авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 14 |

«ю. в. и с т о ш и н О К ЕА Н О Л О ГИ Я Д опу щ е н о Главным управлением ...»

-- [ Страница 10 ] --

§ 11. Значение изучения ледяного покрова В настоящее время большое внимание уделяется изучению динамики ледяного покрова океанов и морей. С этой целью рядом стран, и в первую очередь Советским Союзом, ведутся систематические наблюдения н1ад льдами всеми имеющимися в распоряжении средствами [наблюдения береговых и судовых гидрометстанций, авиаразведки, искусственные спутники Земли (И С З), подвоДные лодки, специальные экспедиции]. В Север­ ном Ледовитом океане в течение ряда лет Арктический и Ан­ тарктический научно-исСледовательский институт Гидромет службы СССР организует на арктических льдах дрейфующие станции «Северный полюс», ведущие большой комплекс науч­ но-исследовательских работ.

Изучение динамики арктических льдов важно во многих от­ ношениях. Большое научное и практическое значение имеет во­ прос о выносе морских льдов и айсбергов из Полярного бас­ сейна в прилегающие моря и Атлантику. В результате динами­ ческих процессов в Арктике происходит образование так называемых ледовых массивов, колебания в местоположении и мощности которых необходимо учитывать в полярных плава­ ниях. В последние 10 лет большие исследования ледового ре­ жима проведены ААНИИ в Антарктике.

Авиаразведки и наблюдения с ИСЗ дают возможность по­ лучать площадные съемки состояния ледяного покрова и изу­ чать его изменения во времени. Результаты этих работ исполь­ зуются при составлении ледовых прогнозов на морях СССР, а также при непосредственном обеспечении проводок судов по трассе Северного морского пути.

Изучаются также физико-химические и механические свой­ ства морских льдов, однако этому вопросу уделяется в общем недостаточное внимание.

Изучение процесса образования, развития и исчезновения ледяного покрова, его динамики имеет важное значение для мо­ реплавания. Достаточно сказать, что льды затрудняют навига­ цию, в битых льдах даж е средней сплоченности судоводитель вынужден маневрировать, на что тратится значительное время и большое количество горючего;

для проводки судов в тяже­ лых льдах требуется помощь мощных ледоколов. В ряде слу­ чаев суда лишаются хода и вынуждены дрейфовать вместе ср льдами, что иногда приводит к авариям или гибели судна.

Для предупреждения о возможной встрече с айсбергами ряд.

стран несет патрульную службу в Северной Атлантике («ледо­ вый патруль»), Г Л А В А XIV ВОДНЫЙ БАЛАНС ОКЕАНОВ И МОРЕЙ § 1. Определение водного баланса Средний уровень Мирового океана в течение ряда лет ос­ тается практически неизменным, а следовательно, и объем его вод также не меняется. Это обстоятельство дает основание ут­ верждать, что, сколько воды океан теряет, столько же и полу­ чает обратно: никакого систематического прибавления воды от года к году или ее убыли в Мировом океане не происходит.

Расходной статьей водного баланса является испарение воды с поверхности океана. Приходные статьи две: осадки и речной сток. Конденсация паров обычно в расчет не - принимается по причине ее малой величины. Таким образом, количество испа­ рившейся воды должно равняться количеству осадков, выпа­ дающих на поверхность океана, плюс количество пресных вод речного стока всех континентов и островов. Это утверждение справедливо для Мирового океана, рассматриваемого в це­ лом;

для отдельных океанов и различных лет, тем более морей, оно, как правило, не соответствует действительности. Превы­ шение испарения над осадками и речным стоком в отдельно взятом океане или море, свободно сообщающемся с океаном, должно компенсироваться соответствующим количеством воды, доставляемым в океан или море из соседних водоемов. Превы­ шение осадков и речного стока над испарением должно сопро­ вождаться оттоком вод в соседние бассейны, с которыми океан или море имеет непосредственную связь.

Для изолированных морей, таких как Каспийское, испаре­ ние в отдельные годы может быть больше или меньше суммы осадки плюс речной сток. А так как водообмена с соседними морями нет, то уровень таких морей подвержен значительным колебаниям от года к году.

§ 2. Уравнение водного баланса Мирового океана и его отдельных частей (океанов и морей) С поверхности океана непрерывно испаряется огромное ко­ личество воды, которое переносится в другие районы океана и на сушу в виде паров, а затем выпадает в виде атмосферных осадков: дождя, снега, града. Осадки, выпадающие на поверх­ ность суши, вновь возвращаются в океан либо путем поверх­ ностного или подземного стока, либо в виде осадков, образо­ вавшихся из паров воды, вновь испарившейся с суши. По­ скольку уровень Мирового океана и объем его вод остаются неизменными, можно составить равенство следующего вида:

Г 0 = 0 0 + 5Л где Wo — испарение с поверхности океана, 0 0 — осадки, выпа­ дающие на поверхность океана, Sc — сток рек с поверхности суши (подземный сток во много раз меньше стока рек, поэтому им можно пренебречь).

При рассмотрении водного баланса конкретного океана (моря или залива) необходимо также учитывать водообмен с соседними бассейнами, поэтому уравнение водного баланса 1 П и в в д эоорвнта ееонеклчсв пенх вд псу р ы о е тг аесв жгдо оието рсы о, от­ п ю и военврзлтт тяи асегв сиаоьр в ы клчсв а щ х ка еуьае аня йбро, чтлс а н м оиету оакв р с о у м х н орзвне лдио, р ж а щ х асег, чо сдо, а х д е ы а баоаи енкв о д ю и йбри т пзоят н уиыаь эи поес пи пдчт вдоо блна М р ­ овле е чтвт т рцсы р осее онг аас и о вг оен.

оо каа должно быть дополнено еще одним слагаемым В, учитываю­ щем водообмен:

^ 0 = Ом 5 с 5, + + где Ом—-осадки, выпадающие на поверхность данного бас­ сейна, В — разность между количеством воды, поступившей в данный океан или море из соседних водоемов, и количеством воды, ушедшей из океана (моря) в соседние водоемы.

Для морей замкнутых, не связанных с океаном, последнее слагаемое равно нулю.

§ 3. Водный баланс суши и всего земного шара В свою очередь вся поверхность суши может быть разделена на сточные области, с которых воды стекают в океан, и бес­ сточные области, не имеющие стока вод в океан. Примером по­ следних служит Арало-Каспийская низменность. Для сточных и бессточных областей также можно получить уравнение водного баланса. Поверхность суши получает воду почти исключительно от атмосферных осадков Ос, а теряет ее только путем испаре­ ния Wс и речного стока 5 С Поэтому для сточных областей.

уравнение водного баланса можно записать в виде W c = Oc - S c.

Для бессточных областей среднее и многолетнее количество осадков равно количеству воды, испарившейся с их поверх­ ности:

W 6 = 0 6.

Сложив уравнения водного баланса для океана, сточных об­ ластей суши и бессточных областей, можно получить уравне­ ние водного баланса для поверхности всего земного шара:

+ w c + w 6 = о 0+ о с + о б, или W = 0.

Из этого уравнения следует, что испарение со всей поверх­ ности земного шара W равно количеству осадков, выпадаю­ щих на ту же поверхность О.

§ 4. Величины составляющих водного баланса Чтобы составить общее представление о конкретных вели­ чинах составляющих водного баланса Мирового океана и всего земного шара, можно обратиться к расчетам, выполнен­ ным М- И. Львовичем и М. И. Будыко. По их данным, общее количество воды, испаряющейся с поверхности океана, состав­ ляет 448 000 км3. Если это количество воды распределить равномерным слоем по поверхности океана, то высота этого слоя составит 1,2 м. На поверхности океана в виде осадков выпа­ дает 412 000 км3, или слой толщиной 1,1 м. Речной сток в океан составляет 36 000 км3, или слой толщиной 0,1 м.

Таким образом, водный баланс океана за многолетний пе­ риод может быть записан в виде 448 000 км? = 412 000 км 3+ 36 000 км 3.

На поверхность суши выпадает 99 000 км3 осадков, т. е. слой толщиной 0,850 м. Сток равен 36 000 км3, а испарение с суши составляет 63 000 км3.

Водный баланс суши представляется следующим равенством:

99 000 км 3= 36 000 кмл+ 63 000 км 3.

В бессточных областях выпадает и испаряется 8 000 км воды.

Общий водный баланс земного шара будет выражаться ра­ венством 448 000 /ел*3- |- 63 000 км 3-f- 8 000 км 3= 412000 км 3-j -)- 99 000 км3-{- 8 000 км 3, или 519000 л 3 = :л 519 000 к м 3.

§ 5. Определение составляющих водного баланса Определить величины всех составляющих водного баланса — задача очень трудная. Прямых измерений испарения и осад­ ков в открытом океане (море) за очень редким исключением не производится. При определении этих составляющих водного •баланса приходится прибегать к расчетным способам или экс­ траполировать и интерполировать на акватории бассейна ре­ зультаты наблюдений на береговых и островных станциях. Не­ сколько лучше обстоит дело с определением величины речного стока.. Но и эта составляющая баланса определяется прибли­ женно, так как на большинстве средних и малых рек земного шара не ведутся регулярные измерения расхода воды на за­ мыкающих створах (в устьях). И совсем нет систематических наблюдений за водообменом данного океана (моря) с сосед­ ними бассейнами. При ориентировочных подсчетах водообмена через проливы, соединяющие море с соседними водоемами, при­ ходится пользоваться либо эпизодическими наблюдениями за течениями в этих проливах, либо определять течения динами­ ческим методом, что для мелководных проливов приводит к большим ошибкам.

Если для каждого месяца имеются судовые гидрометеоро­ логические наблюдения, более или менее равномерно распре­ деленные по акватории моря, то для подсчета количества испа­ рившейся с поверхности данного моря воды можно восполь­ зоваться формулой В. С. Самойленко:

E = B hW h(F 0- f h), где Е — испарение с поверхности моря в см/сутки, В;

г— коэф­ фициент испарения (табл. 130 «Океанологических таблиц»

1957 г.), Wh — скорость ветра (м/сек) на высоте h м над по­ верхностью моря, F0— упругость насыщающего пара при тем­ пературе поверхности моря в мб, fh — упругость водяного пара в мб на высоте h м при температуре воздуха в момент наблю­ дений, h — высота наблюдений в м.

Величина F0— fh определяется с помощью психрометриче­ ских таблиц (последних выпусков, где величины даны в мил­ либарах).

Обычно подсчет количества испарившейся воды ведется для определенных «квадратов», например 1° широты на 1° дол­ готы, что позволяет определить величину испарения за каждый месяц для каждого «квадрата».

Пример, h = 2 м, Wh = 4 м/сек, F0— f h= 3 мб.

Из табл. 130 «Океанологических таблиц» Бл. = 0,014. По фор­ муле ’=0,21 см/сутки.

Для подсчета месячных сумм осадков можно воспользо­ ваться формулой Н. А. Белинского Р = kE ta — 8D — 0.25D 2, где.Р — количество осадков в мм за месяц, Eta — максималь­ ная упругость водяного пара в мм, вычисленная по темпера­ туре воздуха на уровне наблюдений, D — дефицит влажности воздуха в мм, k — коэффициент, равный в среднем для океана 6*3, E ta и D подсчитываются по психрометрическим таблицам старых выпусков, где они даны в мм ртутного столба.

Таким образом, формула Н. А. Белинского позволяет при­ ближенно рассчитывать месячные суммы осадков по средним для моря значениям температуры и влажности воздуха и тем­ пературы поверхности воды.

Величина k зависит от температурной неоднородности под­ стилающей поверхности. Для Каспийского моря, по О. И. Ше­ реметьевской и К. И. Смирновой, этот коэффициент равен А = 3,2 + 0, 4 0 0. - О, где tw — ta — разность средних месячных температур воды и воздуха.

Величина речного стока определяется путем суммирования соедних месячных расходов воды всех значительных рек, на которых имеются измерения расходов воды в устьевых участ­ ках. Расход малых рек при отсутствии наблюдений рассчиты­ вается приближенно. ‘ Среднюю месячную величину суммарного стока всех рек, впадающих в данное море, выраженную в кубических метрах, •следует разделить на площадь моря, выраженную в квадрат­ ных метрах. В результате получим слой стока на поверхность моря в метрах.

Подсчет прихода-расхода вод через проливы возможен лишь в том случае, когда море сообщается с соседним бассейном од­ ним или несколькими проливами, в которых проводились на­ блюдения за скоростью течений (Черное, Средиземное, Бал­ тийское, Белое). Для морей Охотского, Берингова, Баренцева такой расчет водообмена чрезвычайно затруднен.

§ 6. Сезонные изменения составляющих водного баланса При расчетах испарения и осадков приходится пользоваться данными о температуре воздуха и воды — элементов с четко выраженным годовым ходом. В связи с этим указанные состав­ ляющие баланса подвержены значительным сезонным измене­ ниям. В колебаниях испарения большое значение имеет сила ветра. Во многих районах умеренных и высоких широт сила ветра резко возрастает осенью и зимой. В эти сезоны соответ­ ственно возрастает испарение.

В указанных широтах также резко меняется в течение года и величина речного сока. Зимой осадки в виде снега не участ­ вуют в стоке, реки питаются в основном за счет грунтовых вод, в результате чего величина стока резко падает. Весной, в по­ ловодье, сток, напротив, максимальный.

Подвержен сезонным колебаниям и водообмен моря с со­ седними бассейнами. Это особенно характерно для морей •с муссонным характером ветров, при котором ветры зимой и летом имеют противоположное направление.

§ 7. Значение изучения водного баланса океанов и морей Одновременно с расчетом водного баланса решается основ­ ная задача гидрометеорологической науки: обмен влагой и теплом между морем и атмосферой (задача о тепловом ба­ лансе атмосферы и океана). Поэтому без изучения водного ба­ ланса Мирового океана нельзя решать и задачу о тепловом балансе. А это в свою очередь является основной предпосылкой для изучения климата земного шара и успешного решения проблемы морских прогнозов и прогнозов погоды.

Для морей, не сообщающихся с океаном, таких как Кас­ пийское и Аральское, расчеты водного баланса имеют особое практическое значение. Для этих морей колебания водного ба­ ланса, связанные, например, с изъятием речного стока, при­ водят к существенным колебаниям уровня. Знание всех состав­ ляющих водного баланса таких морей совершенно необходимо при осуществлении планов регулирования их водного режима (t6poc вод из соседних водосборных бассейнов и т. п.).

: Изучение водного баланса практически необходимо и для некоторых морей, водообмен которых с океаном затруднен (на­ пример, для Азовского). Резкое уменьшение речного стока в Iэто море приведет к повышению его солености. Для предот­ вращения вероятного осолонения разрабатываются проекты, позволяющие стабилизировать соленость на определенном уровне (дамба в Керченском проливе и т. д.).

Г Л А В А XV ЖИВОТНЫЙ И РАСТИТЕЛЬНЫЙ МИР ( ОКЕАНОВ И МОРЕЙ § 1. Понятие о биологических процессах в море и их взаимосвязь с гидрометеорологическими явлениями Под биологическими процессами подразумеваются все про­ явления жизни на всех ее стадиях: зарождения, развития и отмирания. Согласно Ф. Энгельсу, жизнь — это способ суще­ ствования белковых тел, существенной особенностью которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внеш­ ней средой. Обмен веществ представляет собой сложный про­ цесс, одной стороной которого является использование живым телом организмов внешних по отношению к нему веществ или условий (ассимиляция).

Процесс ассимиляции у растений сводится в основном к синтезу органических соединений. Так, зеленые растения в присутствии света ассимилируют углеводы из углекислоты с ;

помощью хлорофилла. Далее, используя синтезированные ими углеводы и соли азотной кислоты, растения осуществляют синтез белков. Другими словами, растения способны к постро­ ению органических соединений из неорганических. Этими же свойствами обладают некоторые бактерии, синтезирующие уг­ леводы из углекислоты и воды. Вместо энергии света бактерии используют энергию окисления различных химических веществ (азота, серы и т. п.).

За счет организмов, синтезирующих органические соедине­ ния из неорганических, существуют другие организмы, исполь­ зующие первые в качестве пищи (животные).

Другой стороной биологического обмена веществ является разрушение органических веществ (диссимиляция). Основной формой диссимиляции является дыхание с конечными продук­ тами— водой, углекислым газом и аммиаком, выделяемыми из организма по мере их накопления. Обе стороны процесса не­ разрывно связаны между собой и находятся в единстве.

В результате обмена веществ осуществляется непрерывное обновление живого тела и доставляется необходимая энергия для всех его жизненных процессов. Именно обмен веществ со­ ставляет основу всех главнейших свойств живых тел: раздра­ жимости, подвижности, роста, размножения и угасания.

Во внешней среде живые тела находят необходимые для их существования вещества и условия, и во внешнюю среду они выделяют побочные продукты своей жизнедеятельности. Ха­ рактер и уровень обмена веществ живого тела зависят от вза­ имоотношений организма и окружающей его внешней среды.

Среди внешних для организма условий среды существен­ ное значение имеют гидрометеорологические факторы. Напри­ мер, проникновение светй в толщу вод связано с прозрач­ ностью морской воды, а от этого фактора зависит жизнеде­ ятельность растительных организмов. Для жизни растения необходимы некоторые питательные соли — нитраты (соедине­ ния азотной кислоты), нитриты (соли азотистой кислоты) и фос­ фаты (соли фосфорной кислоты), находящиеся в морской воде в относительно малом количестве. В глубинных слоях оке­ ана этих солей больше, чем в поверхностных, где они к тому же усиленно потребляются растениями. Поступление этих со­ лей в поверхностные слои океана осуществляется с береговым стоком, а главным образом вследствие выноса к поверхности глубинных вод, происходящего в результате осенне-зимней кон­ векции, турбулентных движений в гидросфере и явления ди­ вергенции, т. е. в результате гидрометеорологических факторов.

Для дыхания живых организмов необходим кислород, рас­ творенный в морской воде. В воду он поступает из двух источ­ ников: из атмосферы путем диффузии, вместе с атмосферными осадками, в результате волнения, конвекции и нисходящих по­ токов вод в зонах конвергенций и от фотосинтетической деятель­ ности растений (как побочный продукт). В первом случае это поступление всецело определяется гидрометеорологическими факторами.

В свою очередь жизнедеятельность организмов оказывает большое влияние на физико-химические свойства вод океанов и морей. Организмы извлекают из морской воды большое ко­ личество углекислого кальция, кремния, идущих на постройку их скелетиков, в результате чего эти вещества, поступающие в морскую воду с речным стоком, находятся в устойчивом ба­ лансе. Академик В. И. Вернадский приходит к выводу, что вода Мирового океана, в том виде как она сейчас есть, обра­ зовалась под воздействием живых существ.

§ 2. Жизнь в море. Значение органической жизни в круговороте веществ в море Живые-организмы, обитающие на земном шаре, подразде­ ляются на два огромных и разнообразных мира — растений и животных. Это — две совершенно различные по своим жизнен­ ным отправлениям формы жизни на Земле.

Мир растений и животных подразделяется на типы, типы — на классы, классы-— на отряды (или порядки у растений). З а ­ тем идут семейства, роды и виды.

У растений насчитывается 17 типов растительных организ­ мов, одним из них является тип бактерий. К типам расте­ ний относятся также водоросли: 1) зеленые, 2) разножгути­ ковые, 3) диатомовые, 4) бурые, 5) красные, 6) сине-зеле­ ные.

Характерными чертами растительной формы жизни яв­ ляется способность созидать органическое вещество из неорга­ нического в процессе фотосинтеза, прикрепленность большин­ ства растений к месту своего обитания, наличие у клеток, из которых сложены растения, плотных целлюлозных оболочек и поступление питательных веществ через большую часть поверх­ ности тела осмотическим путем.

В процессе фотосинтеза растения создают из углекислого газа и воды органические вещества (углеводы), идущие на по­ строение органов растения и поддержание его жизнедеятель­ ности. Исходные продукты фотосинтеза — углекислый газ и вода — представляют собой продукты полного окисления угле­ рода и водорода. В результате фотосинтеза происходит процесс восстановления углерода [образуются углеводы — простейший сахар, глюкоза Сб(Н20 ) 6] и процесс разложения воды. При фотосинтезе солнечная энергия преобразуется в химическую, которая в связанном виде запасается в органических вещест­ вах. Восстановленный углерод входит в состав органического вещества, а освободившийся при разложении воды кислород выделяется из клеток растения в морскую воду.

При дыхании растений происходит обратный процесс окис­ ления восстановленного углерода, причем образуется углекис­ лый газ и вода, а связанная в результате фотосинтеза энергия освобождается и используется растением для всех процессов его жизнедеятельности. При свете дыхание растения перекры­ вается противоположным процессом — фотосинтезом. В тем­ ноте осуществляется чистое дыхание растения. Так происхо­ дит биологический круговорот газов в морской воде.

Животные не способны к синтезу органических веществ.

Для растительноядных животных пищей служат сами расте­ ния, а плотоядные животные питаются растительноядными.

Таким образом, источником питания для всех животных служат органические вещества, синтезируемые растениями в процессе фотосинтеза.

Цикл круговорота органических веществ, начатый в про­ цессе фотосинтеза, заканчивается разложением морских рас­ тений и трупов животных бактериями, в результате которого органические вещества снова переходят в неорганические.

Так происходит круговорот веществ в морской воде.

Все живые существа в море делятся на планктон, нектон и бентос. Планктоном называются организмы, в большинстве своем мелкие, пассивно переносимые водой во взвешенном со­ стоянии. Основную массу планктона составляют одноклеточ­ ные водоросли (фитопланктон), одноклеточные или мелкие многоклеточные животные — инфузории, мелкие ракообразные, яйца и личины животных (зоопланктон).

Крупные организмы, способные активно передвигаться на значительные расстояния, например рыбы, называются не­ ктоном.

Организмы, живущие на дне (на грунте или внутри его), называются бентосом.

Живые организмы заселяют Мировой океан от поверхно­ сти до самого дна. Только растения, нуждающиеся в свете, обитают в верхнем 150—200-метровом слое, а животные рас­ пространены во всей толще воды.

§ 3. Растительный мир Из 33 классов растений, обитающих на земном шаре, только в Мировом океане обитают 5 классов и еще 10 классов живут как в морских, так и в пресных водах. Среди морских расте­ ний как по количеству видов, так и по массе доминирующая роль принадлежит одноклеточным растениям, настолько малым по размерам, что их нельзя видеть простым глазом. Однако количество их в морской воде при благоприятных условиях чрезвычайно велико. В 1 ж3 воды могут находиться десятки миллионов одноклеточных водорослей. Среди последних рас­ пространены жгутиковые, главным образом перидинеи (рис. 83).

В Мировом океане насчитывается около 2000 видов жгути­ ковых, причем в северном полушарии их 1800 видов и из них 1100 перидиней. Особого развития они достигают в теплых во­ дах. Перидинея имеет целлюлозную двухстворчатую раковину, в которую заключено тельце-клетка. После смерти перидиней эти раковины быстро растворяются в морской воде, так и не достигнув дна, так как их не налодят в морских отложениях.

Все перидинеи являются планктонными формами и оби­ тают в толще верхнего 100—200-метрового слоя моря, куда проникает свет. Они находятся во взвешенном состоянии, до­ вольно пассивны и не могут активно передвигаться в воде, хотя наличие одного или нескольких отростков-жгутиков— дает им возможность совершать небольшие перемещения в про­ странстве. Жгутиковые составляют для многих мелких живот­ ных основу питания.

Жгутиковые имеют в своем теле пигмент хлорофилл и об­ ладают способностью продуцировать органическое вещество из неорганического, но некоторые из них, подобно животным, пи­ таются готовыми органическими веществами. Эти формы стоят на грани растительного и животного мира. Среди перидиней имеются более крупные формы, например ноче светка. Ее можно видеть простым глазом. Ночью она, как и многие другие, перидинеи, может све­ титься. Ночесветка рас­ пространена в Черном море.

Некоторые жгутико­ вые живут колониями.

Так, например, мелкая одноклеточная водоросль феоцистис образует слизи­ стые шаровидные коло­ нии, придающие морской воде бурый оттенок и не­ приятный запах. Многие Р с 83. П р д н и пи б л ш м уеи и. е и и е р о ь о вл­ рыбы, в том числе сельдь, чни еи.

избегают мест с бурным развитием феоцистиса.

Большое значение в жизни моря имеют диатомовые водо­ росли. Это в основном одноклеточные растения, лишь у немно­ гих видов диатомовых клетки соединены между собой в виде цепочек, дисков или звездочек.

Клетка-тельце диатомовой водоросли обычно заключена в две створки из кремнезема. Диатомовые очень малы по раз­ мерам и большинство из них невидимы без микроскопа. В от­ личие от перидиней, диатомовые обитают.не только в верхнем слое моря, но и живут на дне в районе мелководий на глуби­ нах, куда проникает свет. Если перидинеи предпочитают тепн лые воды, то диатомовые приурочены в основном к умеренным и холодным зонам океана. Кремнеземные скелетики диатомо­ вых плохо растворяются в воде, в результате чего они дости­ гают дна глубокого моря и образуют большие отложения диа­ томовых илов. Наряду с перидинеями диатомовые водоросли являются основными производителями органического веще­ ства и основной пищей мелких животных.

21 Ю. В. Истошин В море обитают еще сине-зеленые и кремнежгутиковые во­ доросли. В большинстве своем это также одноклеточные ор­ ганизмы.

Сине-зеленые водоросли— наиболее просто организованные растения: в их телах-клетках нет разделения;

на протоплазму и ядро и нет обособленных носителей пигментов-хроматофоров, хотя сам пигмент хлорофилл имеется. Тельце одноклеточ­ ных сине-зеленых водорос­ лей заключено в целлюлоз­ ную оболочку. Внутри клет­ ки имеются мелкие газовые пузырьки-вакуоли, даю­ щие возможность водорос­ лям держаться в морской воде во взвешенном состоя­ нии. Хотя число видов сине зеленых водорослей в океа­ не невелико, количество особей их может быть огром­ ным. В-Красном море иногда получает интенсивное раз­ витие особый вид сине-зеле ной водоросли триходесмии, имеющей красный оттенок, окрашивающей воду в крас­ ный цвет.

Среди сине-зеленых во­ дорослей встречаются мно­ гоклеточные (нитчатые) и колониальные формы. Все они приурочены к прибреж­ ной полосе океанов и морей Р с 84, Б р я вдрсь л м н р я и обладают ярко-зеленым и. у а ооол а и а и.

цветом.

Среди зеленых водорослей также имеются одноклеточные организмы, но особое значение имеют многоклеточные круп­ ные формы. Эти последние в большинстве своем приурочены к самому верхнему слою моря (до 15 м).

Из многоклеточных растений в океане представлены круп­ ные по размерам бурые и красные водоросли. Особо крупные бурые водоросли: ламинарии (морская капуста), фукусы, сар гассумы, макроцистисы, нереоцистисы, алярии, лессонии при­ крепляются корнеобразными выростами к морскому дну, но, в отличие от корней наземных растений, функция этих вырос­ тов ограничивается только прикреплением к твердому суб­ страту.

У побережья Южной Америки и в северной части Тихого океана встречаются макроцистисы, нереоцистисы и лессонии, достигающие гигантских размеров (некоторые до 120, а иногда до 200 м). Бурые водоросли преобладают в умеренных и хо­ лодных морях, где у берегов они образуют огромные заросли:

здесь широко распространены ламинарии (рис. 84) и фукусы, а в теплых водах — саргассумы, которых особенно много в Сар гассовом море (в свободно плавающем виде).

Бурые водоросли в основной своей массе распространя­ ются до глубины 15—20 м.

Красные водоросли (багрянка) живут и на больших глуби­ н а х — до 100— 120 м. В океане их более 2500 видов. Типичным представителем багрянок может служить анфельция и филло­ ф ора— основное сырье для производства агар-агара. Филло­ фора очень распространена в северо-западной части Черного моря (на глубинах 30—50 ж).

Все рассмотренные выше формы растений относятся к низ­ шим растениям, но в Мировом океане встречаются и высшие (цветковые) растения (около 30 видов). Из них наиболее из­ вестна зостера («морская трава», или камка). Она распро­ странена у побережья Северного Атлантического океана, где служит объектом промысла.

Бактерии—-один из типов растений — представляют собой микроскопические одноклеточные организмы. Их размер обычно колеблется от 0,2 до 5 микрон. Бактерии не имеют кле­ точного ядра и пигмента хлорофилла, что отличает их от большинства р а с т е н и й К л е т к а бактерии имеет плотную по­ лупроницаемую оболочку. Большинство бактерий питается ос­ мотическим путем. Эти обстоятельства роднят их с растениями, хотя некоторые из бактерий родственны грибам, а другие — одноклеточным животным.

Бактерии делятся на две группы: 1) способные развиваться только при наличии кислорода (аэробные) и 2) не требующие свободного газообразного кислорода (анаэробные). Необхо­ димый для дыхания кислород анаэробные бактерии получают в процессе разложения органических веществ.

Бактерии разлагают растительные остатки и трупы живот­ ных. Клетчатка растений разлагается с образованием угле­ кислоты.

Белки остатков растений и животных разлагаются гнилост­ ными бактериями с образованием аммиака.

Нитрифицирующие бактерии переводят соли аммония в нит­ риты, а затем в нитраты. Напротив, денитрифицирующие бак­ терии восстанавливают нитраты до газообразного азота. Д ру­ гие бактерии восстанавливают соединения фосфора и серы.

1 П э о уи чсов д л ю во о у гуп ( и ) ж в х огнзо о т м х ат ы е я т с б ю рпу т п и ы раимв ин п и и л ю км р рсеи.

е р ч с я т и у атнй 21* Железобактерии образуют на дне морей конкреции. Ж изнеде­ ятельность некоторых бактерий приводит к осаждению из мор­ ской воды солей кальция.

Таким образом, роль бактерий в круговороте веществ в Ми­ ровом океане исключительно велика.

§ 4. Животный мир океанов и морей Мир животных организмов Земли разделяется на 11 типов:

простейшие, губки, кишечнополостные, черви (3 типа) и черве­ образные, моллюски, ‘ членистоногие, иглокожие и хордовые.

Р с 85. Ф р м н ф р.

и. оаииеы Все эти типы животных подразделяются на 65 классов;

подав­ ляющее большинство из них — коренные обитатели моря.

Только 8 классов (4 класса позвоночных, насекомые и часть паукообразных) живут на суше.

Простейшие одноклеточные животные — корненожки фора минифёры (рис. 85) и радиолярии — играют важную роль в жизни моря.

Скелеты и раковины фораминифер состоят чаще всего из углекислого кальция (известковые). Около 30% площади Ми­ рового океана до глубин 5—6 тыс. м покрыто глобигериновым илом, состоящим в основном из раковин фораминифер.

Фораминиферы живут в подавляющем большинстве на дне океана (около 1200 видов) и только 26 видов, обладающих особо тонкой раковиной, живут в толще вод, но именно они развиваются в особенно больших количествах. Питаются фо­ раминиферы органическими остатками.

Радиолярии обладают особо тонким кремневым скелетом.

Они преимущественно живут в толще вод. Радиоляриевым илом Р с 86. К е н в е « т к я н е гби и. р м е ы с е л н ы » ук.

покрыто 35% площади Мирового океана. Он залегает на глу­ бинах 4—8 тыс. м.

Губки — типично донные многоклеточные морские существа.

В Мировом океане их обитает около 500 видов. Ведут непод­ вижный образ жизни. Одиночные экземпляры мелкие (до 2— 3 см)_, большинство губок живут колониями, которые могут до­ стигать 1,5 м в высоту и 75 см в поперечнике. Губка имеет форму цилиндра или бокала. Стенки губок обладают много^ численными порами, через которые губки непрерывно засасы­ вают воду вместе с частицами ила, бактериями и самыми мел­ кими животными,;

служащими губке пищей. Внутри губки имеется скелет, состоящий из отдельных скрепленных друг с другом иголок. Скелеты губок бывают известковые, из крем­ незема или из особого рогового вещества. Роговые губки слу­ жат объектом промысла и употребляются для мытья. На ма­ лых глубинах живут преимущественно грубые известковые губки, на больших (до нескольких тысяч метров) обитают не­ прочные кремневые (стеклянные) губки (рис. 86).

Почти все морские животные избегают употреблять в пищу губки главным образом из-за их твердого скелета. Сами же губки пожирают огромное количество мелких планктонных и донных организмов. Губки — наиболее просто устроенные мно­ гоклеточные животные. Они жи­ вут в океане уже около 7г млрд.

лет.

Кишечнополостные — тоже ти­ пично морские многоклеточные животные. Их тело представ­ ляет полый мешок с отвер­ стием, служащим как для прие­ ма пищи, так и для выделения остаточных продуктов. Пищева­ рительный процесс происходит в полости мешка. Все кишечно­ полостные питаются животной пищей: мелкими червяками, рач­ ками и рыбками. Сами ж е ки­ шечнополостные вследствие проч­ ного и твердого скелета, а в не­ которых случаях из-за защит­ ного стрекательного аппарата мало кем употребляются в пищу. Среди кишечнополостных широко известны медузы и родственные им сифонофоры и в особенности сифонофора-па русница (рис. 87). Эти животные живут в толще вод и способны ---------------- --------— передвигаться (либо путем со­ кращения мускулистых краев Р с 87. С ф н ф р.

и. иоооы ---------тела, либо с помощью своего «паруса»).

На дне моря живут полипы-актинии, крепко прикреплен­ ные к грунту. Актинии — хищники, пожирающие большое коли­ чество мелкой рыбы.

В теплых морях распространены коралловые полипы, жи­ вущие колониями. Известковые скелеты отдельных коралловых полипов срастаются между собой, образуя массивные скелеты причудливых форм, которые и составляют коралловые рифы.

Всего в море обитает около 9 тысяч видов кишечнополостных.

Морские черви — многоклеточные беспозвоночные живот­ ные— очень широко распространены в океанах и морях (около 20 тысяч видов). Большинство червей обитают на дне моря, но многие виды живут в толще вбд. Черви характерны своим удлиненным телом, стенки которого состоят из кожи и муску­ латуры. Передвигаются черви благодаря изгибанию тела. Мно­ гие черви и особенно высшие кольчатые (кольчецы, или поли хеты) играют особо важную роль в питании рыб.

Моллюски —: самый многочисленный по числу видов (свыше 62 тысяч) тип морских животных. Из 6 классов моллюсков 3 класса (брюхоногие, двухстворчатые и головоногие) играют Р с 88. Б ю о о и м л ю к.

и. рхнге олси большую роль в жизни моря. Только брюхоногих моллюсков (улиток) насчитывается около 50 тысяч видов, а двустворча­ тых — около 11 О О О.

Моллюски имеют туловище в виде мешка, содержащего внутренние органы, ногу, раковину. Брюхоногие и головоногие моллюски имеют к тому же голову с ротовым отверстием и парой глаз.

Двухстворчатые моллюски обитают только на дне;

среди них большое промысловое значение имеют устрицы, морские гребешки и мидии. Из двухстворчатых моллюсков жемчужниц добывается жемчуг. Двухстворчатых моллюсков в большом количестве поедают рыбы.

Брюхоногие моллюски обладают цельной раковиной, часто спиральной формы (рис. 88). Они тоже преимущественно дон­ ные животные, но, в отличие от двухстворчатых, их в меньшей степени поедают рыбы. Некоторые из них, например крылоно­ гие моллюски (птероподы), живут в толще вод и служат пи­ щей китам. Раковины крылоногих моллюсков участвуют в фор­ мировании грунтов: птероподовые илы образуют значительную по площади часть донных отложений.

Класс головоногих моллюсков представлен кальмарами, каракатицами, осьминогами, агронавтами и сепиями. Голово­ ногие моллюски — одна из групп наиболее высокоорганизован­ ных морских животных. Они типичные жители моря, главным образом теплых областей. Все они хищники. В ряде стран слу­ жат объектом промысла.

Членистоногие — высший тип безпозвоночных животных.

В море огромное значение имеет класс ракообразных (20 тысяч видов) и прежде всего отряд веслоногих рачков — копепод. Хотя из 6 тысяч видов веслоногих рачков планктон­ ных видов насчитывается всего 750 видов, именно эти послед­ ние по массе составляют 80—90% всего зоопланктона Миро­ вого океана. Планктонный вид веслоногого рачка калянус размером 1—2 мм — основная пища многих морских рыб и их мальков и усатых китов. Кроме веслоногих, большое значение имеют отряды эвфаузиид и мизид в составе планктона, амфи­ под и декапод в составе бентоса. Эти отряды вместе включают около 12 тысяч видов.

Распространены в море ракушковые ракообразные (2000 ви­ дов), но они, за исключением Азовского моря, редко образуют большие скопления.

К ракообразным относятся также и крабы, имеющие боль­ шое промысловое значение.

Иглокожие в основном донные животные: голотурии, мор­ ские ежи, офиуры и морские звезды. Известно около 50 тысяч видов. Все они не выносят опресненных вод.

Трепанг (голотурия) служит объектом интенсивного про­ мысла (Япония, Китай), добываются также морские ежи, икра которых употребляется в пищу.

Некоторые морские звезды и ежи являются хищниками. Они наносят огромный вред устричным и мидиевым банкам и по­ едают рыбу в сетях.

Хордовые животные разделяются на две группы: низшие и высшие хордовые. К первым относятся оболочники и ланцет­ ники. 2 класса оболочниковых (апендикулярии и сальпы) вхо­ дят в состав планктона, а класс асцидий живет на дне в при­ крепленном состоянии. Ланцетник живет, зарывшись в песке на мелководье. Встречается в Черном море у Севастополя и Новороссийска.

К высшим хордовым относятся рыбы. Рыбы — водные че­ репные позвоночные. Они дышат жабрами и имеют конечности в виде плавников. Подавляющее большинство рыб размно­ жается откладыванием икры. Плодовитость колеблется от не­ скольких штук (некоторые акулы и скаты) до нескольких миллионов икринок (луна-рыба). У малоплодовитых рыб икра часто бывает заключена в твердые роговые капсулы. Самая большая рыба в океане — китовая акула, достигающая 16 м длины. Акулообразный скат—: пила-рыба — достигает длины 15 м и 2 твеса.

Рыбы разделяются на два класса: 1) круглоротых (бесче­ люстных) с червеобразным телом (миноги и миксины) и 2) собственно рыб. В Мировом океане насчитывается около 16 тысяч видов рыб. Наиболее разнообразна фауна рыб в при­ брежной зоне тропических частей океанов. Здесь обитают оку­ необразные, сельди, угри, камбалы, скаты, кузовки, морские иглы. Для открытых частей тропических вод характерны лету­ чие рыбы, скумбриевые, меч-рыба, парусники, тунцы, акулы.

На больших глубинах обитают светящиеся анчоусы, удиль­ щики, долгохвосты, бельдюговые.

В умеренных и высоких широтах обитают сайра, камбала, окуневые, тресковые, корюшковые, лососевые и др.

В океане водятся некоторые рептилии — морские змеи и черепахи. Из класса млекопитающих в море обитают китооб­ разные и ластоногие. В свою очередь киты подразделяются на усатых (беззубых), питающихся зоопланктоном (преимущест­ венно ракообразными) и мелкой рыбой (гренландский кит, си­ ний кит, финвал, сейвал, горбач, серый кит), и зубатых (ка­ шалот). К зубатым китам относятся и дельфины, в том числе белуха и касатка (рис. 89). Кашалот питается головоногими моллюсками (главным образом, кальмарами) и разной рыбой.

Касатки уничтожают, кроме рыбы, морских млекопитающих (котиков, сивучей), нападают они и на молодых серых китов.

Питающиеся планктоном киты—-настоящие гиганты, неко­ торые из них (синий кит-полосатик) достигают 34 ж в длину и 150 г веса. Это самые крупные животные на Земле. В во­ дах холодного и умеренного поясов распространены представи­ тели отряда ластоногих: морской лев, тюлень, морж, морской котик.

В тропической области встречаются представители отряда сирен: травоядные млекопитающие дюгони и ламантины. В на­ стоящее время они очень редки. Дюгони обитают в Индий­ ском океане, в прибрежных водах, богатых растительностью, ламантины — в реках Западной Африки и Центральной Аме­ рики.

§ 5. Использование биологических богатств океанов и морей.

Рыбный промысел и его размещение По В. Г. Богорову, в океане обитает 36 млрд. т планктона, 18 млрд. т нектона и 8 млрд. т бентоса. Если учесть фактор времени и непрерывное обновление планктона, то годовая про­ дукция планктона составит 360 млрд. т.

В море ежегодно вылавливается теперь около 50 млн. т рыбы, 2 млн. т тюленей и китов, 1 млн. т ракообразных и мол­ люсков и около 1 млн. т водорослей. Это количество живых су­ ществ требует около 5 млрд. т растительного и животного план­ ктона, что составляет около 1% имеющегося в океане и непре­ рывно возобновляющегося живого вещества.

При разумном использовании биологических богатств Ми­ рового океана возможно увеличить добычу рыбы и других вод­ ных животных по крайней мере в 17г—2 раза. В настоящее время промысел ведется чаще всего до глубин 500 м, реже до 1000 м, глубоководные организмы оказываются неиспользо­ ванными. Промышляются лишь некоторые (так называемые промысловые) виды рыб, другие же не ловятся вовсе или вы­ лавливаются в ничтожном количестве.

К использованию планктона практически еще не присту­ пали, хотя крупных рачков (криль), служащих излюбленной пищей усатых китов, можно использовать для изготовления вы­ сококачественных продуктов (консервы, паста). Недоиспользу­ ются и морские крупные растения. Однако приближается время, когда объектами промысла станут зоопланктон, моллюски, ракообразные, глубоководные рыбы, морские водоросли и дру­ гие обитатели океана.

В морях Советского Союза обитает около 150 видов про­ мысловых рыб. Рыбный промысел СССР в настоящее время стал океаническим: советские суда промышляют рыбу и мор­ ского зверя во всех широтах Мирового океана, вследствие чего число объектов промысла сильно возросло.

На первом месте в мировом рыбном промысле, а равно и в промысле СССР стоят' сельдевые. Они широко распростра­ нены в Атлантическом и Тихом океанах и их мо^ях, где вылав­ ливаются в огромных количествах (Уз всего улова рыб). В Азов­ ском и Черном морях ловится хамса-анчоус, в Каспийском — килька (тюлька). Сардина успешно ловится у западных бере­ гов Африки. Несколько лет тому назад ловилась она и в Япон­ ском море. В настоящее время яаш промысел сардины там вовсе прекратился. Японцы добывают ее в водах к югу от Японии.

В северной части Атлантического океана добываются трес­ ковые: треска, пикша, навага. Донная рыба треска — один из основных объектов промысла Северной Атлантики и Баренцева моря. Много ее и на Дальнем Востоке. Камбаловые широко распространены в Мировом океане. Особенно много их в север­ ной части Тихого океана. Промышляются камбалы и палтус также в Баренцевом море и в Северной Атлантике.

В северных частях Атлантического и Тихого океанов ло­ вятся лососевые: на западе — семга, кумжа, сиг, ряпушка, бал­ тийский лосось, форель, на востоке — чавыча, кета, горбуша, кижуч, нерка, мальма. В морях Северного Ледовитого океана ловятся нельма, голец, омуль, муксун, ряпушка. Настоящим богатством южных морей являются осетровые (красная рыба) — белуга, осетр, севрюга, на Аральском море — шип. Из осетровых самых крупных размеров достигает калуга, обитающая на Дальнем Востоке (р. Амур). Иногда отдельные экземпляры достигают 5,5 м в длину и свыше 1 т весом. Впро­ чем, белуга немногим уступает своей дальневосточной родст­ веннице: в 1864 г. в Волге была поймана белуга весом более 1 т и длиной 5 м. В южных морях распространены карповые:

лещ, вобла, сазан. В мировом промысле карповых и осетровых СССР стоит на первом месте.

В открытом океане важным объектом промысла являются сайра (в северной части Тихого океана), морской окунь, уголь­ ная рыба в Аляскинском заливе, хек, окунь в западной части Атлантического океана (банка Д ж орж ес), окунь, треска на Ньюфаундлендской банке, тунец и макрель в тропических зо­ нах всех океанов. Морские млекопитающие промышляются в районах их обитания: киты — в антарктических водах и в се­ верной части Тихого океана, тюлени — в Северном Ледовитом океане, в Белом и Каспийском морях.

§ 6. Морские организмы — вредители (древоточцы, камнеточцы). Обрастание судов Некоторые морские организмы наносят большой вред на­ родному хозяйству. Среди них одно из первых мест занимает древоточец двухстворчатый моллюск-тередо. Ранее, в эпоху па­ русного флота, его называли корабельным червем.

Тередо — длинный, белый, похожий на червь моллюск — имеет в головной части маленькую раковину, которую исполь­ зует как сверло, внедряясь в дерево, где он проделывает мно­ гочисленные ходы. Из входного отверстия торчит «хвост» мол­ люска в виде двух сифонов. Одним из них он втягивает воду для дыхания, а из другого выделяет побочные продукты и свои яйца (от 4z До IV2 миллионов). За одно только лето один мол­ люск дает до 5 млн. яиц. Большинство из них гибнет, другие употребляются в пищу фильтрующими воду моллюсками, чер­ вями, рачками и мальками рыб, оставшиеся икринки превра­ щаются в личинки, прикрепляются к дереву, затем становятся взрослыми тередо и вгрызаются в него. В настоящее время тередо — бич деревянных построек в море, причалов и свай.

Тередо живет в соленых и солоноватых водах тропических и умеренных широт.

Такую же разрушительную работу ведут и некоторые рачки древоточцы: лимнория, сферома и хелюра.

Другие организмы являются разрушителями камня (камне точцами). К ним относятся известковые камнеточцы, разрушат ющие массивные коралловые постройки. Точат камни многие организмы: моллюски, черви, водоросли, губки и даже морские ежи: Особое практическое значение имеет деятельность мол­ люсков фолады и барнеа. Так же как и у тередо, створки ра­ ковин этих камнеточцев используются в качестве сверла, с по­ мощью которого они ввинчиваются в камень или твердый грунт.

В Черном море за год они разрушают огромные площади по­ роды (мергеля), которая затем сносится волнами и течением.

Известен случай сползания мола, установленного на плитняке мергеля, впоследствии разрыхленного в результате деятельно­ сти фолад.

Железобетонные сооружения разрушают сероводородные бактерии, растворяющие цемент и образующие сернистый каль­ ций, легко вымываемый водой с образованием пустот.

Не меньшее практическое значение имеет процесс обраста­ ния судов и гидротехнических сооружений живыми организ­ мами. На любом предмете, помещенном в морскую воду, по­ селяются сначала бактерии, затем одноклеточные водоросли, личинки и, наконец, мидии, устрицы, донные водоросли, губки, черви, моллюски, асцидии. На долго стоящих у стенки порта судах, на доках, плавучих пристанях и маяках вырастает це­ лый лес организмов, среди которого живут креветки, бокоплавы и маленькие рыбки.

У Гавайских островов суда за несколько часов обрастают мшанками, образуя слой в 2 мм. На баржах и плавучих мая­ ках, годами стоящих в море, обрастания достигают 10 кг на 1 ж2 поверхности, а на затонувших в Черном море судах — до 100 кг на 1 ж2. Обрастают и часто совсем забиваются водопро­ водные трубы, решетки водозаборных систем электростанции и трубы для сброса сточных вод, канализационные устройства, кингстоны судов и т. д.

Наиболее интенсивно обрастание в тропических водах. В ре­ зультате обрастания суда теряют от 5 до 50% своего хода, а расход горючего соответственно возрастает (до 40% ). Еже­ годные убытки от обрастаний, по американским данным, со­ ставляют 100 млн. долларов. С обрастанием борются путем окраски бортов судов ядовитыми красками. Однако эта мера борьбы с обрастаниями недолговечна: через некоторое время на трупах погибших организмов поселяются живые — обраста­ ние возобновляется.

В борьбе с обрастаниями помогает заход судов в пресные воды: часть организмов при этом отмирает и отваливается.

§ 7. Значение изучения животного и растительного мира Перед биологами и океанографами стоят большой важности задачи, далеко еще не решенные. Биологи должны вооружить океанографов знанием всех особенностей жизни морских орга­ низмов на всех ее стадиях зарождения, развития и отмирания.

Они должны установить диапазон океанографических характе­ ристик, в пределах которого возможна жизнедеятельность орга­ низмов, выделив оптимальные условия среды. В свою очередь океанографы обязаны определить, где, когда и с какой долей вероятности эти условия соблюдаются, а в дальнейшем уметь предсказывать их осуществление.

Это первое и основное требование предъявляемое ученым практической (рыбопромысловой) океанографией. Ответ на этот вопрос позволит организовать рациональный промысел, поста­ вить его на действительно научную основу, а также предоста­ вит необходимые данные для решения проблемы акклиматиза­ ции ряда промысловых объектов в других водоемах, сходных по режиму.

Одновременно с этим необходимо продолжить и усилить ис­ следования процесса воспроизводства рыбных и биологических богатств океана, что совершенно необходимо для установле­ ния размеров промысла той или иной рыбы в конкретных рай­ онах Мирового океана. От решения указанных вопросов зави­ сит новая и перспективная область хозяйства—-рыбоводство — создание морских «пастбищ», аналогичных пастбищам скота на суще.

Эта проблема уже поставлена на «повестку дня» междуна­ родных научных организаций, связанных с морем, так как в связи с ожидаемым огромным ростом населения в ближай­ шие 50— 100 лет остро встает вопрос о недостатке протеитовой пищи для человечества. Нет никаких сомнений, что эта про­ блема будет решена положительно.

В решении задачи обеспечения рыбной промышленности не­ обходимой информацией о текущих условиях обитания рыбо­ промысловых объектов и морскими гидрометеорологическими прогнозами той или иной заблаговременности большую роль сыграет организация достаточно густой сети больших заяко­ ренных буев с установленными на них автоматическими при­ борами. Организация стационарной сети автономных буйковых станций будет решена в течение ближайших 10 лет.


Большое значение для удовлетворения текущих запросов рыбохозяйственной науки имеет изучение режима темпера­ туры, солености, газового состава, течений, волнения и других океанографических характеристик. Итоги этого изучения Миро­ вого океана должны быть представлены работникам рыбной промышленности не только в виде средних характеристик, но и в виде кривых повторяемостей и обеспеченностей, в виде спект­ ральных и автокорреляционных функций. Многие аспекты оке­ анографии должны быть изучены особенно углубленно: дина­ мика океанографических фронтов, характер восходящих и нис­ ходящих токов, динамика биогенных веществ и т. д.

Успешное решение вышеуказанных задач позволит в два раза увеличить добычу биологических богатств Мирового океана.

ГЛАВА X I V РЕЖИМ МОРСКИХ УСТЬЕВ РЕК § 1. Понятие «устьевая область», ее районирование. Типизация морских устьев рек В состав устьевой области входит часть нижнего течения реки, на которой сказывается влияние моря, а также прилегаю­ щий, к устью прибрежный район моря, где заметно влияние реки.

В каждой устьевой области принято выделять три участка:

п риуст ьевой участ ок реки, у с т ь е в о йи у с ут ч ьа ес вт о ое к ре в з м о р ь(рис. 90), причем приустьевой и устьевой участки вместе е образуют п р и м о р с к и й у ч а Приустьевой участок начи­ ст ок.

нается со створа нижнего течения реки, куда даж е в период ме­ жени сгонно-нагонные колебания уровня моря не проникают.

Границей между приустьевым и устьевым участками служит вершина надводной или подводной дельты, т. е. место, где про­ исходит деление русла реки на рукава или подводные бороз дины. Нижней границей устьевого участка считают морской край дельты, т. е. линию, оконтуривающую со стороны моря острова надводной или мели подводной дельты. Устьевое взморье ограничено со стороны суши морским краем дельты, а со стороны моря — зоной наибольших горизонтальных гра­ диентов характеристик вод (например, солености). Эта граница взморья подвижна, так как зона наибольших градиентов мигри­ рует в зависимости от величины стока реки, а также под влия­ нием приливов, сгонов и нагонов. Среднее положение этой зоны обычно совпадает со свалом глу­ бин.

В приливных устьях принято выделять, кроме того, морской, приливный и осолоненный участ­ ки. Первый — от устья реки до створа, где в период межени еще заметны приливные колебания уровня. Второй, являющийся частью первого, — от устья до створа, где при приливе происхо­ дит изменение течения реки на обратное. Третий, самый корот­ кий,— от устья до створа, куда при приливе проникают соленые воды взморья.

На приустьевом участке ре­ ки поток обычно сосредоточен в одном русле. Устьевой участок характеризуется дроблением ос­ новного русла реки на рукава.

Главные рукава в свою оче­ редь дробятся на более мелкие Р и с. 90. Р а й о н и р о в а н и е устьев ой продольные и поперечные про­ о б л а ст и реки (п о И. В. С а м о й ­ токи. Поэтому количество водо­ л о в у ).

токов дельты увеличивается от I/ I — предустьевое взморье, I I I — эстуа­ пространство моря, — предустьевое двух-трех в ее вершине до не­ рий, I V — устьевой участок, дельта ре­ скольких десятков и даж е сотен приморский участок участокVреки,устье­ ки, V — приустьевой VI — реки, II — на морском крае. Во многих дель­ вая область.

тах большое распространение имеют соединяющиеся с морем лагуны (лиманы) и пресновод­ ные озера. В случае подводной дельты разветвление реки не столь дробно, так как мелкие бороздины неустойчивы и периоди­ чески уничтожаются волнением.

Устьевое взморье представляет собой прибрежный, обычно сравнительно мелководный и опресненный район моря, непо­ средственно примыкающий к морскому краю дельты. Дно взморья сложено речным аллювием, но в отдельных случаях в формировании рельефа дна взморья существенную роль играют морские наносы.

Несмотря на большое разнообразие природных условий устьевых областей, их можно типизировать. Существует Типизация устьевых областей по гидрологи Основная гидрологи­ Устья рек побережья океанов и окраинных морей ческая характеристика (с приливами) области П риглубое О т м ел о е X а р а к тер и ст и к а Э с т у а р и й или у с т ь е в о г о в зм ор ь я относител ьно О т к р ы т ое О т к р ы т ое у з к и й зал и в О дно- М н ого­ О дно­ М н ого­ О дно­ М н о го Х а р а к т е р и ст и к а у с т ь е в о г о у ч а ст к а рукав- рукав­ рукав­ рукав­ рукав­ рукав­ р ек и ный ный ный ный ный ный М езень, Е н и сей, П рим еры К ам ч ат­ У ст ь я. Л ен а, малы х ка Яна, К улой П еч о р а, И нди­ О бь, р ек С евер­ гирка, К олы м а ная Двина несколько опытов типизации устьевых ооластеи, отличающихся друг от друга признаками, положенными в основу типизации (И. В. Самойлов, 1952;

О. К. Леонтьев, 1955). Наиболее совер­ шенной является типизация Государственного океанографиче­ ского института («Руководство по гидрологическому исследова­ нию морских устьев рек», 1965), в основу которой положены гидролого-морфологические признаки (табл. 34). Эта типизация учитывает, с одной стороны, основную особенность гидрологи­ ческого режима устья (с приливами, без приливов), а с дру­ гой— особенности морфологии устья реки (однорукавное, много­ рукавное) и взморья (отмелое, приглубое, открытое, эстуарий, залив или лиман).

§ 2. Речной сток и его распределение по рукавам дельты.

Особенности режима уровня в устьевой области На приморском участке река обычно не имеет сколько-ни­ будь значительных притоков, что и определяет относительное постоянство расходов воды по его длине. Для устьевых областей рек характерен процесс распластывания волны половодья, т. е.

уменьшение ее высоты и растягивание во времени. В среднем высота волны половодья уменьшается от 6— 12 м в нижнем те­ чении реки до 2—5 м в вершине дельты и менее 1 м на ее мор­ ском крае. Основной причиной распластывания волны половодья в устье является увеличение вниз по течению площади живого сечения потока при относительном постоянстве расходов воды по длине участка реки. В половодье происходйт большой подъем Т а б л и ц а ческим и морфологическим признакам Устья рек внутренних морей (без приливов);

Л иман или о т н о с и т е л ь О т м ел о е П риглубое но у з к и и за л и в О ткры тое О ткры тое М н о го О дно­ М н ого­ О дно­ М н ого­ О дно­ р ук авн ы й р ук авн ы й р ук авн ы й р ук авн ы й р ук авн ы й р ук авн ы й Д н еп р, Д н естр, К убань, У ст ь я В ол га, Западн ая Ю ж н, Б уг, Н ев а, Д унай, м алы х У р ал, Д вина, Дон у ст ь я К ура, рек Т ерек у ст ь я малых С ел ен га, м алы х р е к А м ударья рек уровня в нижнем течении реки при практически неизменной высоте уровня на взморье. Продольный уклон водной поверх­ ности увеличивается до 5— 10 см/км. Большие уклоны в устье­ вых областях возникают также при интенсивном развитии сгона или резком прекращении нагонного ветра. В этих случаях уро­ вень на взморье быстро опускается (до нескольких дециметров в час), а понижение уровня 'В русле реки происходит не столь интенсивно и запаздывает по времени тем больше, чем выше по течению. Поэтому уклон водной поверхности в устье реки увеличивается (до 15—20 см!км в районе морского края дельты), а скорости течения могут превышать 1,5—2,0 м/сек.

В период межени, когда уровень в реке ниже, чем в половодье, уклон водной поверхности в дельте обычно не превышает 1—2 см/км.

Распределение расходов по рукавам дельты определяется главным образом величиной поступающего в дельту стока. По­ этому обычно относительное распределение стока воды по ру­ кавам в половодье и межень различно. Для рек с большим стоком наносов характерны прорывы береговых валов в период половодья и затопление дельтовой равнины. Этот процесс мо­ жет привести к появлению новых рукавов и отмиранию старых, а следовательно, к существенному перераспределению стока в дельте. Большое влияние на пропускную способность рукавов и распределение стока по ним оказывают заторы и зажоры, про­ мерзание рукавов до дна. При приливах и нагонах, создающих подпор для речного потока, возможен перелив воды из одной системы рукавов дельты в другую. В настоящее время все 22 К). В. И стош ин большее влияние на режим -стока и уровня, а следовательно, на распределение стока по рукавам дельт, оказывают гидротехни­ ческие сооружения в бассейнах рек (плотины, водохранилища, каналы и т. д.).

§ 3. Сток и движение наносов Реки совершают большую работу по смыву пород, слагаю­ щих их бассейны, и по перемещению продуктов размыва в более пониженные участки поверхности земли с выносом их частично в моря и океаны. Продукты эрозии в гидрологии принято под­ разделять на взвешенные и влекомые наносы.

вер­ Общее количество взвешенных и влекомых наносов (т дый сток) увеличивается вниз по реке на участках верхнего и среднего течения, главным образом за счет увеличения расхо­ дов воды. В устьевых областях преобладает процесс аккумуля­ ции, мутность потока уменьшается, сток воды по длине реки практически не увеличивается. Поэтому величина стока нано­ сов в устьевых областях обычно уменьшается с приближением к морю. По мере движения наносов вниз по реке происходит их истирание. Поэтому диаметр частиц наносов в устьевых обла­ стях обычно меньше, чем в реке.

Наибольшее количество наносов в устьях рек (до 70—90% годового стока) проносится в период половодья, когда сток воды и мутность речного потока существенно увеличиваются.

Особый интерес представляют баровые участки взморья, где происходит интенсивное отложение наносов и формирование обширной отмели, создающей большие препятствия для судо­ ходства. Для улучшения судоходных условий в устьях через бары прокладывают каналы. Большая заносимость прорезей судоходных каналов требует для поддержания необходимых глубин регулярного проведения ремонтного землечерпания.


§ 4. Формирование дельт Очень важной и довольно сложной чертой режима устьевой области является процесс дельтообразования. Этот процесс опре­ деляется многими факторами;

основные из них: сток наносов реки, активность морского волнения и течений на взморье, глу­ бина моря в районе впадения реки и наличие тектонических движений в устьевой области. Удельный вес каждого из этих факторов в процессе дельтообразования может изменяться в зависимости от конкретной географической обстановки, по­ этому в природе существует большое разнообразие дельт.

Обычно различают «дельты выполнения» и «выдвинутые дельты». ‘ Дельты выполнения образуются при впадении реки с боль­ шим стоком наносов в мелководный залив. В процессе развития такой дельты происходит отчленение от моря отдельных участ­ ков залива волноприбойными косами и заполнение образовав­ шихся лагун речными наносами. Таково в прошлом формирова­ ние дельт Дуная и Кубани.

Выдвинутые дельты формируются на открытом побережье.

Необходимым условием образования такой дельты является до­ статочно большой сток наносов реки, чтобы противостоять тен­ денции морских волн и течений увлечь наносы за пределы взморья. Если сток наносов недостаточен для быстрого форми­ рования бара с последующим преобразованием его в осередок и остров, то, как указывает О. К. Леонтьев (1955), формируется клювовидная дельта, состоящая из двух коротких и широких приустьевых кос (Эбро, Тибр, реки южного побережья Байкала)'.

Часто распределение стока воды и наносов по длине мор­ ского края дельты неравномерно. В таких условиях участки дельты, где впадают наиболее крупные рукава, интенсивно вы­ двигаются в море, в то время как участки с небольшим стоком отстают в своем развитии. Такую выдвинутую дельту называют лопастной (Кура, Миссисипи, П о). На открытых берегах при сравнительно небольшом стоке наносов формируется дельта с выровненным морским краем, так как волнение срезает вы­ ступающие участки и переносит продукты размыва в заливы между лопастями дельты (Лена, Юкон, Нигер). При неболь­ шом стоке наносов реки на приглубом взморье дельта может блокироваться косой, сложенной из морских наносов (Сенегал, Камчатка).

Большое влияние на природу устьевых областей и, в част­ ности, на формирование и развитие дельт оказывает деятель­ ность человека. Основными водохозяйственными мероприятиями, проводимыми в настоящее время в бассейнах рек, являются создание водохранилищ для гидроэлектростанций и изъятие части стока рек на орошение. Это приводит к уменьшению стока воды и особенно наносов, так как значительная часть содер­ жащихся в речных водах взвесей осаждается в водохранилищах, что уже сказалось на уменьшении скорости роста некоторых дельт (Днепр, Д о н ).

Увеличение масштаба водохозяйственных мероприятий в устьевых областях может привести в отдельных случаях к раз­ мыву дельт под влиянием разрушительной деятельности мор­ ского волнения. Это обстоятельство необходимо учитывать при строительстве в дельтах промышленных объектов и гидротех­ нических сооружений, рассчитанных на многолетнюю эксплуа­ тацию. Кроме того, под влиянием водохозяйственных меро­ приятий происходит существенное перераспределение стока воды и наносов по сезонам года за счет срезания пиков половодья и увеличения стока в межень. В таких условиях возможно фор­ мирование нового типа устьев.

22* § 5. Т еч ени я в у ст ь ев о й о б л а с т и Распределение течений в живом сечении реки характери­ зуется увеличением скоростей течения от дна к поверхности и от берегов к середине потока. Максимальная скорость наблю­ дается либо на поверхности, либо на л/з глубины. При наличии ледяного покрова глубина расположения максимальных ско­ ростей увеличивается.

В устьях рек, подверженных действию приливов, а также сгонов и нагонов, распределение скоростей течения в потоке имеет более сложный характер. В этих случаях в определенные фазы развития процесса в речном русле возможны течения про­ тивоположных направлений.

При втекании на взморье потоки рукавов дельты создают стоковые течения, под влиянием которых вырабатываются под­ водные русла (бороздины). Мористее этой зоны, где практи­ чески иссякает «живая» сила речных струй, преобладающими оказываются ветровые течения. При сгонах и нагонах в при­ брежной зоне возникает наклон водной поверхности, а следова­ тельно, и градиент гидростатического давления, под влиянием которого создаются градиентные течения. Характерными для взморья являются также плотностные течения, возникающие из-за неравномерности поля плотности в зоне смешения морских и речных вод. На морях с приливами преобладающими на взморье оказываются приливные течения. Практически наблю­ даемое на взморье течение является суммарным, результирую­ щим различных видов течений. Однако в каждом конкретном случае тот или иной вид течений оказывается преобладающим.

Характер стоковых течений зависит от типа взморья. При впадении на приглубое взморье речной поток не может вовлечь в движение всю массу воды от поверхности до дна. Д аж е в райо­ нах непосредственного впадения крупных рукавов дельты ско­ рость стокового течения быстро уменьшается. Сразу же за гребнем бара речные пресные воды растекаются по поверхности соленых вод взморья. При впадении реки на отмелое взморье сосредоточенный характер течения потоков рукавов дельты хо­ рошо прослеживается на сравнительно большом расстоянии от устья. Подводные русла наиболее крупных рукавов четко вы­ деляются в рельефе дна баровой отмели на протяжении не­ скольких километров от морского края, намечая рисунок гидро­ графической сети будущей части дельты. Сток речных вод осуществляется главным образом по подводным бороздинам и частично по отмелям бара. В первом случае течение имеет ха­ рактер сосредоточенного, постепенно затухающего речного потока. Во втором случае осуществляется нерусловой плоскост­ ной сток, когда речные воды широким фронтом растекаются по мелководью взморья. Это течение неустойчиво, даж е слабый ветер может существенно изменить его направление. Мористее, за пределами подводных бороздин, оба вида стокового течения объединяются. Скорость этого объединенного потока не пре­ вышает нескольких сантиметров в секунду, но он охватывает весь слой воды взморья от поверхности до дна.

§ 6. Основные черты пространственного распределения солености и температуры вод на взморье На устьевом взморье происходит трансформация речных вод в морские. Градиенты характеристик вод на взморье велики.

Здесь в сравнительно узкой полосе (несколько километров, реже десятков километров) соленость воды увеличивается от нуля до 10— 15%о, а в ряде морей й до 30%о. Однако увеличение соле­ ности на взморье по направлению от устья реки в море проис­ ходит неравномерно. В районах стоковых течений воды сильно опреснены. По мере осолонения вод с продвижением в море горизонтальный градиент солености увеличивается и на свале глубин достигает максимума (до нескольких промилле на 1 км), после чего осолонение вод взморья продолжается до солености морской воды, но величина градиента становится меньше.

Обычно зона наибольших градиентов солености находится на взморье, и только при нагоне и приливе, когда морская вода может войти в русло реки, она смещается на устьевой участок.

На приглубом взморье в местах концентрации стока речных вод «языки» сильно опресненных вод распространяются сравни­ тельно далеко в море, а на участках взморья между крупными рукавами дельты соленые морские воды подходят близко к бе­ регу. Опресненные, а следовательно, более легкие воды, посте­ пенно выклиниваясь, распространяются по взморью тонким по­ верхностным слоем по соленым водам моря. Поэтому вертикаль­ ные градиенты солености на приглубом взморье достаточно велики, а слой скачка солености находится близко к поверх­ ности (на горизонте 1—3 м В половодье область опреснения )..

поверхностных вод расширяется, а вертикальные градиенты со­ лености достигают нескольких промилле на 1 м.

На отмелом взморье вся прибрежная зона мелководья за­ полнена пресной водой. Продвигаясь в море, речные воды сме­ шиваются с морскими и постепенно осолоняются. Но так как ветровое перемешивание на мелководье проникает до дна, то переслоенность вод по вертикали невелика. Если отмелое взморье оканчивается свалом глубин, то здесь происходит вы­ клинивание более легких опресненных вод взморья и их растека­ ние по соленым водам моря. Поэтому горизонтальные и осо­ бенно вертикальные градиенты солености в зоне свала глубин увеличиваются.

Распределение температуры на взморье определяется осо­ бенностями нагревания и охлаждения морских вод. Зимой наи­ более холодным оказывается поверхностный слой взморья, а ко дну температура воды повышается. Поэтому весеннее нагрева­ ние поверхностных вод приводит к формированию холодного промежуточного слоя. В дальнейшем под действием ветрового перемешивания температура воды по вертикали выравнивается, а при последующем нагревании поверхностные воды оказыва­ ются теплее придонных, возникает слой скачка. Под влиянием процесса ветрового перемешивания происходит передача тепла от поверхностных слоев воды в придонные горизонты. Однако из-за большой вертикальной устойчивости вод на приглубом взморье интенсивность нагревания придонных вод значительно меньше, чем на поверхности, а максимальные и минимальные температуры наступают позже. Поэтому по мере нагревания поверхностных вод вертикальный градиент температуры увели­ чивается, а слой скачка под действием прогревания верхнего слоя воды опускается в нижележащие горизонты. Начинающееся осенью охлаждение и увеличение плотности поверхностных вод вызывает конвективное перемешивание. Вертикальный градиент температуры уменьшается, а затем и устанавливается гомо термия.

На отмелом взморье из-за интенсивного ветрового перемеши­ вания существенные различия в температуре поверхностных и придонных вод возможны только при штиле.

§ 7. Проникновение приливных и сгонно-нагонных волн в реку (дельту) Четко выраженные приливы наблюдаются в окраинных мо­ рях, имеющих свободное сообщение с океаном. Во внутренних морях, изолированных от океанов или соединенных с ними уз­ кими проливами, приливы практически отсутствуют.

Сформировавшись на устьевом взморье, приливная волна проникает в русловую систему реки. По мере ее продвижения вверх по реке скорость распространения и амплитуда волны уменьшаются. С началом подъема уровня на морском крае от малой воды уклон водной поверхности и скорость течения реки уменьшаются. Речные воды накапливаются в устье. По мере увеличения интенсивности приливного подъема уровня уклон на морском крае становится сначала равным нулю, а затем и отри­ цательным. При этом соленая вода взморья начинает входить в реку сначала у дна и берегов, где скорость речного течения наименьшая.

Таким образом, смена отливного течения на приливное про­ исходит позже момента наступления малой воды и не сразу по всему живому сечению русла, а последовательно от дна к по­ верхности и от берегов к стрежню. Приливное течение наблю­ дается до тех пор, пока уклон в данном створе не уменьшится до нуля, что происходит позже наступления полной воды. В те­ чение всего этого периода продольный профиль водной поверх­ ности на морском участке реки имеет вид вогнутой кривой.

В нижней части этого участка наблюдается обратный уклон и течение из моря в реку, а на вышележащем участке — уклон и течение из реки в море. Этот период характерен интенсивным накоплением воды в устье за счет подпора речных вод, а также в результате поступления в реку вод взморья.

В дальнейшем гребень приливной волны входит в русловую систему устья и перемещается вверх по реке. В этот период на морском участке можно выделить три района. Нижний — на заднем склоне волны, где установился уклон из реки в море, а приливное течение уже сменилось отливным, верхний — куда приливная волна еще не проникла, и средний — на переднем склоне волны, где уклон и течение направлены из моря в реку. Границы этих районов не стабильны, они перемещаются вверх по реке одновременно с распространением приливной волны.

Со временем и на переднем склоне затухающей по мере про­ движения по реке приливной волны уклон становится положи­ тельным. При этом отливное течение устанавливается на всем морском участке реки. Так заканчивается полный цикл про­ цесса распространения приливной волны в реку, а с началом подъема уровня на морском крае от малой воды он повто­ ряется.

Наиболее велико влияние прилива на режим устьевой об­ ласти в безледный период, при минимальном стоке реки и боль­ ших глубинах на баре. Поэтому проникновение морских вод в дельту при приливе начинается неодновременно во всех рука­ вах. Этот процесс начинается прежде всего с рукава, имеющего сравнительно небольшой сток и большие глубины на баре (на­ пример, рукав, по которому проходит трасса судоходного ка­ нала), в то ж е время в крупных рукавах еще может сохраняться некоторое время течение из реки в море. Соответственно и смена приливного течения на отливное происходит неодновременно на рукавах различной водоносности. Поэтому в периоды смены на­ правления течений в дельтах возможно существенное пере­ распределение стока — увеличение расходов одного рукава за счет перелива в него в месте разветвления вод из другого рукава.

Существенное влияние на режим устьевых областей рек ока­ зывают сгонно-нагонные явления, возникающие в результате не­ посредственного воздействия ветра на водную поверхность. По­ этому сгонная (нагонная) волна на взморье — это волна вынужденная. Однако в устье непосредственное воздействие ветра на водную поверхность реки из-за малой ее площади ста­ новится незначительным. Вступив в русловую систему, сгонная (нагонная) волна, как и приливная, распространяется вверх по течению как свободная волна. Поэтому сгонно-нагонные яв­ ления по своему влиянию на режим устья очень похожи на при­ ливные, а кинематическая схема движения приливной волны в русле реки принципиально может быть распространена на случаи нагона и сгона. Однако полного сходства в рассматри­ ваемых явлениях нет.

Сгонно-нагонные явления не обладают систематичностью приливов. Кроме того, масштаб' явления (величина колебания уровня, скорость течения, уклон и т. д.) при сгонах и нагонах существенно меняется от случая к случаю в зависимости от силы и продолжительности действия ветра, в то время как для прилива характерно закономерное изменение характеристик реч­ ного потока от сизигии к квадратуре. На участках устья, где непосредственное воздействие ветра на водную поверхность по­ тока сравнительно велико (вблизи впадения реки в море), смена направления течения при нагоне, в отличие от прилива, проис­ ходит не от дна к поверхности, а сначала в верхнем слое (от берегов к стрежню), и лишь затем процесс распространяется в придонные слои потока. И только на вышележащих участках устьевой области, где влияние ветра ничтожно, смена направле­ ния течений в речном потоке происходит по типу приливного устья. На взморье под влиянием прилива течением охваты­ вается вся толща воды от поверхности до дна, в то время как ветровое (сгонно-нагонное) течение распространяется с поверх­ ности воды и сравнительно быстро затухает с глубиной.

§ 8. Ледовые явления в устьевой области Особенность режима устьевых областей рек создает специ­ фические условия для образования и таяния льда в них. Опрес­ ненные воды взморья замерзают при менее низкой температуре, чем более соленые морские. Кроме того, при осеннем охлажде­ нии опресненного поверхностного слоя ниже температуры наибольшей плотности воды взморья становятся устойчивыми по вертикали, их конвективное перемешивание прекращается, что приводит к интенсивному выхолаживанию поверхностного слоя. Поэтому устьевые области обычно являются очагами за­ мерзания. При больших сгонно-нагонных колебаниях уровня и сильных ветрах ледяной покров на взморье взламывается и выносится в море. На освободившейся ото льда поверхности воды вновь образуется лед. В течение зимы процессы образо­ вания и выноса льда могут повторяться много раз.

Весной разрушение льда в устьевой области может происхо­ дить не только за счет таяния, но и под действием механиче­ ского взлома льда весенними водами реки. В результате часто взморье очищается ото льда раньше прилегающих районов моря и интенсивно нагревается за счет поглощения солнечной ра­ диации. От взморья волна вскрытия распространяется по всей припайной зоне моря. Наиболее ярко это проявляется в устьях крупных сибирских рек, текущих с юга на север, вскрытие кото­ рых начинается с верховьев.

§ 9. Задачи и направленность исследований устьев рек Устьевые области рек имеют большое практическое значение для хозяйства нашей страны. Это определяется их географиче­ ским положением на важном участке водного пути из морей;

в глубь материка, а также большими природными богатствами:

плодородными почвами, промысловыми скоплениями рыбы,, большими запасами тростника, используемого в целлюлозной;

промышленности.

Необходимость рационального и полного использования устьев рек требует их комплексного исследования. С этой целью в системе Гидрометслужбы СССР созданы специализированные устьевые подразделения (обсерватории и станции) в устьях рек Амударьи, Волги, Куры, Дона, Кубани, Дуная, Днепра, Южного Буга, Западной Двины (Даугавы), Невы, Северной Двины,.

Амура;

в Государственном океанографическом институте — цен­ тральная лаборатория морских устьев рек, а в Арктическом и.

Антарктическом научно-исследовательском институте — отдел:

устьевых участков рек.

В настоящее время в результате совместной работы лабо­ ратории морских устьев рек ГОИНа и устьевых подразделений Гидрометслужбы завершен первый этап исследований — со­ зданы крупные работы монографического характера по гидроло­ гии устьев рек Амударьи, Волги, Терека, Дона, Кубани, Дуная,.

Днепра, Южного Буга, Западной Двины, Невы, Северной Двины. В этих работах обобщены имевшиеся ранее материалы по гидрологии устьев и материалы специальных наблюдений по­ следних лет, а также выяснены особенности их гидрологического режима. Успешно развиваются исследования устьев рек Оби, Енисея, Хатанги, Лены, Яны, Индигирки и Колымы, проводимые отделом устьевых участков ААНИИ. Результаты проведенных, исследований используются при проектировании и строитель­ стве различных гидротехнических сооружений в устьях.

Быстрое развитие различных отраслей хозяйства страны требует более глубокого исследования общих закономерностей устьевых процессов, что позволит дать народному хозяйству 345, научно обоснованные методы расчета основных гидрологических характеристик. Широко развернувшееся в настоящее время гид­ ротехническое строительство в бассейнах многих рек (гидро­ электростанции, оросительные системы, рыбные хозяйства, судо­ ходные каналы и т. д.), связанные с регулированием и изъятием части стока, вызывает необратимые процессы в устьях рек большого масштаба, которые могут привести к существенным изменениям природных условий ряда устьев. Поэтому в настоя­ щее время для правильного планирования водохозяйственных мероприятий необходимо не только знание современного гидро­ логического режима устьевых областей, но и предвидение тех изменений, которые произойдут в устье после осуществления этих мероприятий.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ КРАТКАЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРЙСТИКА ОКЕАНОВ И МОРЕЙ ГЛАВА X V II Х А Р А К Т ЕР И С Т И К А ГИ Д Р О Л О ГИ Ч Е С К О Г О РЕЖ И М А О К ЕАН О В § 1. Атлантический океан 1. Общие сведения Атлантический океан является самым молодым из всех океа­ нов. Современные очертания он приобрел лишь в новую (кай­ нозойскую) геологическую эру. В среднюю (мезозойскую) эру на юге между Африкой и Бразилией располагалась суша.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 14 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.