Области апвеллинга

Апвеллинг и природные питомники в океане

Области апвеллинга

С борта судна океан чаще всего кажется безжизненным.

Иногда за несколько дней плавания удается увидеть лишь двух‑трех дельфинов, пристроившихся к носу судна, либо редкий фонтанчик воды, выброшенный в воздух кашалотом, случается мелькнет акула.

Однако это впечатление верно, если считать, что океан населяют только крупные животные. На самом деле в поверхностном слое океана обитают мельчайшие организмы – фитопланктон, питающий все остальные группы морских организмов.

Для существования фитопланктона мало только солнечного света и растворенной в воде углекислоты, участвующих в фотосинтезе.

Необходимы также биогенные элементы, и прежде всего фосфор, азот, кремний, кальций, из которых строятся органические и неорганические части организма.

В большинстве районов океана фитопланктон развивается в условиях жесткого лимита нитратов, фосфатов и кремнезема. По мере выедания этих соединений цветение фитопланктона притормаживается.

Однако известны такие зоны в океане, где фитопланктон не испытывает недостатка в биогенных соединениях. В результате величина биологической продукции в этих зонах необычайно высока – в тысячи и десятки тысяч раз превосходит среднюю для океана.

Плотность популяций фито‑ и зоопланктона, ряда видов рыб, морских млекопитающих и птиц здесь достигает максимальных значений.

Эти огромные по протяженности (несколько сот и даже тысячи километров), но относительно узкие области вдоль континентальных окраин – настоящие природные питомники.

Подобная, на первый взгляд странная локализация жизни в океане определяется исключительно важным и интересным явлением, получившим наименование «апвеллинг» (устойчивый подъем глубинных вод).

Дело в том, что в нижней части водной толщи океана скапливается и разлагается большая часть выведенных из биологического круговорота продуктов метаболизма морских организмов. Поэтому за многие миллионы лет здесь образовалась настоящая кладовая всех необходимых для жизни веществ.

Отсутствие света на больших глубинах не дает возможности организмам их использовать. Однако там, где глубинные массы поднимаются вверх, сразу же наблюдается вспышка жизни, которая поддерживается почти непрерывным цветением фитопланктона.

Наиболее интенсивные и устойчивые апвеллинги возникают в областях пассатной циркуляции. Пассаты, постоянно дующие в западном направлении ветры, отгоняют от побережья теплую поверхностную воду. На ее место из глубин поднимается холодная, богатая биогенами вода. Пассаты дуют из пустынь на границе тропической и субтропической зон.

Они во многом определяют структуру поверхностных течений. Возбуждаемые ими экваториальные течения выносят огромные массы разогретой воды из восточной периферии океана в западную. Отсюда теплые тропические течения движутся вдоль континентальных окраин на юг или на север.

Грандиозный перенос теплых вод в средние и высокие широты компенсируется с другой стороны океана перетоком холодных вод из антарктических (или арктических) районов по направлению к тропикам. Эти течения, названные холодными пограничными, двигаясь вдоль восточных континентальных окраин в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах, играют особую роль.

Насыщенные кислородом, холодные воды особенно благоприятны для развития в зонах апвеллинга крупных популяций организмов. К мощным холодным пограничным течениям относятся Перуанское и Калифорнийское в Тихом океане, Канарское и Бенгельское в Атлантике, Восточно‑Австралийское в Индийском океане.

Вместе с холодными водами Перуанского и Бенгельского течений почти к самым тропикам из Антарктики поднимаются киты, пингвины, морские слоны и другие животные, а также птицы из высоких широт. Здесь они охотятся за многочисленными стаями рыб, ресурсы которых в апвеллинговых зонах по‑истине неисчерпаемы.

Автору этих строк довелось участвовать в исследованиях, проводившихся в 1972 г. на судне «Профессор Месяцев» у побережья Перу совместно с перуанскими специалистами.

Ночью вода здесь фосфоресцирует от несметного множества крошечных живых существ – диатомей. То тут, то там ее прочерчивают сотни зеленых полосок.

Это проносятся стайки перуанского анчоуса – мелкой рыбешки, брюшные полости которой набиты светящимся фитопланктоном.

Диатомеи, строящие свои панцири из кремнезема, особенно бурно размножаются в холодной воде. Мелкие рачки и рыбешки не способны поглотить огромные количества этих существ. Отмирая, они опускаются на дно, где разлагаются, образуя черный осадок типа каши.

Этот осадок содержит также целые или полуразрушенные створки панцирей диатомей, зерна кварца с «пустынным загаром» и агрегаты глинистых частиц. Значения pH в таком осадке обычно составляют 9–10, a Eh (окислительно‑восстановительный потенциал) нередко опускается до –200 мВ.

Это максимальные значения, определяемые в современных осадках. Они свидетельствуют о существовании на дне агрессивной щелочной среды, обусловленной отсутствием кислорода и сероводородным заражением не только самого осадка, но и придонного слоя воды.

Созданию такой обстановки на шельфе и на прилегающих участках склона способствуют, видимо, катастрофические заморы, время от времени случающиеся в зонах подъема глубинных вод.

В районе перуанского апвеллинга они связаны с отходом холодного течения от подводной окраины континента или с поворотом на юг теплого экваториального течения Эль‑Ниньо. Вторжение разогретых до 30° вод, почти лишенных кислорода, приводит сначала к гибели диатомового фитопланктона, а затем и всего сообщества рыб, птиц и морских организмов, составляющих единую трофическую цепочку.

Подобные процессы носят циклический характер: они происходят в среднем раз в 10–12 лет. Катастрофические заморы отмечались у побережья Юго‑Западной Африки, т. е. в зоне действия Бенгельского течения, у Западного побережья полуострова Индостан, где апвеллинг является сезонным и связан с муссонами.

Скопление на дне огромного количества неразложившихся органических остатков создает неблагоприятные условия для развития бентоса, представленного здесь лишь немногими группами микроорганизмов, например сульфатредуцирующими бактериями.

Концентрации органического вещества в переводе на Сорг достигают в осадках апвеллинговых зон 10–16% сухого веса. Это вещество присутствует в форме сложных полигетероконденсатов, содержащих фрагменты белковой, углеводной и нуклеиновой природы.

Много и липидных компонентов.

Вместе с органическими остатками в осадки попадает большое количество фосфора, серы, меди, железа, ванадия, урана и других биофильных элементов. Одни из них входили в состав прижизненных клеточных структур, другие адсорбировались при прохождении органических остатков сквозь толщу воды.

В условиях высоких pH и отрицательных Eh многие устойчивые образования, например кремнистые скорлупки диатомей, распадаются, а некоторые элементы становятся подвижными. Уходя из зон распространения углеродистых черных илов, они концентрируются на границах их ареалов.

Фосфор выпадает главным образом в виде карбонатапатита, замещая костные остатки животных, либо образует фосфатные «рубашки» вокруг зерен терригенных минералов: кварца, полевых шпатов и др.

Промысловые тралы, использовавшиеся в экспедиции на «Профессоре Месяцеве» для изучения донных рыб и других бентосных животных, нередко поднимали со дна целые фосфоритовые плиты вместе с Другими коренными породами. Области древних апвеллингов являются в настоящее время богатейшими фосфоритоносными провинциями. Таковы, например, Марокканский и Сенегальский бассейны, а также бассейн Тарфая‑Аюн на континентальной окраине Северо‑Западной Африки.

С зонами апвеллингов связаны уникальные парагенезы осадков, не встречающиеся в других частях ложа океана.

Так, в верхней половине континентального склона многие участки покрыты глауконитовым песком.

Глауконит – минерал глинистой природы, встречающийся, однако, не в виде тонких чешуек, как большинство глинистых минералов, а в форме темно‑зеленых зерен размерностью от крупноалевритовой до крупнопесчаной (0,05–1 мм).

Это микростяжения с глобулярной структурой, формирующиеся в определенных условиях непосредственно на морском дне. В кристаллической решетке глауконита много железа, калия, меди и других элементов.

Поэтому он является ценным минеральным сырьем. Глауконитовые пески, распространенные в апвеллинговых зонах на огромных пространствах, обычно занимают пологие участки континентального склона на глубинах от 200 до 500 м.

Надо сказать, что в зонах подъема глубинных вод, помимо фосфоритов и глауконита, встречается много цеолитов, барит, натриевый монтмориллонит и т. д. Так, щеточки цеолитов вырастают на подложке из полевых шпатов или рогульках вулканического стекла.

После захоронения под чехлом более молодых осадков, уплотнения и отжатия седиментационных вод возникает так называемая апвеллинговая формация.

Для ее разреза характерен необычный набор осадочных образований: диатомиты и кремнистые глины, горючие сланцы, фосфориты, глауконитовые песчаники.

Нередко вместе с ними попадаются своеобразные глины, сложенные игольчатыми минералами – палыгорскитом и сепиолитом. Из чистых разностей диатомитов получают кремнистое сырье.

Палыгорскитовые глины применяются для приготовления буровых растворов и в других целях. Горючие сланцы служат источником энергии и углеводородов.

В диатомитах и кремнистых глинах формации Монтеррей, широко распространенной на континентальной окраине Калифорнии, в последние годы открыты богатейшие скопления нефтяных углеводородов (месторождение Пойнт‑Аргуэлло в бассейне Санта‑Мария). Предполагают, что нефть возникла в породах формации, обогащенных органическим веществом сапропелевой природы.

Предыдущая20212223242526272829303132333435Следующая

Дата добавления: 2016-02-04; просмотров: 836; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/6-80566.html

Искусственный апвеллинг. Освоение ресурсов глубин Мирового океана

Области апвеллинга

Апвеллингами называются морские течение, поднимающие к поверхности моря воды из более глубоких слоев. Эти глубинные воды обладают значительно более низкой температурой, но содержат значительно большее количество химических элементов, необходимых для развития водных растений (водорослей).

К таким элементам, получившим название «биогенные элементы» или «биогены», прежде всего, относится азот и фосфор.

Их высокое содержание в глубинных водах обусловлено постепенным накоплением за счет разложения (минерализации) остатков, оседающих из верхних слоев, и невозможностью их использования в процессе фотосинтеза из-за отсутствия света в этих горизонтах водной толщи.

Биологическая продуктивность морских экосистем в большинстве случаев лимитируется именно содержанием в воде биогенов. Поэтому зоны апвеллингов практически всегда отличаются высоким уровнем биологической продукции. На эти районы, занимающие ничтожно малый процент площади Мирового океана, приходится значительная часть вылавливаемой рыбы.

Весьма выгодным является и размещение вблизи зон апвеллингов и некоторых видов хозяйств аквакультуры (искусственного разведения морепродуктов). По этой причине в середине ХХ в.

получила распространения идея об увеличении морских биологических ресурсов (далее – биоресурсы) путем создания различных инженерно-технических устройств (систем), предназначенных для подъема глубинных вод. По аналогии с природным явлением они получили название «искусственные апвеллинги». Однако биогены – это далеко не единственные ресурсы глубинных вод.

Они также содержат и различные другие ценные компоненты (в т.ч. из глубинных вод можно извлекать ценное минеральное сырье: серу, дейтерий и др.). Некоторые виды ценного сырья лежат на поверхности подводных грунтов или их в самых верхних слоях. Например, это «железомарганцевые конкреции», месторождения которых уже открыты в различных районах Мирового океана.

Их добыча планируется как подъем пульпы (смесь грунта и глубинных вод). После изъятия руды отработанные и сильно загрязненные глубинные воды, составляющие до 90% массы пульпы, будут сбрасываться в поверхностный слой моря. Подъем глубинных вод может также использоваться для производства электроэнергии на называемых океанских термальных электростанциях (ОТЭС или ОТЕС). Таким образом, «искусственный апвеллинг – это инженерно-техническое устройство или система, предназначенные для подъема вод из глубоких слоев моря с целью освоения их ресурсов (биологических, минеральных и энергетических)».

Морские течения, направленные от поверхности море вниз, получили название даунвеллинги. Этот название распространилось на специальные устройства, нагнетающие поверхностные поды, в придонные слои моря. В настоящее время искусственные даунвеллинги используются, главным образом, для борьбы с заморами.

Однако подъем глубинных вод к поверхности моря (также как и опускание поверхностных вод в придонные слои) в ходе человеческой деятельности далеко не всегда осуществляется целенаправленно. Например, такие явления происходят при прокладке подводных коммуникаций.

Восходящие потоки глубинных вод образуются и столкновениями придонных течений с опорами нефтяных платформ и другими техногенными изменения рельефа дна.

В отличие от искусственного апвеллинга подобные случаи нецеленаправленного подъема (ли опускания) глубинных вод можно обозначить термином «техногенная дестратификация».

Воздействие техногенного подъема глубинных вод

Воздействие техногенного подъема глубинных вод на окружающую среду может носить как позитивным, так негативным (см. раздел Нарушение режима стратификации водных объектов). При этом характер воздействия во многом зависит от масштабов деятельности и степени ее управляемости.

Один и тот же фактор, обусловленный подъемом глубинных вод, может иметь как желательные, так и нежелательные последствия.

Например, увеличение содержания биогенов на основе организации искусственного апвеллинга – это перспективный путь повышения продуктивности морских хозяйств и даже увеличения биоресурсного потенциала отдельных морских акватории.

Если глубинные морские воды не содержат вредных, то данный способ значительно более экологичен, чем альтернативное достижение этой же цели путем внесения в воду минеральных удобрений. Но нерегулируемое повышение биопродуктивности – это эвтрофирование, в данном случае «дестратификационное эвтрофирование».

В морских водоемах это может привести к образованию «красных приливов», вызванных цветением морских микроскопических водорослей, нередко сопровождающихся массовой гибелью других морских организмов и создающих опасность для купающихся людей. Глубинные воды могут быть высокотоксичными и по иным причинам.

В придонных слоях накапливаются различные загрязнители. В некоторых районах Мирового океана в них присутствует высокая концентрация сероводорода. Токсичность глубинных вод может повыситься, если их подъем к поверхности осуществляется вместе с частицами донных грунтов (например, при добыче железомарганцевых конкреций).

В тропических странах подъем холодных глубинных вод устройствами искусственного апвеллинга используется как защита от губительного (для культивируемых организмов) прогрева солнцем прибрежных мелководий. Но даже разовый подъем большого объема холодных глубинных вод может вызвать резкое изменение метеорологических условий в целых регионах. При длительных неконтролируемых подъемах воды возможны негативные последствия глобального масштаба (см. раздел Биотехносфера).

Природно-технические системы, возникающие при освоении ресурсов глубин Мирового океана

Любой искусственно спровоцированный подъем глубинных вод следует рассматривать как формирование ПТС. Аналогичные заключение можно сделать и относительно действий, приводящих к опусканию поверхностных вод в придонные слои.

Это происходит как при целенаправленном использовании различных устройств искусственного апвеллинга (или даунвеллинга), так и при техногенной дестратификации, сопутствующей каким-то подводным работам. В обоих случаях морская экосистема начинает функционировать, испытывая воздействие не только природных, но и техногенных факторов.

Исчерпание природных ресурсов на суше создает условия для интенсификации освоения ресурсов Мирового океана и его техногенеза. Практически все виды этой деятельности сопровождаются подъемом к поверхности больших масс глубинных вод или техногенной дестратификацией.

Таким образом, распространенность и масштаб этой категории ПТС в обозримом будущем будет существенно возрастать. Подобные ПТС, как и любые другие могут быть стихийными и управляемыми. Стихийно складывающиеся ПТС, как правило, вызывают деградацию окружающей среды.

Вместе с тем, экологическая оптимизация управляемых ПТС данной категории может стать решением ряда других важных проблем современности. Например, одновременно с решение проблемы дестратификационного эвтрофирования может сопровождаться значительным увеличением производства морских пищевых биоресурсов.

Так, организация хозяйств аквакультуры на отработанных водах ОТЕС не только позволяет получить высокий урожай различных морепродуктов (водоросли, культивируемые на богатой биогенами воде, используются в качестве корма), но и избежать возникновения «красных приливов».

Крупномасштабное управление биопродукционными процессами, на основе контролируемого подъема глубинных вод, может быть использовано как одно из средств борьбы с развитием парникового эффекта, а в перспективе, в качестве инструмента управлением глобальными климатическими процессами.

1.Безносов В.Н. Рост фитопланктона и бактериопланктона в глубинной воде из аэробной зоны Черного моря – Океанология. 1999. Т.39. №1. С.75-79. Аннотация. Исследована динамика развития природного фитопланктона и бактериопланктона в поднятых в поверхностный слой моря глубинных водах. Показано, что вода из нижней части аэробной зоны Черного моря обладает высоким биопродукционным потенциалом и может быть использована в качестве среды для культивирования водорослей и бактерий.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, фитопланктон, бактериопланктон, глубинные воды Черного моря.файл 14p1.doc
Beznosov V.N. Development of Phytoplankton and Bacterioplanktonin the Water Upwelled from the Aerobic Zone of the Black Sea – Oceanology, Vol. 39, №1, 1999, pp. 64-68. Translated from Okeanologoya Vol. 39, N1, 1999, pp. 75-79. Abstract. The dynamics of development of natural phytoplankton and bacterioplankton in the deep water upwelled to the upper sea layer were studied. The water from the lower part of the aerobic zone of the Black Sea was shown to have high bio-productive potential and can be used as an environment for algae and bacteria.Keywords: artificial upwelling, phytoplankton, bacterioplankton, deep water of the Black Sea.файл 14p1en.doc
2.Безносов В.Н. Влияние глубинных вод аэробной зоны Черного моря на жизнедеятельность гидробионтов – Автореф. канд. диссертации. 11.00.11 – Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов (по биол. наукам). М.: МГУ, 1995. 23 с. Аннотация. Исследовано воздействие подъема глубинных вод на различные морские организмы. Эти явления могут стимулировать развитие фитопланктона и макрофитов и, одновременно, оказывать негативное влияние на представителей других групп водной биоты. Нежелательное эвтрофирование при техногенном подъеме глубинных вод, сопровождающееся неконтролируемыми «цветениями» фитопланктона, можно избежать путем культивирования на этих участках макрофитов, способных изъять из среды основную часть биогенов.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, фитопланктон, бактериопланктон, ульва, цистозира, мидия, деэвтрофирование моря.файл 14p2.doc
3.Безносов В.Н., Побединский Н.А. Формирование бактериального перифитона в зоне искусственного апвеллинга – Проблемы биотехнологии. Докл. научн. конф. М.: 1997. С.23. Аннотация. Промышленное культивирование многих видов организмов зависит от состава и динамики развития бактериальной пленки на субстратах, предназначенных для их выращивания. Как показали исследования в зоне искусственного апвеллинга, применяемого для повышения продуктивности морских хозяйств, подъем глубинных вод снижает скорость развития бактериоперифитона и вызвать десорбцию уже прикрепившихся бактериальных клеток.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, бактериоперифитон, десорбция бактерий.файл 14p3.doc
4.Безносов В.Н. Рост макрофитов в воде искусственного апвеллинга из аэробной зоны Черного моря – Океанология. 2000. Т.40. №6. С.890-894. Аннотация. Исследование роста макрофитов в поднятых в поверхностный слой водах Черного моря покачало, что вода из нижней части аэробной зоны обладает высоким биопродукционным потенциалом и может быть использована как среда для культивирования водорослей.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, макрофиты, ульва, цистозира, аквакультура.файл 14p4.doc
Beznosov V.N. Growth of Macrophytes in Artificially Upwelled Water from Aerobic Zone of the Black Sea – Oceanology, Vol. 40, №6, 2000, pp. 890-894. Abstract. A study of growth rate of macrophytes in the area of artificial upwelling should, that the water of lower part of aerobic zone have high bioproductive potential and may be used as a substrate for cultivation of algae.
5.Безносов В.Н., Суздалева А.Л. Воздействие подъема глубинных вод на зоопланктон и личинок рыб поверхностного слоя моря – Океанология. 2001. Т.41. №6. С.870-873. Аннотация. На основании экспериментальных данных рассмотрено воздействие подъема глубинных вод из аэробной зоны Черного моря на зоопланктон и личинок рыб. Показано, что подъем глубинных вод может вызвать гибель организмов, обитающих в поверхностном слое моря.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, зоопланктон, личинки ставриды, личинки хамсы.файл 14p5.doc
Beznosov V.N., Suzdaleva A.L. The Effect of Rise of the Depth Waters on the Surface Layer Zooplankton and Fishes – Oceanology, Vol. 41, N6, 2001, pp. 870-873 Abstract. Basing of the experimental data the effect of rise of the depth waters from the aerobic zone of the Black Sea on the zooplankton and young fishes is considered. Showed, that the rise of depth waters can cause death of the surface layer organisms.
6.Безносов В.Н. Экологические последствия эксплуатации глубинных водозаборов – Безопасность энергетических сооружений. Научно-технический и производственный сборник. Вып. 12. М.: Изд. ОАО «НИИЭС», 2003. С.418-428. Аннотация. Забор вод для технических нужд из глубинных слоев и последующий сброс отработанных вод из систем технического водоснабжения в поверхностные горизонты моря может сопровождаться комплексом нежелательных экологических эффектов – изменением гидрометеорологических условий вследствие охлаждения воздуха, крупномасштабным эвтрофированием вод и др. Эти воздействия необходимо учитывать и своевременно разрабатывать соответствующие природоохранные меры.Ключевые слова: использование глубинных вод, искусственный апвеллинг, дестратификационное загрязнение, дестратификационное эвтрофирование.файл 14p6.doc
7.Суздалева А.Л., Безносов В.Н., Пшеничный Б.П. Применение глубинных водозаборов для компенсации промышленных выбросов углекислого газа в атмосферу – Природообустройство и экол. проблемы водн. хоз-ва и мелиорации. М.: Изд. Московск. гос. ун-та природообустройства, 1999. С.62-63. Аннотация. Богатые биогенами глубинные воды являются благоприятной средой для развития фитопланктона, в ходе которого из атмосферы изымаются значительные количества углекислого газа. Глубинные морские водозаборы энергетических и промышленных объектов (АЭС и др.) можно использовать как средство предотвращение развития парникового эффекта. Однако достижение желаемого результата требует своевременного изъятия образующейся массы водорослей и ее контролируемого использования.Ключевые слова: техногенный подъем глубинных вод, парниковый эффект, фитопланктон, изъятие углерода из атмосферы.файл 14p7.doc
8.Суздалева А.Л., Безносов В.Н., Горюнова С.В., Пшеничный Б.П. Оценка влияния глубинных водозаборов электростанций на биологическую продуктивность морских экосистем – Вестник Российского ун-та дружбы народов. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 1998/1999. №3. С.52-57. Аннотация. Использование глубинных вод для систем охлаждения электростанций может вызвать эвтрофикацию поверхностного слоя моря. На основании экспериментальных данных разработан метод оценки возможного увеличения биомассы фитопланктона в условиях техногенного подъема глубинных вод.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, стехиометрическая модель Редфилда-Ричардса, биопродукционный потенциал глубинных вод.файл 14p8.doc
Suzdaleva A.L., Beznosov V.N., Gorjunova S.V., Pshenichnyi B.P. Evaluation of influence of function deep-water intake of power stations on biological productivity of marine ecosystems – Bulletin of Russian Peoples' Friendship University. Series Ecology and Life Safety. 1998/1999, N3. P.52-57. Abstract. The use of deep-waters for cooling systems of power stations can cause eutrophication of a surface layer of the sea. Basing on experimental data the method of an evaluation of possible increase biomass of phytoplankton in condition technogenic rise of deep-waters is made.
9.Безносов В.Н., Пшеничный Б.П., Побединский Н.А. Использование устройств искусственного апвеллинга для мелиорации водной среды – Природообустройство и экол. проблемы водн. хоз-ва и мелиорации. М.: Изд. Московск. гос. ун-та природообустройства, 1999. С.65-66. Аннотация. Приведены результаты испытания устройства искусственного апвеллинга для очистки прибрежного участка моря от хозяйственно-бытового загрязнения.Ключевые слова: искусственный апвеллинг, очистка моря, аэрация загрязненных участков моря.файл 14p9.doc
10.Безносов В.Н., Никитенков Б.Ф., Железный Б.В., Суздалева А.Л., Пшеничный Б.П. Искусственный рециклинг биогенов путем утилизации глубинных вод в морских и континентальных водоемах – Природообустройство и экол. проблемы водн. хоз-ва и мелиорации. М.: Изд. Московск. гос. ун-та природообустройства, 1999. С.63-64. Аннотация. В краткой форме обобщены основные способы использования биопродукционного потенциала глубинных вод морских и континентальных водных объектов. Предложена терминология описывающая различные формы этой деятельности.Ключевые слова: искусственный рециклинг биогенов, искусственный апвеллинг, использование глубинных вод континентальных водоемов в качестве удобрения.файл 14p10.doc

Источник: https://ntsyst.ru/pages/upwelling.html

Апвеллинг – это что такое? Определение понятия. Виды и зоны апвеллинга

Области апвеллинга

Океан – это глобальная и целостная геосистема, в пределах которой водные массы пребывают в постоянном движении. И эти движения не ограничивается одними лишь течениями, приливами и отливами.

В этой статье речь пойдет о таком интересном процессе, как апвеллинг.

Что это такое? Каков механизм образования этих процессов? И где в Мировом океане расположены основные районы апвеллинга? Здесь вы найдете ответы на все эти вопросы.

Апвеллинг – это… Определение термина

Сам термин позаимствован из английского языка. Слово upwelling можно перевести как «вырываться вверх». Какова же научная трактовка данного термина?

Апвеллинг – это подъем глубинных пластов океанической воды на поверхность. Чаще всего эти процессы характерны для западных берегов материков, но могут наблюдаться практически в любой точке Мирового океана (в том числе, и во внутренних морях). В океанологии выделяется несколько типов апвеллинга:

  • ветровой (наблюдается в открытом море);
  • прибрежный;
  • вихревой;
  • топографический;
  • циклонический (вызван прохождением тропического циклона).

Существует также процесс, обратный апвеллингу – даунвеллинг (downwelling).

Искусственный апвеллинг – это особый тип апвеллинга, провоцируемый человеком при помощи специальных устройств. Они используют термальную энергию Океана или кинетическую энергию волн, чтобы перемещать водные массы к поверхности.

Процесс апвеллинга: основные особенности

Апвеллинг – это отчасти и метеорологический процесс. Ведь он тесно связан с изменением погодно-климатических условий. Главное условие для возникновения апвеллинга – сильный и продолжительный ветер, дующий параллельно берегу (или под небольшим углом к нему). При этом происходит сгон теплого поверхностного слоя, а на его место поднимаются более холодные массы океанических вод с глубины.

Насколько сильно охлаждаются поверхностные воды Океана при апвеллинге? Диапазон температурных перепадов достаточно широк – от 1-2 до 10-15 градусов по Цельсию. Иногда случаются очень резкие скачки температур: от 24-25 до 8-10°C всего за несколько часов.

Чем еще характерен апвеллинг? Во время этого процесса на поверхность океана вместе с глубинными водами выбрасывается огромное количество фосфора, азота и диоксида углерода.

Все эти соединения стимулируют бурное развитие фитопланктона, которым любят полакомиться ракообразные. Последние, в свою очередь, служат кормом для многих костных рыб.

Таким образом, в зонах апвеллинга ихтиофауна всегда богаче, нежели на других участках океана.

Прибрежный апвеллинг

Самый известный и максимально изученный тип апвеллинга – прибрежный. Ведь он непосредственно влияет на деятельность человека, формируя максимально продуктивные рыболовные районы в Мировом океане. Наиболее выражен прибрежный апвеллинг у берегов Чили и Перу, в акватории Аравийского моря, а также на западном побережье Южной Африки.

В формировании прибрежного апвеллинга большую роль играет так называемая сила Кориолиса. В результате ее воздействия все ветровые течения отклоняются влево в Южном полушарии и вправо в Северном полушарии.

В районах активного прибрежного апвеллинга наблюдаются пониженные температуры воздуха (в прилегающих к поверхности воды слоях тропосферы).

Густая вертикальная облачность для таких мест не характерна, так как вся влага сосредоточена внизу. Зато здесь нередко наблюдаются туманы и тонкая слоистая пелена, распространяющаяся горизонтально над водной поверхностью.

Над областями прибрежного апвеллинга очень часто формируется достаточно засушливые микроклимат.

Какие есть закономерности в распределении зон апвеллингов в океанах (Индийском, Тихом, Атлантическом и Южном)? Об этом пойдет речь далее.

География апвеллингов в Мировом океане

По оценкам ученых-океанологов, на зоны апвеллинга приходится всего около 0,1 % от общей площади Мирового океана. Большая часть из них расположена вдоль западных берегов материков (см. карту ниже).

Эти области чрезвычайно богаты рыбой, а на прибрежных участках живет огромное количество птиц, которые активно эту рыбу поглощают. Остается кое-что и человеку.

Согласно статистике, почти половина общемирового вылова рыбы приходится именно на зоны апвеллингов.

Интенсивный апвеллинг наблюдается также и в тех районах Мирового океана, где дуют постоянные ветры пассаты. Сгонный эффект, создаваемый ими, способствует активному и смешиванию глубинных и поверхностных слоев воды. В Тихом и Атлантическом океанах в таких зонах, как правило, зарождаются компенсационные холодные течения (например, Перуанское, Калифорнийское, Канарское и прочие).

Апвеллинг отмечается в Индийском океане. В частности, у северо-западных берегов Австралии, в Аравийском море и вдоль побережья полуострова Индостан.

Превосходная локация для изучения процессов апвеллинга – Южный океан. Вдоль берегов Антарктиды здесь дуют постоянные и очень мощные западные ветра, в результате которых на поверхность поднимаются значительные по объему массы глубинных океанических вод.

Перуанский апвеллинг

Пожалуй, наиболее типичным примером апвеллинга в Мировом океане следует считать Перуанский. Он дает около 20 % мирового рыбного улова. Именно здесь зарождается одноименное холодное течение.

Перуанский апвеллинг отличается размытостью фронтов и минимальными температурными градиентами (не более 0,1-0,2 °C/км). Вертикальных прослоек с температурными инверсиями здесь также не наблюдается. Влияние Перуанского апвеллинга на климат прибрежной территории является наиболее ярким и выраженным.

Как известно, именно здесь сформировалась пустыня Атакама – одно из самых засушливых мест на нашей планете.

Апвеллинг в Черном море

Апвеллинг встречается не только в открытом океане, но и во внутренних морях. К примеру, в Черном море. Температура его прибрежных вод внезапно может снизиться с +22 до +8…+12 °C. В народе об этом неприятном феномене часто говорят так: «воду перемешало».

Причиной черноморского апвеллинга является сильный и продолжительный ветер, дующий по направлению с суши на море. Он сгоняет теплый поверхностный слой, и на его место вырываются еще не прогретые солнцем глубинные водные массы. Этот период, как правило, длится от 3 до 6 дней, после чего температура воды у берегов снова повышается.

Источник: https://FB.ru/article/390212/apvelling---eto-chto-takoe-opredelenie-ponyatiya-vidyi-i-zonyi-apvellinga

Book for ucheba
Добавить комментарий