Физические свойства вод океана

Физические свойства дистиллированной воды зависят только от двух параметров: температуры и давления. Физические же свойства морской воды зависят, кроме того, еще и от солености, которая составляет наиболее характерную ее особенность. С соленостью связано наличие таких свойств морской воды, которых нет у дистиллированной (осмотическое давление, электропроводность).

Плотность. Одной из важнейших характеристик морской воды является плотность. Плотностью морской воды в океанографии принято называть отношение массы единицы объема воды при той температуре, которую она имела в момент наблюдений, к массе единицы объема дистиллированной воды при 4° С, т. е. при температуре ее наибольшей плотности. Плотность морской воды существенно растет с увеличением солености. Возрастанию плотности поверхностных слоев воды способствует охлаждение, испарение и образование льда. В открытом океане плотность, как правило, определяется температурой и поэтому от экватора к полюсам растет. С глубиной плотность воды в океане увеличивается.

Давление и сжимаемость. Вода значительно плотнее воздуха. Поэтому изменение давления с увеличением глубины в океане происходит гораздо быстрее, чем в атмосфере. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Нетрудно подсчитать, что на глубинах порядка 10 км давление достигает 1 тыс. атм.

Однако воздействие давления воды на живые глубоководные организмы незаметно, так как чрезвычайно мало сжатие воды, т. е. Уменьшение ее удельного веса.

Интересно отметить, что, несмотря на малую сжимаемость морской воды, уровень реального Мирового океана расположен примерно на 30 м ниже того уровня, который он бы занимал при условии несжимаемости воды.

Оптические свойства морской воды. Лучистая энергия Солнца, проникая в толщу воды, рассеивается и поглощается. От степени ее рассеивания и поглощения зависит прозрачность воды. Под прозрачностью воды понимают глубину, на которой белый стандартный диск диаметром 30 см (диск Секки) перестает быть видимым с поверхности моря. В Саргассовом море эта глубина достигает 67 м, в Средиземном — 50 м, в Черном — 25 м, в Азовском — Зм. Прозрачность зависит от содержания взвешенных частиц в морской воде. Поэтому наименьшая прозрачность наблюдается в прибрежной части, особенно после штормов. Значительно уменьшается прозрачность воды в период массового развития планктона, а также во время таяния льдов.

Совокупным действием отражения и рассеивания света в воде обусловливается ее цвет. Поток световой энергии, исходящий из глубин моря, вызывает голубой или синий цвет, который и является собственным цветом чистой воды. Особенности цвета воды каждого моря зависят от содержания в воде взвешенных частиц органического и минерального происхождения, растворенных газов и прочих примесей. Вот почему в наиболее “чистых” тропических водах цвет моря темно-голубой и даже синий, в шельфовых морях — зеленоватый, а в мутных прибрежных морях — имеет желтые оттенки.

Говоря об оптических свойствах морской воды, следует упомянуть и о таких явлениях, как свечение и цветение моря.

Свечение поверхности моря в ночное время объясняется светом, излучаемым морскими организмами (планктоном и особыми видами бактерий)

Цветение моря обусловливается массовым скоплением особей какого-либо вида, способных окрасить поверхность моря в один из цветов: желтый, красный, зеленый и т. д.

Распространение звука в океане. Скорость звука в океане зависит от сжимаемости воды, которая определяется температурой, соленостью и давлением. А так как соленость и температураводы в Мировом океане меняются от места к месту и от сезона ксезону, то и условия распространения звука в море меняются.Скорость звука в океанах может колебаться от 1400 до 1550 м/с - Максимальные скорости приурочены к глубинам 1200—1300 м. На этом уровне в воде существует своеобразный “звуковой канал”, в котором звук распространяется, как в “трубе”, на очень большие расстояния без потери энергии. Так, во время опытов в Атлантическом океане сигналы от взрывов бомб массой 0,2, 1,8, и 2,7 кг прослушивались на оси звукового канала соответственно на расстоянии 750, 2300 и 3100 миль.

ПРЕСНАЯ ВОДА Все имеющиеся на Земле запасы пресной воды составляют лишь небольшую часть общего количества воды. Они возникают в результате испарения воды из океанов и с поверхности суши, а также с листьев растений. Накапливающиеся в атмосфере пары воды переносятся вследствие глобальных циркуляции атмосферы в другие географические широты, где выпадают в виде осадков-дождя или снега. Выпадающая в виде осадков вода сбегает в реки или собирается в озера и подземные резервуары. В конце концов она испаряется или уносится реками обратно в океаны.

Приблизительно 10% пресной воды расходуется на домашние нужды, остальное идет на нужды сельского хозяйства и промышленности. Для получения одного фунта сахара требуется около 200 л воды, для выращивания одного фунта зерна (с учетом осадков) 700 л воды, а для получения одного фунта синтетической резины 1200 л воды.

Увеличение расхода воды на домашние нужды обгоняет рост населения, поскольку возрастает использование таких бытовых приборов, как автоматические посудомойки, стиральные машины и устройства для удаления мусора. В автоматической посудомойке требуется 40 л воды на одну загрузку, что приблизительно вдвое больше, чем при мытье посуды вручную. Средний американец ежедневно расходует примерно 200 л воды, не считая воды, расходуемой на поливку газонов и садов.

Вода для домашних нужд, сельского хозяйства или промышленных предприятий поступает из озер, рек и подземных источников либо из искусственных резервуаров. Большая часть воды, попадающей в систему водоснабжения, была предварительно «использована»; она уже прошла через одну или несколько канализационных систем или промышленных предприятий. Поэтому ее обычно приходится предварительно обрабатывать, прежде чем она попадает в наши водопроводные краны.

После использования воду снова необходимо обрабатывать, чтобы она не загрязняла озера и реки, куда ее возвращают. Важность обработки канализационных и сбросовых вод после их промышленного использования становится все более очевидной, так как многие воды подвергаются многократному использованию, прежде чем они попадают в моря и океаны.

Пресная вода подразделяется на две группы: обычную воду и минеральную.

В переделах каждой группы вода сильно отличается по составу в связи с геологическими и географическими особенностями. Эта классификация справедлива для вод естественного происхождения, но, помимо них, существуют искусственные воды, создаваемые человеком целенаправленно или в качестве отходов хозяйственной деятельности. К ним относятся искусственные минеральные воды, опресненная вода (из морской) и дистиллированная вода, а также особые воды, насыщенные тем или иным компонентом, например серебряная вода. Что же касается жидких отходов, то они представлены сливами и сточными водами.