УРОК 9
Тема: Водные массы и их свойства
цель : актуализировать знания о свойствах вод Мирового океана; сформулировать знания о водных массах и их характерные особенности; способствовать пониманию закономерностей перемещения океанических течений; усовершенствовать умение работы с тематическими картами атласа; развивать исследовательские способности, умение определять понятия, делать обобщение, проводить аналогии, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы; воспитывать самостоятельность, ответственность, внимательность.
Оборудование : физическая карта мира, учебники, атласы, контурные карты.
Тип урока : комбинированный.
Ожидаемые результаты: ученики смогут приводить примеры различных по свойствам водных масс, сравнивать их свойства; показывать на карте крупнейшие теплые и холодные поверхностные течения и объяснять их перемещения.
Ход урока
І . организационные моменты
ІІ . Актуализация опорных знаний и умений
Проверка домашнего задания
Работа в парах
Прием «Взаим оопроса », «Взаимопроверка»
Ученики обмениваются тетрадями, и решают, подготовлены дома, тестовые задания, проверяют правильность их выполнения друг у друга.
Прием «Почемучка»
Почему температуры воздуха изменяются от экватора к полюсам?
Почему воздушные массы имеют разные свойства?
Почему воздушные массы постоянно движутся?
Почему пассаты имеют северо-восточный и юго-восточный
направление?
Почему образуются муссоны?
Почему вблизи экватора количество осадков, а в тропических широтах
Прием «Проблемный вопрос»
Почему изотермы на климатических картах меняют свое широтное протяженность на извилистую?
III . Мотивация учебной и познавательной деятельности
Прием «Практичность теории»
Теперь вы знаете, что климат формируется под влиянием трех основных климатообразующий факторов, которые взаимодействуют между собой и создают условия для формирования различных климатических условий на Земле.
В ходе исследования особенностей климатообразующих факторов мы неоднократно отмечали роль воздушных масс, формирующихся над океанами и приносящими влагу на материки. Для того чтобы понять, какую роль играют океаны в формировании климата и жизни планеты в целом, узнаем подробнее об основном компоненте природы Мировом океане - его водных массах.
І V. Изучение нового материала
1 Формирование понятия «водные массы»
Задание. Вспомните, что такое воздушные массы и их типы. Аналогично понятию воздушных масс, формирующихся в воздушном океане, в Мировом океане выделяют водные массы.
Водные массы - большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга:
Температурой,
Соленостью,
Плотностью,
Прозрачностью,
Количеством кислорода и другими свойствами.
По районам их формирования различают следующие типы водных масс:
Полярные,
Умеренные,
Тропические,
Экваториальные, которые в свою очередь, разделяются на подтипы:
Прибрежные
Внутриокеанические.
Водные массы меняются и с глубиной: различают
поверхностные
промежуточные,
глубинные
придонные водные массы.
Толщина слоя поверхностных водных масс достигает 200-250 м. Пребывая в постоянном контакте с атмосферой, они большую часть своих характеристик изменяют в течение года, активно перемещаясь в пространстве.
Основными свойствами водных масс является температура и соленость .
Вывод 1 . В Мировом океане формируются значительные объемы воды с определенными свойствами - водные массы. Свойства водных масс изменяются в зависимости от глубины и места их формирования.
2 Актуализация знаний об основных свойствах водных масс
Работа с картой «Среднегодовая соленость вод на поверхности Мирового океана»
Задание
1) Определите закономерности распределения солености поверхностных вод Мирового океана.
2) Объясните факторы, обусловливающие такое распределение.
Средняя соленость океанических вод 35 ‰.
В экваториальных широтах соленость несколько снижена из-за интенсивности опреснительного действия атмосферных осадков.
В субтропических и тропических широтах соленость повышена – здесь испарения преобладает над осадками, увеличивает концентрацию солей.
В умеренных широтах соленость близка к средней .
В высоких широтах соленость снижается вследствие низкого испарения, таяния морского льда, стока рек (в Северном полушарии).
Соленость поверхностных вод океанов под влиянием ряда факторов меняется в довольно больших пределах - от 31 ‰ в Гвинейском заливе до 42‰ в Красном море . На глубинах свыше нескольких сотен метров она почти везде приближается к 34,8 ‰, а из глубины 1500 м и до дна составляет 34,5‰.
Вывод 2. Соленость поверхностных водных масс океана в первую очередь зависит от климатических условий, которые изменяются с географической широтой. На распределение солености также вливают течения и степень замкнутости морских бассейнов, особенно для внутренних морей.
Задание . Проанализируйте карту показателей среднегодовой температуры поверхностных вод Мирового океана и объясните причины изменений этих показателей.
В приэкваториальных широтах температура поверхностных вод на протяжении года составляет 27-28 ° С.
В тропических поясах в среднем 20-25 ° С.
Однако именно в этих широтах зафиксированы самые высокие среднегодовые температуры (в Персидском заливе - 37 ° С, в Красном море - 32 ° С).
Для умеренных широт характерна сезонная смена температур воды, а среднегодовая постепенно снижается в направлении полюсов от 10 до 0 °С.
В приполярных широтах температура вод океана в течение года изменяется от 0 до -2 ° С. При температуре около -2 ° С, морская вода средней солености замерзает (чем больше соленость, тем ниже температура замерзания).
Следовательно, температура поверхностного слоя воды зависит от климата и снижается от экватора к полюсам.
Средняя температура поверхностного слоя вод океана составляет 17-54 ° С. С глубиной, температура воды понижается довольно быстро к глубине 200 м, от 200 до 1000 м - медленнее. На глубинах более 1000 м температура составляет примерно 2 ... + 3 ° С.
Средняя температура всей массы воды в океане равна 4 ° С.
Океаническая вода имеет огромную теплоемкость 1 м3 воды, охлаждаясь на 1°С, она может нагреть на 1 ° С более чем 3300 м3 воздуха.
Вывод 3 . Распределение температур поверхностных вод Мирового океана имеет зональный характер. С глубиной температура вод снижается .
3 Течения в Мировом океане
Еще в древности люди установили, что благодаря ветру, который дует над морем, возникают не только волны, но и течения, которые играют огромную роль в процессе распределения тепла на Земле.
Океанические течения - горизонтальные перемещения огромных водных масс в определенном направлении на большие расстояния.
Задание. Сопоставьте климатическую и физическую карты, определите связь между постоянными ветрами и поверхностными течениями.
Вывод 4. Направление крупнейших морских течений почти совпадает с главными воздушными потоками планеты. Самые мощные поверхностные течения образуются ветрами двух видов: западными, что дуют с запада на восток, и пассатами, дующие с востока на запад.
По свойствам воды различают теплые и холодные течения. взаимодействие атмосферных потоков приводит к образованию системы круговоротов поверхностных течений.
V. Закрепление изученного материала
Прием «Географический практикум» (при наличии учебного времени)
Задание . По картам солености и температуры поверхностных вод и текстом учебника составьте характеристику водных масс. Результаты занесите в таблицу.
Прием «Блицопрос»
Что такое водные массы? Типы водных масс выделяют в Мировом Океане?
От чего зависит распределение солености вод Мирового океана?
Как и почему меняется температура воды от экватора к полюсам и с глубиной?
Приведите примеры течений, названия которых совпадают с названием ветров, которые образовали.
V І . И тог урока, Р ефлексия
Какие новые открытия вы сделали для себя сегодня на уроке?
V ІІ . ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Разработать соответствующий параграф учебника.
2. Отметить на контурной карте крупнейшие теплые и холодные течения Мирового океана.
3. Объединиться в группы для работы на следующем уроке.
4. Провести исследования: «Взаимодействие Мирового океана, атмосферы
и суши, ее последствия ». Результаты оформите в виде схемы (Или рисунка) с соответствующими комментариями.
Волны и волновые движения мирового океана
Химический состав и соленость морской воды
В морской воде присутствуют практически все известные хим элементы:
Химические элементы (по массе)----
Элемент-Процентное содержание
Кислород 85,7
Водород 10,8
Кальций 0,04
Калий 0,0380
Натрий 1,05
Магний 0,1350 Углерод 0,0026
Среди этих веществ выделяют группу элементов, определяющих соленость воды. Соленость – важнейшая характеристика воды, обуславливающая многие физ св-ва воды: плотность, темп замерзания, скорость звука и т д. Её значение зависит от испарения, потока пресных вод, таяния льда, замерзания воды,…
В тропиках соленость максимальна по сравнении с другими широтами. Это связано с тем, что там испарение намного превышает осадки. Минимальная соленость – у экватора.
В среднем солёность Мирового океана составляет около 3,5 %. Это значит, что в каждом литре морской воды растворено 35 грамм солей (в основном это хлорид натрия). Солёность воды в океанах почти повсеместно близка к 3,5 %, однако вода в морях имеет неравномерно распределённую солёность. Наименее солёной является вода Финского залива и северной части Ботнического залива, входящих в акваторию Балтийского моря. Наиболее солёной является вода Красного моря. Солёные озёра, такие как Мёртвое море, могут иметь значительно больший уровень содержания солей.
Волны на воде различаются принципиальным механизмом колебания (капиллярный, гравитационный и т. д.), что приводит с различным законам дисперсии и, как следствие, к различному поведению этих волн.
Нижняя часть волны называется подошвой, верхняя - гребнем. Во время движения волны гребень уходит вперёд относительно подошвы, наклоняясь вниз, после чего, вследствие собственных веса и силы тяжести, гребень падает, волна разбивается, уровень высоты волны становится равным нулю.
Основные элементы волны:
Длина – кратчайшее расстояние между двумя соседними вершинами (гребнями/ложбинами)
Высота – разность уровней вершины и подошвы
Крутизна – отношение высоты волны к её длине
Волновой уровень – линия, делящая трохоиды пополам
Период – время, за которое волна проходит расстояние, равное своей длине
Частота – число колебаний в секунду
Направление волны измеряется как и направление ветра («в компас»)
Водные массы - объём воды, соизмеримый с площадью и глубиной водоёма и обладающий относительной однородностью физико-химических характеристик, формирующихся в конкретных физико-географических условиях. Основными факторами, формирующими Водные массы, являются тепловой и водный балансы данного района, температура и солёность
Характеристики Водной массы не остаются постоянными, они подвергаются в определённых пределах сезонным и многолетним колебаниям и изменяются в пространстве. По мере распространения из района формирования Водные массы трансформируются под влиянием изменений условий теплового и водного балансов и перемешиваются с окружающими водами.
По вертикали: поверхностные - до глубины 150-200 м;
Подповерхностные - на глубине от 150-200 м до 400-500 м;
Промежуточные - на глубине от 400-500 м до 1000-1500 м,
Глубинные - на глубине от 1000-1500 м до 2500-3000 м;
Придонные (вторичные) - ниже 3000 м.
По горизонтали: экваториальные, тропические, субтропические, субполярные и полярные.
Границами между Водными массами являются зоны фронтов Мирового океана, зоны раздела и зоны трансформации, которые прослеживаются по увеличивающимся горизонтальным и вертикальным градиентам основных показателей.
Водные массы Мирового океана могут быть разделены на типы, характеризующиеся определенными свойствами или определенным соотношением различных характеристик. Название каждой Водной массы отражает район формирования (источник) и пути ее перемещения. Например, антарктическая придонная вода образуется в различных районах вокруг Антарктического материка и обнаруживается у дна на больших участках океана. Водные массы образуются либо в результате термохалинных изменений, обусловленных взаимодействием моря и атмосферы, либо в результате перемешивания двух или более вод. После формирования Водная масса смещается на горизонт, определяемый ее плотностью, в зависимости от вертикального распределения плотности окружающей воды, и, постепенно перемешиваясь или взаимодействуя с атмосферой (если Водная масса распространяется у поверхности или на горизонтах, близких к поверхности), теряет характерную черту (или черты), которую она приобрела в районе формирования.
Основные Водные массы Мирового океана образуются в результате термохалинных изменений. Такие Водные массы имеют экстремум по одной или многим характеристикам. Слой, в котором наблюдается этот экстремум (глубина слоя определяется плотностью воды), называется срединным слоем. Этот слой может быть обнаружен при исследовании вертикального распределения типичных свойств В. м.
Наибольшую часть поверхностных и подповерхностных Водных масс составляют центральные Водные массы, которые обнаруживаются в умеренных широтах в обоих полушариях. Они характеризуются высокой соленостью и довольно высокими температурами и могут быть подразделены на такие подтипы, как западная и восточная центральные Водные массы. Это именно те Водные массы, которые являются источником срединного слоя с низким максимумом солености (субтропическое противотечение), формирующегося в результате опускания поверхностных вод в зонах субтропических конвергенции (35—40° с. и ю. ш.) в большинстве тропических районов океана. Между центральными Водными массами северного и южного полушарий находится экваториальная вода. Эта Водная масса хорошо развита в Тихом и Индийском океанах, но ее нет в Атлантическом океане.
В направлении к полюсам центральные Водные массы охлаждаются, что связано с таянием льда и температурным контрастом между водой и атмосферой. Между полярными поверхностными Водными массами и глубинными водами существуют воды промежуточной зоны — субарктическая и субантарктическая поверхностные воды. При стыке Водных масс промежуточной зоны происходит опускание вод вдоль зоны конвергенции. Эту зону, или полярный фронт, можно рассматривать как район образования промежуточных Водных масс Мирового океана. Они холодные, имеют низкую соленость и отделяют верхнюю теплую водную сферу от нижней холодной. В Атлантическом океане наиболее распространенной промежуточной Водной массой является антарктическая промежуточная вода, образующаяся в пределах южного полярного фронта; она может быть прослежена «методом ядра» до 20° с. ш. Севернее этой широты существует срединный слой с неярко выраженным минимумом солености.
Субарктическая промежуточная вода встречается в более северных широтах, но она гораздо менее ярко выражена и не распространяется так широко, как антарктическая промежуточная вода.
Из-за мелководности Берингова пролива циркуляция между Северным Ледовитым океаном и северной частью Тихого океана ограничена; поэтому субарктическая промежуточная вода в Тихом океане имеет малое распространение Однако у побережья России происходит опускание вод и формирование промежуточной Водной массы, очень похожей на субарктическую; так как эта Водная масса неарктического происхождения, она названа северотихоокеанской промежуточной водой.
Глубинные и придонные воды образуются в полярных районах, наиболее активно — вокруг Антарктического материка и в районах, прилегающих к Южной Гренландии. Влияние Арктического бассейна на глубоководную циркуляцию Мирового океана незначительно вследствие отчлененности глубин Арктического бассейна подводными хребтами — порогами. Предполагают, что источником большей части глубинных и придонных вод является атлантический сектор Южного океана (море Уэдделла). Сильная глубоководная циркуляция приводит к тому, что влияние Атлантического океана ощущается в большинстве районов Мирового океана. Тихий океан не имеет больших источников глубинной воды, и поэтому поток ниже 2000 м, вероятно, слаб. Индийский океан имеет сложную систему глубинных вод, которая зависит скорее от смешения многих других Водных масс чем от образования типов Водных масс в результате термохалинных изменений.
Формирование водных масс происходит в соответствии с геофизическими условиями отдельных районов Мирового океана. В процессе генезиса значительные объемы воды приобретают набор характерных физико-химических и биологических свойств, который остается практически неизменным в пределах всего пространства их распространения.
Свойства
К основным свойствам водных масс относят соленость и температуру. Оба этих показателя зависят от климатических факторов, обусловленных географической широтой. Основную роль в изменении солености вод играют осадки и испарение. Температура находится под влиянием климата окружающих территорий и океанических течений.
Типы
В структуре Мирового океана выделяют следующие типы водных масс - придонные, глубинные, промежуточные и поверхностные.
Поверхностные массы образуются под влиянием осадков и пресных материковых вод. Этим объясняются постоянные изменения температуры и солености. Здесь же возникают волны и горизонтальные океанические течения. Толщина слоя составляет 200–250 метров.
Промежуточные водные массы расположены на глубине 500–1000 метров. Формируются они в тропических широтах, где наблюдается высокий уровень солености и испарений.
Формирование глубинных масс вызвано перемешиванием поверхностных и промежуточных водных масс. Такой тип воды встречается в тропических широтах. Скорость их движения по горизонтали может составлять до 28 км в час. Температура на глубинах более 1000 метров составляет примерно +2–3 градуса.
Придонные водные массы отличают очень низкие температуры, постоянный уровень солености и большая плотность. Эта разновидность вод занимает ту часть океана, которая находится глубже 3000 метров.
Виды
В зависимости от территориального расположения различают такие виды водных масс, как экваториальные, тропические, субтропические, умеренные и полярные.
Для экваториальных водных масс характерны: низкий уровень плотности и солености, высокая температура (до +28 градусов), пониженное содержание кислорода.
Тропические массы вод находятся в зоне влияния океанических течений. Соленость таких масс выше, поскольку испарения здесь преобладают над осадками.
На умеренные массы оказывают опресняющее воздействие реки, осадки и айсберги. Для этих широт характерна сезонная смена температур воды, а среднегодовая постепенно снижается в направлении полюсов от 10 до нуля градусов.
Уровень солености в полярных слоях достаточно низок, поскольку плавающий лед оказывает сильное опресняющее действие. При температуре около -2 градусов, морская вода средней солености замерзает (чем больше соленость, тем ниже температура замерзания).
Что такое водные массы?
Отвечая на вопрос, что такое водные массы, имеет смысл сказать о процессах, протекающих в переходных зонах между ними. При встрече масс происходит перемешивание вод, в то время как более плотные из них погружаются на глубину. Такие области называют зонами конвергенции.
В зонах дивергенции происходит расхождение водных масс, сопровождающееся подъемом вод с глубин.
Общая характеристика водных масс
Определение 1
Водная масса – это большой объем воды, имеющей свою температуру, соленость, прозрачность, плотность, количество содержащегося в ней кислорода.
Отличительной особенностью водной массы от воздушной является вертикальная зональность.
Между водными массами есть зоны фронтов Мирового океана, зоны раздела и зоны трансформации, которые отделяют их друг от друга и прослеживаются по возрастающим вертикальным и горизонтальным градиентам основных показателей.
Характеристики водных масс не постоянны и подвергаются как сезонным, так и многолетним колебаниям.
Водные массы при перемещении из района формирования трансформируются и перемешиваются с окружающими водами, в силу изменения условий теплового и водного балансов.
Водные массы могут быть первичные и вторичные. Первичными являются те водные массы, признаки которых формируются непосредственно под влиянием атмосферы.
Вторичные водные массы формируются путем перемешивания первичных, поэтому имеют более однородные признаки.
Первичные водные массы являются поверхностными и в вертикальной структуре Мирового океана располагаются до глубины 150-200 м.
Глубина подповерхностных вод, образованных первичными и вторичными водными массами, располагается от 200 м до 400-500 м.
Водные массы промежуточные – это тоже первичные и вторичные водные массы в вертикальной структуре находятся на глубине от 400-500 м до 1000-1500 м.
Есть ещё глубинные водные массы, которые являются вторичными и находятся на глубине до 2500-3000 м.
Вторичные придонные водные массы в вертикальной структуре располагаются на глубине ниже 3000 м.
Для каждого океана есть водные массы, характерные только для них.
В целом специалисты выделяют пять типов водных масс, формирующихся в поверхностной структурной зоне:
- экваториальные;
- тропические, подразделяемые на северные тропические и южные тропические, модификацией которых являются воды Аравийского моря и Бенгальского залива;
- северные и южные субтропические;
- субполярные, где выделяются субарктические и субантарктические;
- полярные водные массы, включающие в свой состав антарктические и арктические водные массы.
Мировой океан и его тепловой режим
Суммарная солнечная радиация является основным источником тепла, поступающего на поверхность Мирового океана.
Воды рек, «дыхание» материков, морские течения и господствующие ветры относятся к дополнительным источникам перераспределения тепла.
Поверхность Мирового океана, занимающего 71% поверхности Земли, представляет собой огромный аккумулятор тепла, поскольку вода является самым теплоемким телом, и он выполняет функции терморегулятора Земли.
В среднем температура поверхностных вод выше средней годовой температуры воздуха на 3 градуса.
Температура поверхностных вод Северного полушария тоже выше на 3 градуса по сравнению с Южным полушарием.
На глубину тепло передается очень мало, поскольку вода обладает малой теплопроводностью.
Замечание 1
Таким образом, Мировой океан является холодной сферой со средней температурой +4 градуса.
В связи с зональностью температура поверхностных вод меняется от экватора к полюсам планеты. Чем дальше от экватора, тем температура поверхностных вод становится ниже.
Самые высокие температуры поверхностных вод наблюдаются в экваториальной области планеты и составляют +26 градусов.
В умеренных и тропических широтах происходит нарушение зональной закономерности температуры.
В тропической полосе в западной части океанов проходят теплые течения, поэтому температура воды в этих районах будет на 5-7 градусов выше по сравнению с восточными районами, где проходят холодные течения.
В умеренных широтах происходит понижение температуры поверхностных вод в сторону полюсов. Причем опять эту закономерность в Северном полушарии нарушают течения.
Благодаря теплым течениям восточная часть океанов имеет весь год положительную температуру, в то время как холодные течения на западе океанов приводят к замерзанию воды – в Атлантическом океане вода замерзает севернее полуострова Новая Шотландия, а в Тихом океане – замерзание происходит севернее Корейского полуострова.
В холодных высоких широтах температура воды во время полярного дня доходит до 0 градусов, а в зимний период подо льдом она составляет -1,5…-1,7 градуса.
В весенний период прогревание воды замедляется, потому что много тепла расходуется на таяние льда. Температурные колебания воды в течение суток всюду незначительные и не превышают 1 градуса.
Все океаны имеют по вертикали два основных слоя, исключение составляют высокие широты – теплый поверхностный слой и простирающийся до дна мощный холодный слой.
Между этими слоями располагается главный термоклин, где происходит резкое понижение температуры на 10-12 градусов.
В поверхностном слое выравнивание температуры происходит благодаря конвекции.
В полярных и субполярных широтах температура по вертикали распределяется по-другому: до глубины 100 м располагается холодный верхний тонкий слой с температурой 0…-1,5 градуса. Этот опресненный слой образуется благодаря таянию материковых и речных льдов.
До глубины 500-800 м происходит повышение температуры в среднем на 2 градуса. Происходит это в результате притока более соленых и плотных вод из умеренных широт. Затем температура снова понижается и у дна достигает отрицательных значений.
В Арктическом бассейне, как отмечают специалисты, с глубины 800-1000 м формируется огромная водная масса, которая до дна имеет отрицательную температуру от -0,4 до -0,9 градуса.
Вертикальное изменение температуры воды сильно сказывается на ряде природных процессов и органической жизни обитателей океанов.
Из всех океанов планеты самый теплый – Тихий океан, со средней температурой поверхностных вод +19,1 градуса. Самый холодный – Северный Ледовитый океан, покрытый весь льдами, кроме Норвежского и частично Баренцева морей.
Мировой океан – среда жизни
Живые организмы в Мировом океане существуют от поверхности до самого дна, концентрация живого вещества приурочена к водно-поверхностному и донному слоям.
В связи с благоприятными условиями в океане обитают самые разнообразные бактерии, три четверти животных и половина растительного мира планеты.
Обитатели океана, исходя из образа жизни, делятся на три группы – нектон, планктон, бентос.
Представителями нектона являются рыбы, ластоногие, киты, морские змеи, черепахи, дельфины, кальмары и др.
Фитопланктон и зоопланктон объединяются в группу планктон – это мелкие растения и животные, пассивно переносимые водой.
К фитопланктону относятся микроскопические водоросли верхнего освещенного слоя воды, являющиеся источником кислорода и важным звеном пищевой цепи.
Зоопланктон представляют черви, мелкие рачки, медузы, ракообразные и некоторые моллюски. Пищей для них является фитопланктон, а зоопланктон, в свою очередь, кормовая база для рыб и китообразных.
Группа бентос являются обитателями дна – одни из них кораллы, моллюски, иглокожие, водоросли, никогда от него не отделяются, а другие представители этой группы могут покидать дно – например, камбала, скаты.
Бентос населяет материковую отмель, потому что сюда поступает основная масса органических остатков.
Общая биомасса составляет 35 млрд. тонн – доля животных составляет 32,5 млрд. тонн, доля водорослей – 1,7 млрд. тонн.
Loading...