuşma ile ısı transferi.

6. Yaygın rüzgarlar; sırasıyla ılık veya soğuk yüzey suyunu dünyanın soğuk veya ılık yerlerine sürüklemek: bu olay ılık okyanus akım kemerlerinde soğuk suyun kalmasına neden olur; ABD'nin kuzey-doğu kıyılarındaki sisli deniz yüzeyi koşulu karadan okyanusa doğru esen soğuk rüzgarın sonucudur.

7. Siklonlar, fırtınalar ve kasırgalar gibi yerel hava koşulları.

8. Denizaltı sırtının varlığı; sırtın dibine kadar suların daha az karışmasından dolayı sıcaklık etkilenirken, sırtın diğer tarafında daha fazla su karışımı gerçekleşir.

9. Okyanusun şekli: alçak enlem bölgelerinde enlemesine geniş denizler, boyuna geniş denizlerden daha ılık yüzey suyuna sahiptir; örneğin, enlemesine geniş Akdeniz, boyuna geniş Kaliforniya Körfezi'nden daha yüksek sıcaklık kaydeder.

Okyanus Sıcaklığı Aralığı:

Okyanuslar ve denizler, kara yüzeylerinden daha yavaş bir şekilde ısıtılır ve soğutulur. Bu nedenle, öğlen güneşinde güneşlenme maksimum 12 öğlen olsa bile, okyanus yüzey sıcaklığı öğleden sonra 2'de en yüksek

Ortalama günlük veya günlük sıcaklık aralığı okyanuslarda ve denizlerde neredeyse 1 derecedir. Yüzey suyunda en yüksek sıcaklık, öğleden sonra saat 2'de ve en düşük, saat 5'de elde edilir. Gökyüzünde bulutlar yoksa ve atmosfer sakinse, günlük sıcaklık aralığı okyanuslarda en yüksektir.

Yıllık sıcaklık aralığı, yıllık güneşlenme değişmesinden, okyanus akıntılarının niteliğinden ve geçerli rüzgarlardan etkilenir. Okyanuslardaki en yüksek ve en düşük sıcaklıklar, kara alanlarınınkinden biraz daha fazla gecikir (en yüksek Ağustos ayında, en düşük Şubat ayında). Kuzey Pasifik ve kuzey Atlantik okyanusları karadan hüküm süren rüzgarlar ve okyanusların güney kesimlerindeki daha geniş okyanus akıntıları arasındaki fark nedeniyle, güney kesimlerinden daha geniş bir sıcaklık aralığına sahiptir.

Yıllık ve günlük sıcaklık aralıklarının yanı sıra, deniz sıcaklığının periyodik dalgalanmaları da vardır. Örneğin, 11 yıllık güneş lekesi döngüsü, deniz sıcaklıklarının 11 yıllık bir boşluktan sonra yükselmesine neden olur.

Deniz yüzeyi sıcaklığı:

Okyanusların yüzey sıcaklığı izotermlerle grafiksel olarak gösterilmektedir. Sıcaklık ekvatordan kutuplara doğru düşer. Bununla birlikte, en yüksek deniz yüzeyi sıcaklığı tam olarak ekvatorda değil, ekvatorun kuzeyine doğru hafifçe gözlenir: bu, 0 ° enleminin kuzeyindeki azami kara alanının varlığından kaynaklanmaktadır.

Güney yarımkürede su kütleleri, bir bütün olarak, kuzey yarımküredekinden daha yüksek ortalama sıcaklık gösterir çünkü kuzey yarımkürede yer alan alanın daha büyük bir kısmı sudan daha fazla güneş enerjisi emer. Dahası, kuzey yarımkürede kıtaların varlığından dolayı, bu yarımkürede su sirkülasyonu ve ısı taşınımı verimli değildir, güney yarımkürede ise tam tersidir.

Sıcaklığın Yatay Dağılımı:

Yatay sıcaklık dağılımı izotermal çizgilerle, yani eşit sıcaklıktaki yerleri birleştiren çizgilerle gösterilir. Atlantik Okyanusu için Şubat ayındaki deniz yüzeyi izotermleri, izotermal çizgilerin Newfoundland'ın güneyinde, Avrupa ve Kuzey Denizi'nin batı kıyısına yakın bir mesafede bulunduğunu ve ardından izotermlerin kıyı şeridinin yakınında kuzeye doğru bir çıkıntı yapmak üzere genişlediğini ortaya koymaktadır. Norveç.

Bu fenomenin nedeni, Kuzey Amerika kıyıları boyunca güneye doğru akan soğuk Labrador Akıntısında yatmakta ve bu da bölgenin sıcaklığını aynı enlemdeki diğer yerlerden daha keskin biçimde azaltmaktadır; Aynı zamanda, ılık Körfez Akışı, Avrupa'nın batı kıyısına doğru ilerler ve Avrupa'nın batı kıyısının sıcaklığını yükseltir.

Atlantik'in güneybatı kesiminde izotermler, ılık Brezilya akımı nedeniyle güney-batıya doğru yükselir, ancak güney Atlantik'in izotermleri soğuk Benguela akımı nedeniyle kuzey-batıya doğru eğilir. Daha güneyde, izotermler, sürekli hüküm süren batı rüzgar kayması nedeniyle paraleldir.

Kuzeyde ve güney Atlantik'te sıcaklığın dağılımı simetrik değildir. Örneğin, Kuzey Atlantik'te, 5 ° C izotermi 70 ° N enlemine temas ederken, Atlantik'in güney yarısında hiçbir zaman 50 ° S enlemini geçmez, çünkü sıcak Körfez Akıntısı daha güçlüdür ve soğuk Brezilya'dan çok daha yüksek enlemlere ulaşır. geçerli. Ayrıca, Atlantik'in doğu ve batı kısımları arasında önemli bir fark var. Labrador sahili yakınındaki batı kısmında, 0 ° C sıcaklık kaydedilir, ancak Avrupa'nın batı kıyısında 9 ° - 13 ° C sıcaklık bulunur.

Marjinal denizlerde sıcaklık, enlem ve yere bağlı olarak değişir, örneğin, Akdeniz, komşu Atlantik Okyanusu'ndan daha yüksek bir sıcaklık kaydeder, ancak Baltık ve Hudson Körfezi, Atlantik'ten daha soğuktur.

Pasifik'in kuzey yarısında, izotermler ve enlemler neredeyse paraleldir, ancak Kuzey Amerika kıyılarında izotermler, sıcak Kuroshio akımının etkisi altında hafifçe kuzeye doğru uzanır ve Japonya kıyıları boyunca izotermler soğuk Oyashio nedeniyle yakından yerleştirilir. geçerli.

Pasifik'in batı kısmının ekvatoral bölgesinde, sıcak ekvator akımı güneye doğru akarken yüksek sıcaklıklar kaydedilmiştir. Pasifik'in doğusunda, soğuk Peru Akıntısının etkisiyle düşük sıcaklıklar hüküm sürüyor. Güney Pasifik'te izotermler, ılık Peru veya Humboldt Akıntısı nedeniyle küçük döngüler yapar.

Hint Okyanusunda, 25 ° C, 27 ° C ve 28 ° C izotermleri, okyanusun merkezi konumunu işgal eder. Güneye doğru, izotermler, soğuk Agulhas akıntısı nedeniyle, Ümit Burnu yakınlarındaki küçük bir ilmek dışında paralellikler izlediğinden, Pasifik'te hiçbir fark gözlenmedi. İzotermler, Guardafui Burnu'ndan güneye doğru akan soğuk bir akım nedeniyle Kuzey Afrika kıyılarına doğru güneye doğru bükülür.

Aynı izoterm Hindistan yarımadasına girdiğinde Basra Denizi'nde kuzeye doğru eğiliyor, ancak Bengal Körfezi'nde musonun kayması nedeniyle güneye doğru eğiliyor. Kızıldeniz gibi kapalı su kütleleri, açık okyanus suyunun karışımı nedeniyle güneye doğru daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir. Basra Körfezi, soğuk alanın etkisi altında Hint Okyanusu'ndan daha düşük bir sıcaklık kaydeder.

Ağustos durumu, Şubat izotermal koşullarından belirgin şekilde farklıdır. Atlantik'te Kuzey Kutbu'ndaki buzlar eriyor ve Davis Boğazı'ndaki tüm izotermlerin kuzeye dönmesiyle sonuçlanıyor. Norveç sahilindeki keskin kuzey batı izotermleri Ağustos'ta yok. Ortalama olarak, kuzey Atlantik'teki izotermler Ağustos'ta kuzeye doğru kaymaktadır. Güney Pasifik, paralel olarak yerleştirilmiş izotermal çizgiler ve enlemler göstermektedir. Batıya doğru, komşu Avustralya-Asya bölgesi okyanusu, batıya doğru akan ekvator akımının batı Pasifik'e doğru ılık su çektiği için, 28 ° C sıcaklığa tanık olur.

Hint Okyanusu'ndaki en yüksek yüzey, 28 ° C'lik bir sıcaklık, Arap Denizi ve Bengal Körfezi'nde kaydedilir. Ağustos ayında Kızıldeniz ve Basra Körfezi gibi kapalı denizler, ılık arazi alanlarıyla temaslarından dolayı açık okyanustan daha yüksek bir sıcaklık (30 ° ila 33 ° C) göstermektedir.

Dikey Sıcaklığın Dağılımı:

Artan iniş ile kademeli bir sıcaklık düşüşü olur. Normalde, güneş ısısının yüzde 90'ı en fazla 15, 6 m (60 fit) su içinde emilir. Deniz suyu sıcaklığı, sadece yaklaşık 100 m'lik bir derinliğe kadar yüzey sıcaklığına karşılık gelir ve daha fazla iniş ile sıcaklık genellikle düşer.

Tropikal okyanuslarda ve denizlerde, üç tabaka yüzeyden aşağıya doğru algılanabilir. İlk katman yaklaşık 500 m kalınlığında olup, sıcaklık 20-25 ° C arasında değişmektedir. Orta enlem bölgelerinde bu üst tabaka sadece yaz aylarında bulunur. Termodin tabakası birinci tabakanın hemen altında bulunur. Artan derinlik ile sıcaklığın hızlı düşmesi ile karakterizedir. Üçüncü katman çok soğuktur ve okyanus tabanına kadar uzanır.

Tropikal okyanusların aksine, Polar Bölgelerinde sadece bir kat soğuk su tanımlanmıştır. Yüzeyden tabana uzanır.

Artan iniş ile sudaki sıcaklık azaldıkça, bazı bilim adamları okyanusları iki geniş bölgeye böldü: (i) üst yüzeyden 200 m'ye kadar uzanan fotik veya euptik bir bölge; fiziki bölge yeterli güneş enerjisi yalıtımı alır; ve (ii) 200 m'den okyanus dibine kadar uzanan aphotik bir bölge; bu bölge yeterli güneş ışınları almaz.

Denizin dikey sıcaklık dağılımının karakteristik özellikleri şunlardır:

1. Sıcaklık, yaklaşık 2000 m'ye kadar artan derinlik ile azalsa da, altındaki sıcaklık neredeyse durgun hale gelir. Tropikal enlemlerde bile sıcaklık nadiren yaklaşık 1524 m'de 4.4 ° C'yi aşar; yaklaşık 4267 m'de 1.7 ° C'den 0 ° C'ye düşer.

2. Derinlikteki sıcaklığın düşme hızı kutuplardakinden ekvatorda daha yüksektir: yüzey sıcaklığı düşük enlem bölgelerinde daha yüksektir, oysa derinlik sıcaklığında hem yüksek hem de düşük enlemlerde hemen hemen aynı kalır.

3. Yüzey sıcaklığı ve aşağı doğru düşmesi, taban suyunun yükselmesinden etkilenir. Soğuk suyun yükseldiği bölgelerde sıcaklığın düşey inişi alçak enlemlerde bile yükselmeden etkilenmeyen diğer bölgelerden daha düşüktür. Bu koşullar, Afrika ve Kaliforniya kıyılarında görülür.

4. Bazı durumlarda, yoğun yüzey suyu yoğun bir alt veya ara tabaka ile yakınlaşmaya bağlı olarak batar. Böylece, soğuk su batar ve daha sıcak enlemlere doğru ilerler. Bu işlemde sıcaklık düşme oranı düşük enlemlerde etkilenir. Soğuk Arktik ve Antarktika bölgelerinde, soğuk suyun batması ve düşük enlemlere doğru hareketi gözlenir.

5. Ekvatoryal bölgelerde, yüzey suyu bazen yüksek yağış nedeniyle düşük sıcaklık ve tuzluluk gösterirken, altındaki katmanları daha yüksek sıcaklıklara sahiptir.

6. Hem düşük hem de yüksek enlemlerdeki kapalı denizler dipte daha yüksek sıcaklıklar kaydeder; ancak bu fenomenin ardındaki faktörler yüksek enlemli kapalı denizlerden düşük enlemli kapalı denizlere kadar farklılık gösterir.

Saragasso Denizi, Kızıldeniz ve Akdeniz gibi düşük enlemlerde olan kapalı denizler, yıl boyunca yüksek güneşlenme ve ılık ve soğuk suların daha az karışması nedeniyle yüksek taban sıcaklıklarına sahiptir. Bu kapalı denizlerde, serbest su karışımları, daire şeklindeki tabanı ve denizaltı sırtında bulunan sığ suları nedeniyle kontrol edilir.

Enlemesine kapalı olan denizler söz konusu olduğunda, suyun altındaki tabakalar biraz daha yüksek tuzluluktaki sular kadar sıcaktır ve sıcaklık dış okyanustan bir alt-yüzey akımı olarak hareket eder. Bu nedenle, derinlikli bir sıcaklığın tersine çevrilmesi yaygındır.

7. Denizaltı engellerinin varlığı, engelin iki tarafında farklı sıcaklık koşullarına yol açabilir. Örneğin, Bab-el-Mandeb Boğazı'nda, denizaltı bariyerinin yüksekliği yaklaşık 366 m'dir. Sonuç olarak, en sıcak ay için Kızıldeniz'deki yüzey suyunun sıcaklığı 29.4 ° C iken, 800 fhoms derinliğinde 21.1 ° C'dir. Bariyerin diğer tarafında, Hint Okyanusu'ndaki 800 devirde sıcaklık yaklaşık 2, 8 ° C'dir.

Denizde Buz Oluşumu:

Kuzey Kutbu ve Antarktika Okyanuslarında buz oluşumu, okyanusun küresel sıcaklığını büyük ölçüde etkiler.

Buz aşağıdaki kaynaklardan kaynaklanmaktadır:

(i) Nehir buzu, Sibirya ve Amerika kıtasındaki raflarda önemli bir etkiye sahiptir.

(ii) Arazi üzerindeki kar yağışı, her yıl nihayet tarla buzu oluşturmak için depolanır. Alan buzu, alan buzu parçalara bölündüğünde oluşur. Paketler buz oluşturmak için daha fazla kırılır. Buzdağları, kökenlerinden ayrıldıktan sonra denizde yüzen büyük buz kütleleridir.

Yüksek enlem bölgelerinde buz oluşumu, yüksek enlem bölgelerinde, örneğin Labrador Akıntısı, Oyashio Akıntısı, Peru Akıntısı, Benguela Akıntısı, Batı Avustralya akıntısı vb. Gibi akan soğuk deniz akıntılarına neden olur. Soğuk deniz akıntıları, siklon ve sisli hava üretmek için ılık akıntılarla buluşur.

Ayrıca, soğuk akımlar, yeraltı okyanus akımları gibi düşük enlem bölgelerine doğru akarken, okyanus akımlarının yükselmesine neden olur. Örneğin, Britanya Adaları ve İskandinavya'nın batı kıyısına yakın olan Kanaryalar'ın yükselmesi, plankton (balık yemi) oluşumunun bol miktarda büyümesine neden olur. Bu yüzden balık bu bölgenin önemli bir ürünüdür.