Моряки, пользующиеся эхолотом, давно заметили, что любые препятствия, находящиеся между поверхностью моря и его дном, также регистрируются на ленте прибора. Оказалось возможным, слегка видоизменив эхолот, использовать его для поисков скоплений промысловых рыб. Хорошо натренированный специалист по характеру кривой на ленте может не только определить местонахождение и размер стаи, но и сказать, к какому виду относятся составляющие ее рыбы.
«Научное описание океана — не самое интересное чтение на свете. Да, в таком-то месте океан такой, а далее немного иной. Перечислять эти различия можно с разной подробностью… и заполнить описанием сотни страниц».
Этими словами начинается книга «Океан как динамическая система», недавно изданная тремя молодыми советскими учеными: Владимиром Лебедевым, Тамерланом Айзатуллиным и Кириллом Хайловым.
В самом деле, детальное описание температуры Мирового океана скорее всего будет похоже на справочник, страницы которого заполнены таблицами с колонками чисел. Но за этими числами, отражающими постепенное понижение температуры морской воды от экватора к полярным областям и от поверхности к глубине, можно усмотреть также и общие закономерности, характеризующие океан в целом.
Начнем с того, что большая часть океана (от глубины 1000 метров до океанского ложа) заполнена холодной водой в 1–5 градусов. Еще более низкая температура держится в глубоководных желобах, а в приполярных областях — и вблизи поверхности.
Вторая особенность температурного режима океана — это удивительное постоянство. В открытом море в течение суток температура воды даже у самой поверхности изменяется в пределах всего лишь 0,2–0,4 градуса. Правда, годовое изменение температур, особенно в умеренных областях, может быть довольно значительным, но это касается только верхних слоев воды, тогда как ниже 300 метров температура остается постоянной в течение круглого года.
Таким образом, когда речь идет о студеных и теплых морях, нужно помнить, что температурные различия между ними касаются только верхнего, относительно небольшого слоя воды, ниже которого все моря и океаны холодные.
Нагревание морской воды происходит в результате поглощения ею солнечной энергии. Основное количество тепла поступает в море непосредственно от самого светила; когда же оно скрыто тучами или расположено близко к горизонту, поступление тепла резко сокращается, но не прекращается, так как оно исходит от всего небосвода. Как уже было сказано, вода плохо пропускает красные лучи солнечного спектра. Еще более длинноволновые инфракрасные лучи, несущие основную долю тепловой энергии, проникают в нее лишь на несколько сантиметров. Поэтому нагревание более глубоких слоев океана происходит не за счет непосредственного прогрева их солнцем, а вследствие вертикальных движений водных масс.
В различных частях Мирового океана поверхностный слой воды нагревается неодинаково. Сильнее в приэкваториальном поясе, где солнце посылает лучи отвесно к поверхности океана. В полярных областях, где солнечные лучи падают косо, не упираются в поверхность воды, а как бы вскользь касаются ее, где значительная их часть не проникает в воду, а отражается от ее глади и уходит в мировое пространство, вода нагревается слабее.
По мере продвижения от экватора к полюсам годовое количество солнечной энергии, приходящееся на каждую точку поверхности Земли, уменьшается постепенно, и все же можно заметить более или менее четкую зональность нашей планеты. Все зависит от того, с какой точки зрения рассматривать границы между отдельными зонами, или поясами.
Если взять за основу высоту Солнца над горизонтом, как это делают астрономы, то Земля посредством двух тропиков и двух полярных кругов разделится на пять геометрически правильных поясов. Однако такое формальное деление не устраивает ни океанологов, ни климатологов, ни биологов, ни практиков сельского хозяйства.
С точки зрения особенностей климата, произрастания сельскохозяйственных культур и распространения растений и животных границы между зонами проходят вовсе не в точном соответствии с полярными кругами и тропиками, да и число зон может быть больше пяти. Климатологи, учитывая температуру, влажность, силу и направление преобладающих ветров и т. д., разделяют Землю на целых 13 зон: одну экваториальную и по две субэкваториальные, тропические, субтропические, умеренные, субполярные и полярные.