Большая советсткая энциклопедия Физика моря

Физика моря

Физика моря, физика океана, раздел геофизики, посвященный изучению физических процессов в Мировом океане. Термин "физическая океанография" иногда используется как синоним Ф. м., но в узком смысле означает часть Ф. м., посвященной описанию географических распределений физических характеристик океана. Ф. м. включает термодинамику, гидродинамику, акустику, оптику, ядерную гидрофизику океана и исследования электромагнитных полей в нём.

Термодинамика океана изучает термодинамические характеристики воды в океане (температуру, солёность, плотность, скорость звука, электропроводность, показатель преломления, теплосодержание, внутреннюю и потенциальную энергии и т.п.), процессы формирования их распределений по глубине (стратификацию) и по горизонтали (включая тепловой и водный баланс океана, перемешивание вод, замерзание и таяние льдов), суточные, синоптические, сезонные и междугодичные колебания этих распределении.

Гидродинамика океана исследует всевозможные формы движения вод Мирового океана: морские течения – как квазистационарные, начиная с крупнейшего Антарктического циркумполярного течения (см. Западных ветров течения), субтропические антициклонические круговороты, интенсивными западными звеньями которых являются течения Гольфстрим и Куроспо, пассатные течения и экваториальные глубинные противотечения, так и создающие синоптическую изменчивость нерегулярные вихревые течения; волны различного происхождения – гравитационные волны на поверхности океана (ветровые – см. Волны морские; приливные и др. – см. Приливы и Цунами), инерционные колебания, возникающие под действием сил инерции при вращении Земли, внутренние волны, возникающие в толще вод благодаря их стратификации (см. Стратификация вод) под действием приливных сил, изменения атмосферного давления, поверхностных волн и др. Гидродинамика океана изучает вертикальную микроструктуру, т. е. типичное для океана расслоение на квазиоднородные слои толщиной от десятков м до 1 мм, разделённые поверхностями, на которых происходят скачки температуры и солёности; турбулентность (см. Турбулентность в атмосфере и гидросфере), которая является основным механизмом вертикального перемешивания в океане и, в частности, его обмена количеством движения и теплотой с атмосферой.

Акустика океана исследует распространение в нём звуковых волн, их рассеяние и поглощение в толще вод (особенно на воздушных пузырьках), на поверхности и дне, а также природные шумы (в т. ч. звуки, издаваемые рыбами и ракообразными).

Оптика океана изучает распространение, рассеяние и поглощение в нём света различных длин волн и поляризации, а также природные световые поля (в т. ч. поле солнечного света и биолюминесценцию).

Ядерная гидрофизика изучает радиоактивность вод океана естественного и искусственного происхождения и процессы её изменений. Ф. м. занимается также исследованием квазистационарных электрических и магнитных полей в океане, распространения в нём низкочастотных электромагнитных возмущений и возможных благодаря электропроводности морской воды магнито-гидродинамических эффектов.

Крупнейшая проблема Ф. м. – взаимодействие атмосферы и океана, которое определяет термодинамическое состояние океана и создаёт большинство видов движения воды в нём. Так, потоки количества движения из атмосферы в океан, как турбулентные, так и создаваемые колебаниями атмосферными давления, играют главную роль в возбуждении, например, течений, ветровых и внутренних волн. Взаимодействие атмосферы и океана является одним из главных факторов формирования климата и долгосрочных аномалий погоды. Ф. м. имеет большое прикладное значение, прежде всего для безопасности мореплавания и для прогноза погоды.

Лит.: Шулейкин В. В., Физика моря, 4 изд., М., 1968; Ерлов Н. Г., Оптическая океанография, пер. с англ., М., 1970; Нелепо Б. А., Ядерная гидрофизика, М., 1970; Каменкович В. М., Основы динамики океана, Л., 1973; Лакомб А., Физическая океанография, пер. с франц., М., 1974; Монин А. С., Каменкович В. М., Корт В. Г., Изменчивость Мирового океана, Л., 1974; Акустика океана, под ред. Л. М. Бреховских, М., 1974; Defant А., Physical oceanography, v. 1–2, Oxf. – L. – N. Y. – P., 1961; The Sea, v. 1–4, N, Y. – [a. o.], 1962–70.

А. С. Монин.