Мировой океан

            Плотность морской воды зависит от давления, температуры и солености. Плотность морской воды близка к 1.025 г/см куб. Охлаждаясь, вода становится еще более тяжелой. Давление также увеличивает плотность морской воды. Поэтому на глубине 5000 м плотность морской воды возрастает до 1.050 г/см куб. Как правило, океанографы не измеряют плотность непосредственно, предпочитая вычислять ее по данным о температуре, солености и давлении. Часто их интересует зависимость плотности морской воды только от температуры и солености.

    Обычно  плотность, при вычислении которой  давление не учитывается, возрастает с  глубиной. В этом случае говорят, что  вода устойчиво стратифицирована. В  стратифицированном океане трудно перемещать воду поперек линий постоянной плотности, это значительно легче сделать  вдоль таких линий. Говоря языком физики, для перемещения воды поперек  линий постоянной плотности нужно  совершить работу - увеличить потенциальную  энергию. Для перемещения воды вдоль  линий постоянной плотности нужно  лишь преодолеть трение воды, а морская  вода обладает повышенной «текучестью».

    В океане не только холодно, но и темно. На глубине свыше 100 м невозможно увидеть днем ничего, кроме редких биолюминисцентных вспышек света  от проплывающих рыб и зоопланктона. В отличие от атмосферы, сравнительно прозрачной для всех волн электромагнитного  спектра, океан непроницаем для  них. Ни длинные радиоволны, ни коротковолновое  ультрафиолетовое излучение не могут  проникнуть в его глубины.

    В любой текучей среде, включая  морскую воду, потери солнечного излучения  довольно хорошо описываются так  называемым законом Беера, который гласит, что количество энергии, поглощенной на некотором расстоянии, пропорционально исходному ее количеству. Это дает возможность охарактеризовать морскую воду с помощью коэффициента относительного пропускания. Коэффициент пропускания меняется у воды в зависимости от длины волны излучения, и в частности видимая часть спектра солнечного света пропускается водой значительно лучше, чем излучение с более короткими или более длинными волнами. Различие между пресной и соленой морской водой в этом отношении не играет роли.

    Установлено, что на 100-метровую глубину в океан  проникает менее 1% солнечной энергии, достигшей поверхности воды.

    Из-за непрозрачности океана для электромагнитного  излучения мы лишены возможности  использовать радиоволны и радары для  изучения океана. Погрузившаяся подводная  лодка может принять радиосообщение только через плавающую на поверхности  антенну либо с помощью радиоустройств, работающих на волнах такой длины, при  которой закон Беера уже не выполняется. С другой стороны, для  звуковых волн океан гораздо более  проницаем, чем атмосфера, и по причине  своеобразного изменения скорости звука в водной толще он может  распространяться в океане на чрезвычайно  большие расстояния.

    Скорость  звука в океане меняется в зависимости  от давления, температуры и солености - 1500 м/с, что в 4 - 5 раз превышает  скорость звука в атмосфере. С  увеличением температуры, солености  и давления скорость звука возрастает. Скорость звука в воде не зависит  от его высоты или частоты.

    Звук  в океане распространяется не по прямой линии, он всегда отклоняется в сторону, где скорость меньше.

    В соответствии с увеличением давления скорость звука растет с глубиной. Совместное влияние температуры  и давления обычно приводит к тому, что где-то в промежуточном слое между поверхностью и дном океана скорость звука принимает минимальное  значение. Этот слой минимума скорости называют звуковым каналом. Из-за того, что путь звука всегда искривляется в сторону слоя воды с меньшей скоростью распространения, слой минимума скорости канализирует звук.

    Звуковой  канал в океане обладает свойством  непрерывности. Он простирается почти  от поверхности океанических вод  в полярных широтах до глубины  около 2000 м у берегов Португалии, при средней глубине порядка 700 м. Сверхдальнее распространение звука  в океане объясняется тем, что  и источник звука, и улавливатель находятся возле оси звукового  канала.

    Океанская вода содержит соли, газы, твердые частицы  органического и неорганического  происхождения. По массе они составляют всего 3.5%, но от них зависят определенные свойства воды. 

    Таблица 1.

    Состав  морской воды                                                 

    Компонент 

    Концентрац.г/кг: 

    Хлор  19.353 

    Бикарбонат 0.142

    Натрий  10.760 

    Бром 0.067

    Сульфат  2.712 

    Стронций 0.008

    Магний 1.294 

    Бор 0.004

    Кальций  0.413 

    Фтор 0.001

    Калий  0.387