Курсовая работа (т): Проблеми відокремлення Південного океану

На материковому шельфі Антарктиди крупних островів немає, але достатньо островів середнього розміру і малих. Найбільш значні з них о-ви Петра І, острів Скотта і о-ви Баллені. Всі вони складені з вулканічних порід третинного і четвертинного віку і представляють згаслі вулкани.

Крім типових вулканічних островів біля берегів Антарктиди розкидана велика кількість більш менших, складених з вивержень і древніх осадових порід. Прикладами таких острів є о-ви Хасуел, о-ів Чик і о-ви Генрі. Всі вони складені різними видами граніту. Вони представляють собою невеликі купола з оголеними схилами, на яких видно сліди льодовика.

Оригінальні о-ви Перемога і Дригальського. Обидва вони повністю складені з льоду. Острів Перемога - айсберг (площа його 2.5 тис. км2), що відколовся від шельфового льодовика Шеклтона і осівший на мілину недалеко від берега. Острів Дригальського - льодовиковий купол, повністю складений із льоду.

Декілька груп островів материкового типу лежать на континентальній мілині Південної Америки. Сама велика з них група області Магальянес, до якої входить о-ів Вогняна Земля і оточуючі його острови. Острови складені з різних комплексів порід: осадові, метеморфізовані, вулканічними і льодовиковими на рівнинах.

Біля берегів Австралії Південний океан омиває о-ів Тасманія, що представляє горстові глибу з такою ж самою будовою, що і Анди. Південний океан омиває о-ів Південний Нової Зеландії. Рельєф острова гірський, складчастий хребет Південних Альп висотою до 3764 м (гора Кука) має протяжність через весь острів.

За своєю різноманітною будовою також є Південні Шетландські острови. Тут зустрічаються інтрузивні породи, глинисті сланці, а також молоді вулканіти. На островах в кайнозої була широко розвинута вулканічна діяльність, в результаті якого були розвинуті породи середньо лужного типу. Острови, що входять у Південну Шетландську групу, мають високо гірський рельєф і несуть сучасні льодовики.

Океанічні острови Південного океану розподіляються на два підтипи: острови, що розміщені на сейсмічно активних океанічних хребтах, і острови, що розташовані на асейсмічних океанічних підняттях. Острови першого підтипу лежать у межах серединно-океанічних хребтів. Таким чином, рельєф островів цього підтипу - вулканічний: переважають вулканічні конуси, лавові плато, крупні схили, кратерні форми. Частково схили почленовані вузькими ерозійними долинами, спостерігаються терасованість схилів (о-ів Маккуорі),льодовикові форми (для островів Антарктиди і Субантарктиди характерно сучасне зледеніння).

До другого підтипу океанічних островів Південного океану відносяться надводні споруди на асейсмічних океанічних підняттях, що розміщених на двох плато південної частини Індійського океану. Плато арх. Крозе, Кергелен і Хьорд. Площа самого крупного острова арх.. Кергелен - о-ва Кергелен - 6.5 тис. км2, він оточений великою кількістю маленьких острівків і скелями, а також представляє собою плато висотою 500 - 1000 м, складеного базальтовими лавами і туфами. Значна частина острова охоплена сучасними зледеніннями.

На завершення можна відмітити, що острови Південного океану розміщені у двох географічних поясах - помірному і антарктичному. Причому деякі острови помірного поясу, як і всі острови антарктичного, зовсім безлісні, що визиває деякі складнощі при проведені меж між поясами. Проте при порівняні широтного і меридіонального ряду островів все таки вдається встановити географічні відмінності їх природи, при цьому провінційні закономірності інколи виходять сильніші за широтні.

РОЗДІЛ 4. КЛІМАТИЧНІ УМОВИ ПІВДЕННОГО ОКЕАНУ

.1 Фізико-географічні умови формування клімату

Формування клімату Південного океану обумовлено його географічним положенням, вплив високо гірського континенту Антарктиди, відсутність теплих меридіональних течій, динамікою морських льодів і атмосферної циркуляції.

Циркумполярне розміщення океану в помірних широтах Південної півкулі обумовлює зональне розподілення сонячної радіації, що поступає до його поверхні на протязі усього року. На півночі він стикається з теплими водами Атлантичного, Індійського і Тихим океанами, його південна межа - береги Антарктиди. Вплив холодного материка проявляється не тільки в безпосередній адвекції холодних повітряних мас в прибережні райони, але й в щорічному стоці 2000 км3 материкового льоду, на танення яких витрачається більше 16 1016 ккал тепла.

Таке місцеположення океану зумовлює поступове зниження температури поверхневого шару води з 10.3° на його північній межі до 1.3° на південній, а також зональність у розподіленні турбулентного теплообміну океану з атмосферою.

Істотний вплив на клімат роблять морські льоди. Річна мінливість льодів надзвичайно велика і досягає 16 млн. км2 при загальній їхній площі 18 млн. км2. Влітку на танення льодовиків витрачається значна кількість сонячної радіації, а взимку льоди зменшують теплообмін океану з атмосферою. Енергія фазових перетворень на поверхні океану, що зв’язана з процесами танення і утворення льодів, сприяє згладжуванню річного ходу температури повітря не тільки у поверхні океану, але й в нижньому 500-метровому шарі.

Всі названі фізико-географічні умови формування клімату Південного океану, його велика теплоємність, що обумовлена значними глибинами, відсутність меридіонального розміщення орографічних перешкод на його акваторії та теплих течій, сприяють зональному розподіленню всіх метеорологічних елементів, а також розвитку великих швидкостей переміщення зонально орієнтованих циклонів. Через штормові вітри, що виникають при проходженні цих циклонів, 40-ві та 50-ті широти Південного океану отримали назву «ревущіх» і «несамовитих».

4.2 Сонячна радіація

Влітку завдяки перегілійному положенню Землі кількість сонячної радіації, що приходиться на верхню межу атмосфери Південного океану, приблизно на 7% більше, ніж тих самих широтах в Північній півкулі. Проте через велику повторюваності хмар і туманів кількість радіації, що надходить до поверхні океану, в цілому невелика (табл. 4), причому частка прямої радіації в сумарній на 50° пд. ш. складає усього 10 - 15%.

Наведенні у табл. 4 данні свідчать тільки про потенційні можливості поглинання сонячної радіації поверхнею океану. Кількість сонячної енергії, що витрачається на нагрівання повітря, визначається здатністю підстилаючої поверхні поглинати короткохвильову і випромінювати довгохвильову (теплову) радіацію. Ця здатність може виражатися через альбедо, значення якого у Південному океані змінюється у діапазоні 6 - 90%. Так, поверхня морського льоду, покривається свіже випавшим снігом, 80 - 90% радіації, що поступає відбивається назад до атмосфери. Поверхня океану, вільна від льоду, без залежності від динамічного стану і ряду інших факторів відбивається лише 6 - 10% радіації.

Характерна особливість просторового розподілу сонячної радіації - зональність, що зумовлена астрономічними факторами, циркумполярним положенням акваторії океану, відсутність значних участків суші на його акваторії зональним розподіленням морських льодів.

Розподілення радіаційного балансу короткохвильової радіації на поверхні Південного океану також має чітко виражену зональність. Його значення монотонно зменшуються від 80 ккал/см2•год на північній межі океану до 20 ккал/см2•год біля межі морських льодів.

південний океан рельєф дно

Таблиця 2 - Кількість сонячної радіації (кал/см2 мес), що надходить до поверхні Південного океану

4.3 Атмосферна циркуляція, баричне поле, вітер

Характерною рисою атмосферної циркуляції над акваторією Південного океану являється активна циклонічна активність (рис. 3). В січні вона спостерігається в основному від 35-ї паралелі до побережжя Антарктиди. Більшість циклонів переміщується зонально.

А                                                                        Б

Рис. 3 - Траєкторії і повторюваність циклонів над Південним океаном в січні (А) і в липні (Б); по Мілашенку, 1978

Повторюваність циклонів у місяць: 1 - менше 5, 2 - 6-10, 3 - більше 10.

Зональні циклони над Південним океаном мають тенденцію зміщуватися з південної складової, причому на деяких територіях вона збільшується, це пов’язано з локалізацією зони субтропічного максимуму тиску.

Для Південного океану характерне добре виражене зональне розподілення атмосферного тиску. Максимальний тиск відмічається у північній частині океану, що примикає до субтропічного антициклональному поясу. На південь від цієї зони тиск різко знижується, де досягає мінімуму десь біля 60 і 65° пд. ш. Ця при антарктична зона низького тиску простежується на картах на протязі усього року і представляє собою сукупність окремих кліматичних депресій.

У співвідношенні з структурою баричного поля формується і поле вітру. В Південному океані можна виділити два основних вітрових поясів: стійкі західні вітри помірних широт і східні вітри при арктичної зони. Стійкі західні вітри охоплюють значну територію помірних і субполярних районів. Вони розповсюджуються до зони антарктичної дивергенції.

Із рис. 4 видно, що зона максимуму швидкості вітру не являється непереривною, що визвано локалізацією в розвитку циклонічної діяльності. Найменші швидкості вітру відмічаються в західній частині атлантичного сектору Південного океану і в східних районах його тихоокеанського сектора. Максимальні швидкості вітру (до 11 м/с) відмічаються в австралійській частині океану.

Рис. 4

4.4 Температура повітря біля поверхні океану

Розподілення середньої температури повітря над Південним океаном в цілому зональна. Вона швидко збільшується, особливо в зимні місяці, від антарктичного узбережжя на північ. У зв’язку з асиметричністю положення материка відносно полюса середня температура повітря на одній і тій самій широті в атлантичному і індійському секторах Південного океану на 3 - 5° нижче, чим в тихоокеанському. У середині літа (січень) у біля антарктичного побережжя вона не перевищує 0° (-6° в морях Уедделла і Россв), 50° пд. ш. збільшується до 7° в індійському і атлантичному секторах і до 12° - тихоокеанському.

Найбільш теплий місяць поряд з узбережжям Антарктиди - січень, у відкритому океані - лютий. Взимку найбільш низькі середні температури над океаном відмічаються за звичай в липні, рідше в серпні, в прибережних районах - в серпні (інколи в липні).

На схід від 50°пд. ш. в любий місяць року температура повітря може бути від’ємною. Літом мінімальна температура на півночі зазвичай не знижується нижче -2°, тоді як поблизу побережжя влітку (січень) вона може понижуватися до -20°. У зимні місяці над вільною від льоду акваторією температура повітря не буває нижче -10°.

Максимальна температура повітря поблизу узбережжя (за виключенням Антарктичного півострова) у зимню пору року (квітень - жовтень), як правило, не піднімається вище 0° і коливається від 0 до -5°.

У літні місяці температура тут не перевищує 9°. В більш північних районах максимальні температури на протязі усього року додатні і на 50-й паралелі досягають влітку 24°, а взимку 12°.

Річна хвиля температури повітря над океаном випереджає річну хвилю температури поверхні води на один-два тижні, так, що з кінця літа до середини зими повітря у середньому холодніше води, а з кінця зими до середини літа - тепліша. Не дивлячись на загальне зональне розподілення термічного поля, в окремих районах спостерігається значні відхилення температури від середньо зональних значень (рис. 5).

Рис. 5

4.5 Кліматичне районування

Кліматичні зони в Південному океані виділяються достатньо чітко. Згідно В. А. Бугайову (1963), це зона дрейфуючих льодів і айсбергів, зона відкритих океанічних вод і зона помірного клімату.

Зона дрейфуючих льодів і айсбергів розміщується від узбережжя Антарктиди до 60° пд. ш. Тут відмічається велика повторюваність низьких хмар і туманів, опади випадають часто, їх загальна сума може досягати 1000мм.

Зона відкритих антарктичних вод - це штормові 50-ті широти Південного океану, її північна межа - лінія антарктичної конвергенції. На протязі усього року ця територія Південного океану вільна від льоду. Середня температура зими -2°, влітку вона досягає 10°.

Зона помірного клімату має дві природні океанічні межі: лінію антарктичної конвергенції на півдні і лінію субтропічної конвергенції на півночі. Клімат цієї зони не однорідний, а з точки зору атмосферної циркуляції - це перехідна зона між штормовими 50-ми широтами і кільцем субтропічних антициклонів. Середньомісячні температури повітря на протязі всього року тут додатні: взимку 5-12°, влітку 10-18°.

І в тепле, і в холодне півріччя зона дрейфуючих льодів і айсбергів знаходиться під впливом активної циклонічної діяльності, через це погода тут нестійка, напрямок швидкості вітру швидко змінюється. Тривалість штормової погоди становить від декількох годин до двох-трьох днів, повторюваність її дуже велика.

У літнє півріччя для зони дрейфуючих льодів і айсбергів дуже характерні практично «ізотермічні» умови. Біля берегів Антарктиди проходить ізотерма -4°, до півночі простирається слабо градієнтне температурне поле, а біля 60-ї паралелі з’являються ізотерми +2 і +4°. При спокійній погоді над дрейфуючими льодяними полями холодніші, ніж над узбережжям Антарктиди. Однак з наближенням до крайки льодів відзначається різке підвищення температури, з'являється щільна низька хмарність, нерідко зливається з туманом, відзначаються часті снігопади або переохолоджений дощ. Північна межа цієї кліматичної зони збігається з ізотермою -10°.

РОЗДІЛ 5. ОСОБЛИВОСТІ ГІДРОЛОГІЇ

.1 Течії

Течії на поверхні Південного океану створюються головним чином пануючими вітрами. Головним елементом поверхневої циркуляції є Антарктична циркуляційний протягом, що має східний напрямок, воно має смугу шириною від 40 до 50° ю. ш. і захоплює товщу вод від поверхні до 3000 м, а місцями і більше. Швидкості течії різні в різних частинах океану. У районі протоки Дрейка вони досягають 35-40 см / с. Між Антарктидою і Африкою швидкості складають 22-30 см/с, а між Австралією і Антарктидою швидкості течій рівні 25-45 см / с.

Південніше 65 ° ю. ш. поверхневі води переміщаються на захід, утворюючи вздовж континенту щодо неширокий (до 150 км) пояс Західного прибережного течії. Але це не єдиний потік. Протягом то близько підходить до берега, то помітно віддаляється від нього під впливом стічних вітрів з материка. Крім перерахованих основних течій, на поверхні Південного океану утворюються локальні різноспрямовані кругообіги вод. У загальній циркуляції вод океану важливе місце займає їх вертикальний рух. Між Східним і Західним течіями внаслідок їх розбіжності (дивергенції) відбувається підйом глибинних вод, збагачених поживними речовинами.