Oceány

Lidé se již dlouho studuje oceány (Celkovou výši všech moří a oceánů na Zemi), ale vím, že to není dost.

Trochu Laboratoř oceánologie, určený pro zpracování materiálů legendární stanice „Severní pól-1“ se stará a pracuje akademika Petra Shirshov včas stal institut oceánologie SSSR akademie věd (John), která nese jeho jméno. Více než 40 let výzkumných plavidel ústavu ply vody oceánů. Udělali asi 200 letů, které mají pro tuto dobu více než 4 miliony. Námořní míle. víry otevřený oceán - první článek v řetězu moderních objevů - byly objeveny sovětskou expedicí v roce 1970. Od té doby se každý rok přináší nové údaje o jejich velikost, směr otáčení, teploty a energie.

Stále ještě máme hodně co učit o oceánu, řešit spoustu hádanek. Toto rušné a velká skupina oceanographers vědců. Co oni pracují?

Video: Oceans. Wild World. dokumentární

Jedním ze tří nejdůležitějších otázek moderní oceánologie je studium mikrostruktury vodách oceánu, turbulence a vnitřní vlny.

Vědci studují neobvyklý život v hlubinách, až do nedávné doby byl považován za neplodná, zima a tma. S obrovským tlakem a vysokou teplotou prostředí existuje prosperující oázy bohaté kolonie nebývalé zvěř. V případě, že slunce vyjde, budou okamžitě všimnete.

Vozidla hlubinné obsazena „Mir“ sovětsko-finské budovy. Jsou konstruovány pro provoz v hloubkách až 6 tis. M.

Pohyb litosféry desky původ hydrotermální a jejich role při tvorbě sulfidických rud a kortexu přitáhnout pozornost mořských geologů a biologů. Podvodní ruda - Hope metallurgists. Zatím není jasné, jak nejlépe hledat pro ně i vyrábět. Nejvíce studoval obor železo-mangan uzliny, ale oni jsou obvykle nacházejí ve velkých hloubkách. Vnitřní vlny, donedávna považován za vzácný jev, nyní zabírají mysl vědce.

Jedním z nových oblastech - studium vlivu teploty vody anomálií v oceánech počasí na celém světě: v Atlantiku - v Evropě, Tichomoří - indiána - Indii a Africe. Bylo navrženo podle akademika GI Marchuk vystopovat vliv na klimatické změny parametrů oceánů prostřednictvím pravidelných měření jejích jednotlivých částí, co do velikosti relativně malé, ale charakteristika fyzikálních procesů probíhají v nich. Zejména tam, kde je výměna tepla mezi oceánem a atmosférou intenzivnější. Nazývají se energeticky aktivní zóny (EAZo). To bylo vytvořeno „studie interakcí program atmosféry a oceánů, aby mohl studovat na krátkodobé období změny klimatu.“

Studium krátkoperiodických klimatických oscilací (v délce trvání od měsíců až několik let), má velký význam pro zemědělství díky své úspěšné chování velmi závislá na počasí. Je důležité vědět předem, počasí a mnoho dalších odvětví ekonomiky, jako jsou námořní a letecké dopravy.

V Atlantickém a Tichém oceánu je pět EAZo: Norwegian, Newfoundland, oblast Gulf Stream, tropický Atlantiku a oblast Kuroshio. Čtyřikrát do roka se zde koná studuje na rozsahy ve velikosti 1500x2000 km. Nicméně, někteří oceanographers domnívají, že je nutné vzít velkou plochu. Existují názory, a ke zvýšení počtu řízeného EAZo.

Program provádí asi 10% expediční flotily naší země: 25-30 letů za rok dělá výzkumných plavidel. Nejintenzivnější interakci mezi oceánem a atmosférou se odehrává v chladném období. Během tohoto období, to vše vzít pod dohledem energeticky aktivních zón současně provedeno maximální pozorovací program. Hlavním cílem tohoto programu - vytvoření matematického modelu interakce oceánu s atmosférou. Jedná se o velmi důležitý a obtížný úkol.

Velká neznámá

Velkou neznámou volal Oceans vedoucí sovětské oceánologie akademik Brekhovskikh, zakladatel novým směrem - k oceánu akustiky. (Pro jeho vynikající práci v oblasti akustiky v 1977 sluchové společnosti Velké Británie a britského institutu akustiky Brekhovskikh udělena zlatá medaile Rayleigh. A v roce 1986 získal cenu pojmenovanou po AP Karpinski. Tato cena se uděluje za vynikající výzkum úspěchy v oblasti přírodních věd historie ve prospěch lidstva.) Každý rok v moři objevili nové jevy. To je jeden z posledních: nově nalezené koherentních struktur v oceánu. Tak jsme nazvali zvláštní druh povrchových proudů v podobě houba nebo ve formě vířivých dipólů. KN Fedorov a Ginzburg poprvé objevil v studiu kosmické obrazy povrchu oceánu, vyrobený s „Meteor“ satelitu, a pak reprodukovat tyto jevy v laboratoři na Ústavu oceánologie.

Čísla ukazují kosmický obraz hub kurzu a jeho režimu. fotografie: mít úspěch pouze v případě, že je daný tracer (tracer může být plovoucí na povrchu oceánu fytoplanktonu rampouchy nebo seskupení, a v laboratorních experimentech - kapka inkoustu nebo laku) na povrchu oceánu. Vše není jasné, při tvorbě tohoto úžasného jevu. A co je nejdůležitější - jaká je povaha pulsu, což způsobuje jeho vzhled?

Space fotografie hub oceánské proudy.

Schéma hub toku.

Hub přes simulovány v laboratoři.

Co je oceánografie? Jedná se o komplex pěti věd: fyziky a chemie oceánu, jeho geologie a biologie techniky ke studiu. Problémy vznikající při studiu oceánů, spojen s různými vědními obory. Tyto úspěšně výzvy podle Institutu oceánologie.

Okeanologiya - Sovětský termín. Přibližně ve stejnou komplexní vědy na Západě, často nazýván oceánografii. Máme stejné pro oceánografii se obvykle chápe užší rozsah vědeckých disciplín, bez biologie a geologie.

Samostatná věda součástí oceánologie Komplex se skládá z techniky. Za prvé - výzkumná loď (RV). To - Hlavním nástrojem oceanographers, bez dobré lodi v oceánu nemůže nic dělat. Palubní NIC jsou přístroje pro měření základních parametrů mořské vody. V případě, že expedice je komplexní charakter, pak v něm pracují zástupci všech úseků oceánologie. Ale často existují speciální lety, pak odborníci budou pozváni na cestu. Ale bez ohledu na letu může být, bude alespoň jeden zástupce z jiných vědách na palubě.

Mezi měřených parametrů v oceánu fyzických oceanographers patří následující.

Teplota. Informace o teplotě vody v různých hloubkách oceánů všechny specialisté zapotřebí. Hydrophysics teplota určit různé přívod vody a jsou ve frontách oceánských nebo mezní vrstvy mezi nimi. Údaje o teplotě vody je pro biology velmi důležité. V oceánu, rybáři hledá pro ryby v gradientní zóně s vysokou teplotou, kde koncentrované planktonic organismy, které slouží jako potrava pro ryby. Meteorologové také vzít v úvahu teplotu vody v oceánu. V případě, že energeticky aktivní zóny nebo v blízkosti pobřeží Evropy se vešly velké přehledné víry s nízkou teplotou vody, není nutné čekat na teplo.

Z pro biology, Akustik a námořníků Zvláštní význam má rozložení teploty vody ve svislé: umístění teploty vrstvy skoku, známý jako thermocline vrstva sezónní nebo „kapaliny přízemní“. Hromadí se planktonické zvířata a může ležet, jako je země, ponorek. Hloubka teploty thermocline se mění v závislosti na ročním období. V zimě je hlubší a v létě - blíže k povrchu.

Zúčastněné teploty vody, zejména v spodních vrstvách, a mořské geologové. Je důležité znát rozložení teploty ve vertikálním vrstvě usazeniny na dně. Velikost a znamením teplotního gradientu, mohou posoudit tepelný tok jít do oceánu od Země.

Měření teploty oceánu o výzkumných plavidel vyžaduje čas a je nákladné. Proto vědci hledají nové způsoby, jak získat informace o teplotě levnější a rychlejší. Slibné jsou měření teploty povrchu oceánu od satelitů li použity infračervené (IR) nebo záření na mikrovlnných kmitočtech (UHF). V tomto případě je možné rychle získat informace o rozložení teploty na většině světových oceánů. Ale přesnost měření není vždy dostačující.

V poslední době, vědci navrhl nový způsob měření založené na účinku koherentní anti-Stokesův Ramanova rozptylu (aut). Jeho podstata spočívá v tom, že oceán povrch je osvětlen polarizovaným laserovým světlem. Teplota vody se posuzuje poměrem dvou vzájemně kolmých složek odraženého paprsku. Vědci se domnívají, že vývoj způsobu CARS umožňuje měřit povrchovou teplotu oceánu s chybou, která není větší než + 0,1 ° C,

Mezitím, získat přesné údaje jsou prováděny současně na oceán výzkum pomocí NIS, automatické bóje, letadla a satelity.

měrná vodivost. Tato hodnota je důležitá pro studium různých vlastností oceánu. Představuje vodivost vodního sloupce 1 m na délku, průřezová plocha 1 m². Reciproční je odpor.

V mořské vodě, elektrický odpor závislý na teplotě, slanost a hydrostatického tlaku.

slanost a teplotní výkyvy jsou tlumeny v oceánu při různých rychlostech. Toto je velmi důležitý rys: srovnání dvou útlumových křivek k nastavení času, který uplynul od začátku objektu pulzací. Můžete zjistit, když míjel.

Zkoumání mikrostruktury poruch v oceánu lze analyzovat a pomocí další fyzikální vlastnosti: rychlost zvuku pulzací senzory nebo senzory, které registrují změny v prostupu světla. Tyto parametry jsou zájem o akustice a oceanographers oceanographers oční optiky. Jsou důležité nejen pro studium mikrostruktury. Například informace o rychlosti zvuku umožňuje zpřesnit práci sonar lodí a sonar. Akustické komunikace v oceánu a ultra dlouhé šíření zvuku je také potřebují informace o rychlosti zvuku. Studie světelného režimu oceánů vod vedlo ke vzniku optického oceánografii, řešit celou řadu úkolů.

Slanost. Existuje několik definic slanosti. Běžné - celkové rozpuštěné soli v mořské vodě 1 kg.

Paradox - neexistuje zařízení, které by se přímo stanovit obsah soli ve vodě s dostatečnou přesností. Je detekována vodivosti vody nebo index lomu pomocí interferometru.

Vědci některých zemí odhlásit měření slanosti během expedice a začal používat zjednodušený vzorec, za to, že v mnoha případech, bez stratifikace, bez cirkulace, bez proudění tepla, případně konvekcí není závislá na obsahu soli, a všechny tyto procesy jsou určeny pouze na teplotě vody.

Avšak znalost slanost vody je pro mořské biology velmi důležité. Mnoho mořských živočichů umírá, je-li slanost vody je vyšší, než je povolený limit. K tomu dochází například v Azovského moře s některými druhy ryb (Goby a okoun).

V roce 1987, člen Akademie věd SSSR KN Fedorov ve zprávě z vědecké rady Institutu oceánologie. PP Shirshov Akademie věd SSSR uvedl, že slanost hraje mnohem větší roli v oceánech, než se obecně věří. Přinesl spoustu zajímavých faktů.

Například, podle sovětské vědec AI-Phe reskokova, více než 40% objemu oceány salinity stratifikace poskytuje příznivé proudění dvojitého typu difúze. To je z hlediska dopadu na oceán klimatu velmi důležité. Pod vlivem slanosti transformace vodní masy oceánů zajišťují odvětrávání thermocline, tam je hluboká konvekce se vyskytuje i mnoho dalších úžasných efektů, včetně tvorby solných prstů a tajemné obří čoček.

Sovětský vědec BA Kagan Odhaduje se, že podmínky ledu Severního ledového oceánu je úzce spjat s slanosti. Kdyby se nám podařilo zvýšit slanost arktických vod, může být schopen zcela uvolnit Severního moře Trasa z ledu!

Americký vědec W. broker poukázal na to, že pouze v důsledku zvýšené hodnoty salinity v severním Atlantiku poslední 9000. Roky Evropanů žije v relativně teplém klimatu. Dr. Willebrandův z Německa upozorňuje, že je třeba zajistit, aby slanost severního Atlantiku není snížena. V opačném případě je směr cirkulace vody v Atlantiku by mohl být obrácen, což by předzvěstí nové doby ledové. Zde jsou některé důležité salinity.

Hustota. Hydrophysics potřebují znát hustotu vody v oceánu v různých hloubkách. Hustota se obvykle počítá z naměřené teploty a vodivost se zavedením hydrostatického korekci tlaku. To je - nepřímá metod- přímá metoda by umožnilo zvýšit přesnost měření jedné z nejdůležitějších fyzikálních parametrů oceánu. Ale tam je výhodné zařízení, které by mohly pracovat v širokém rozsahu hloubek - z povrchové vrstvy alespoň do poloviny hlubiny oceánu (3710 m).

Pro měření základních parametrů použitých ve vodě oceanologists Sondy - přístrojové vybavení, sestupující z paluby do oceánu NIS. Oni sondoval jeho tloušťky, měření základních hydrofyzikální parametry, zatímco vy jdete hlouběji do hlubin. Informace jsou přenášeny prostřednictvím kabelu do lodního počítače nebo přihlášena v pomocném zařízení pro záznam sondy není vázán kabelem do nádoby, která se vyhne účinku dlažební kostky nádoba na výsledky měření.

Různé sondy pro měření teploty, vodivosti, a hydrostatického tlaku. Některé z nich jsou navrženy tak, aby práce na mnoho let, ostatní - pouze jeden rozměr, a poté se utopil. Nazývají se rozbití teplotní sonda (HTA). Při použití takových sond může měřit rozložení teploty v oceánu vertikálně pohybovat NIS bez zastavení. To je velmi důležité, zejména pro válečné lodě, pro zastavení v boji může vést ke smrti.

Přestávka dráty sondy určené pro rychlé měření a některé další parametry, jako je rychlost zvuku a elektrickou vodivost.

Mořských chemici, kromě toho, co potřebujete vědět a mnohem více. Například, obsah živin ve vodě, živné soli pro rozvoj řas, koncentrace vodíkových iontů (pH), s obsahem oxidu uhličitého a dalších plynů, především kyslíku. V posledních letech se zvýšil zájem o stanovení obsahu v mořské vodě metan a helium jako kapalinových indikátorů.

Kombinování různých disciplín v Oceanological komplexu umožňuje nastavit a úspěšně čelit výzvám na křižovatce různých věd. Před padesáti lety, nikdo dokonce uvažoval o studiu oceánů ve stejném rozsahu jako nyní. Zásluhu na zvýšení tuto otázku patří sovětských vědců.

Video: Hotovo nejdůležitější objev na světě oceánu! Který skrývá světové oceány? Zjistili, že vodou?

Průkopník oceánografii. Organizátor a prvním ředitelem Institutu oceánologie byl akademik Petr Shirshov, úžasný člověk. Jako student biologické fakulty Dnepropetrovsk institutu veřejného školství, plaval přes peřeje Dněpru pro vzorky speciálního řas, které rostly na skalách, zatímco slavné Dnieper Rapids. Nyní obávané peřeje tam, zmizely pod vodou po vybudování Dněpru přehrady. Ale byly tam dva výzkumy, práce věnovaná těchto řas.

Po dokončení studia, PP Shirshov přestěhoval do Leningradu a stal vědeckým pracovníkem Botanického ústavu SSSR, a pak jde do práce v arktickém ústavu. V roce 1930, Lazarev zúčastnil expedice na poloostrově Kola, sestavil bio kartu v Nové Zemi. V roce 1934, PP Shirshov opět poslal do Arktidy - expedice na palubě parníku „Chelyuskin“. Drsné podmínky arktické noci Shirshov nezastavil vědeckou práci v ledové táboře. Téměř tichý potlesk hrdinové Chelyuskin eposu as Shirshov opět jede na výzkum v Arktidě na ledoborec „Krasin“.

V roce 1937 -1938 let. Název Shirshov známý po celém světě. Jako součást slavného kvarteta „Papanin“ přistál na ledové kře na severním pólu. První věc, kterou on začal dělat - je snížit se svými spoluhráči díru v husté, multimetr led, na kterém byl tábor rozpadl. Když byla provedena díra, PP Shirshov snížena ve své vlečné síti pro lov mořského života. Něco jako velký „nákupní tašky“ vyrovnávání s malými otvory. Sklonil, a to navzdory skutečnosti, že byl dobře známo, že tehdy dominantní hypotézy, že v Severním ledovém oceánu na severním pólu, nemůže existovat žádná zvířata. Oceán je hluboce - více než 4 km z tenkého ocelového lana byla navinuta na bubnu ruce navijáku. Bylo to velmi tvrdá práce, v níž jsou všechny „Papanin“ účastnil. Studie skončila naprostým úspěchem - oceánu na severním pólu k populaci. Otvor sestoupil nejen vlečné sítě, ale i jiná zařízení. Včetně - couvání teploměr (rtuť), aby se ujistil, že vám umožní změřit teplotu vody v hloubce oceánu, kde je to nezbytné. Obyčejný teploměr nemůže udělat. Měření na stanici „severní pól“ ukázala, že relativně teplé vody severoatlantické oblasti dosáhnout pólu, ale nachází hluboko pod ledem. Bylo to jako zjevení. Shirshov ji vysvětlit takto: Atlantic vody zahrnuty v Polar pánve, pohybující se na sever a na východ, se ochlazují. Proto se stává těžší a ponořit se do hlubin Severního ledového oceánu. bylo provedeno mnoho důležitých pozorování.

Za vynikající objevy v biologii a oceánských hydrophysics Shirshov byl zvolen v roce 1939 jako plnoprávný člen Akademie věd SSSR.

Pamatujeme si Shirshov nejen jako vynikající vědec, polární cestovatel a ředitel Institutu oceánologie. Patnáct let byl ministrem námořnictva Sovětského svazu, a to i v obtížných letech Velké vlastenecké války. Zároveň působil jako náměstek předsedy rady ministrů SSSR dopravy. Vždycky měl skromnost a jednoduchost, byla hladká při jednání s podřízenými. Jeho vědecká práce udělali velký přínos světové vědy.

Jak se stát oceánograf. Námořní experti různých profilů, inženýrů a vědců se připravují celou řadu středních a vyšších škol naší země. Geografická a Katedra fyziky na Moskevské státní univerzitě. MV Lomonosov Moskva státní univerzita oceanographers vyrábět všeobecný a hydrophysics.

Moskva Ústav fyziky a technologie, na Katedře oceánu termogidromehaniki také připravit vysoce kvalifikované odborníky. Institut oceánologie. Shirshov - základ pro studenty tohoto oddělení. Institut vědci přednášet na odborných předmětů. Studenti získají silné zázemí v matematice, fyzice, hydrodynamiky, inženýrsko fyzikální experiment v oceánu. V jednom z pracovišť Institutu oceánologie studentů mít první trénink po skončení III roku, a poté, co V průběhu jdou na dlouhou cestu na jednom z výzkumných plavidel ústavu. V praxi se seznámí s metodami a technikami fyzikálních studiích oceánu a sbírat materiál pro své disertace. Koupání v dálkových letech v rámci 3,5-4 měsíců dává studentům hodně: je možné nejen pro sběr experimentálních dat, ale také k jeho zpracování v počítači lodi, kompilovat data.