Температура на морската површина

Температура на површината на морето (ТПМ) е температура на водата близу до површината на океанот. Точното значење на ''површината'' варира во зависност од користениот метод на мерење, но тоа е помеѓу 1 милиметар и 20 метри под морската површина. Воздушните маси во Земјината атмосфера се високо изменети од температурите на морските површини на кратко растојание од брегот. Локализирани области со тежок снег можат да се формираат во масивни облаци од топла вода во рамките на инаку ладна воздушна маса. Високи температури на површината на морето се позната причина за тропски циклогенези над Земјините океани. Тропските циклони, исто така, можат да предизвикаат ладно будење, поради бурното мешање на горните апала на океанот. ТПМ се менува дневно, како воздухот над него, но во помал степен. Постои помала варијација во ТПМ во ветровити денови, отколку во мирни денови. Покрај тоа, океанските струи, како што е Атлантската повеќедекадна осцилација (АПО), можат да влијаат на ТПМ во мулти-декадни временски размери, големо влијание резултира од глобалната циркулација на термохалин, што значително влијае на просечниот ТПМ низ повеќето светски океани.
Температурата на океанот е поврзана со содржината на топлина во океанот, важна тема во студијата за глобалното затоплување.
Крајбрежната ТПМ може да предизвика ветрови во близина на брегот, кои можат да генерираат плима која може значително да ги олади или загрее копнените маси во близина. Поплитките води по текот на континенталниот праг, често се потопли. Ветриштата на копно можат да предизвикаат значително загревање дури и во области каде што порастот е прилично константен, како што е северозападниот брег на Јужна Америка. Неговите вредности се важни во рамките на бројченото предвидување на времето, бидејќи ТПМ влијае на атмосферата горе, како што е формирањето на морски ветрови и морска магла. Исто така се користи за калибрирање на мерењата од временските сателити .
1 Мерење
Постојат различни техники за мерење на овој параметар кои потенцијално можат да дадат различни резултати затоа што се мерат различни работи. Далеку од непосредната морска површина, општите мерења на температурата се придружени со референца на специфичната длабочина на мерењето. Ова се должи на значајните разлики што се среќаваат помеѓу мерењата направени на различни длабочини, особено во текот на денот кога малата брзина на ветерот и големите сончеви услови може да доведат до формирање на топол слој на површината на океанот и силни вертикални температурни градиенти (дневна термоклина). Мерењата на температурата на морската површина се ограничени на горниот дел од океанот, познат како близок површински слој.
1.1 Топломери
ТПМ беше една од првите океанографски променливи што беа измерени. Бенџамин Френклин потопил живин топломер од брод додека патувал меѓу САД и Европа во неговото истражување на Голфскиот тек кон крајот на XVIII век. Подоцна ТПМ беше измерена со натопување на топломер во кофа со вода што беше рачно извлечена од морската површина. Првата автоматизирана техника за одредување на ТПМ беше постигната со мерење на температурата на водата во пристаништето за прием на големи бродови, што беше во тек до 1963 година. Овие набудувања имаат топла пристрасност од околу поради топлината на моторната просторија. Оваа пристрасност доведе до промени во перцепцијата на глобалното затоплување од 2000 година. Фиксираните временски влијанија ја мерат температурата на водата на длабочина од . Мерењата на ТПМ имаа недоследности во последните 130 години како резултат на начинот на нивното земање. Во XIX век, мерењата се вршени во кофа од брод. Сепак, имаше мала варијација на температурата поради разликите во кофите. Примероците беа собрани или во дрво или во неизолирана кофа со платно, но кофата со платно се ладеше побрзо од кофата со дрво. Ненадејната промена на температурата помеѓу 1940 и 1941 година беше резултат на не документирана промена во постапката. Примероците беа земени во близина на влезот на моторот, бидејќи беше премногу опасно да се користат светла за да се направат мерења на бродот ноќе. Во светот постојат многу различни лебдечки плови, кои се разликуваат во дизајнот, а локацијата на сигурни сензори за температура варира. Овие мерења се емитуваат до сателити за автоматска и непосредна дистрибуција на податоци. Голема мрежа на крајбрежни плови во водите на САД одржува Националниот центар за пловни податоци (НЦПП). Помеѓу 1985 и 1994 година, широк спектар на закотвени и пловечки пловила беше распореден преку екваторскиот Тихи Океан дизајниран да помогне во следење и предвидување на феноменот Ел Нињо.
1.2 Временски сателити
Временските сателити се достапни за да се утврдат информациите за температурата на морето од 1967 година, со првите глобални композити создадени во текот на 1970 година. Од 1982 година, сателитите сè повеќе се користат за мерење на ТПМ и дозволија поцелосно да се гледаат неговите просторни и временски варијации. Сателитските мерења на ТПМ се во разумна согласност со мерењата на температурата на оригиналните места (in situ). Мерењето на сателитот е направено со чувство на зрачење на океанот во две или повеќе бранови должини во рамките на инфрацрвениот дел од електромагнетниот спектар или други делови од спектарот, кои потоа можат емпириски да се поврзат со TПМ. Овие бранови должини се избрани затоа што се:
# во рамките на врвот на црнотелесното зрачење што се очекува од Земјата, и
# способен да се пренесува соодветно добро низ атмосферата
Мерење на сателит ТПМ обезбедува синоптички поглед на океанот и голема честота на повторени прегледи, овозможува испитувањето на динамиката на горниот океан ширум сливот да не е достапна со бродови или знаци. (Национална аеронаутска и вселенска администрација) ТПМ сателитите обезбедуваат глобални податоци за ТПМ од 2000 година, достапни со еднодневно заостанување. НАОА се гео-стационарни над Западната полутопка што им овозможува да испорачуваат ТПМ податоци на час, со само неколку часа заостанување.
Постојат неколку тешкотии при апсолутно мерење на ТПМ засновани на сателит. Прво, во методологијата на инфрацрвено далечинско набљудување зрачењето произлегува од горната „кожа“ на океанот, приближно од горниот дел од 0,01мм или помалку, што може да не ја претставува најголемата температура на горниот метар на океанот, пред сè поради ефектите на сончевото загревање на површината за време на преку ден, рефлектирано зрачење, како и разумно губење на топлина и испарување на површината. Сите овие фактори го отежнуваат процесот на споредба на податоците на сателитот со мерењата од пловилата или методите на бродови, што ги комплицира напорите за вистинска основа. Второ, сателитот не може да гледа низ облаци, создавајќи ладна пристрасност во ТПМ-овите добиени од сателити во облачните области. Сепак, техниките на пасивна микробранова печка можат точно да го измерат ТПМ и да пенетрираат низ покривката на облакот. Во рамките на атмосферските звучни канали на временските сателити, кои достигнуваат врв веднаш над површината на океанот, познавањето на температурата на површината на морето е важно за нивното баждарење.
2 Локална варијација
ТПМ има дневен опсег, исто како и Земјината атмосфера погоре, иако во помал степен поради неговата поголема специфична топлина. Во мирни денови, температурата може да варира за . Температурата на океанот на длабочина ја уназадува температурата на Земјината атмосфера за 15 дена на 10 м, што значи за локации како Аралското Море, температурите близу неговото дно го достигнуваат максимумот во декември и минимумот во мај и јуни. Во близина на крајбрежјето, крајбрежните ветрови ги придвижуваат топлите води во близина на површината на морето и ги заменуваат со поладна вода одоздола во процесот познат како Екман транспорт. Овој модел ги зголемува хранливите материи за морскиот живот во регионот. Речни делти во непосредна близина на океаните, каде слатка вода тече над горниот дел на погустата морска вода, овозможуваат да се загрее побрзо поради ограниченото вертикално мешање. Далечински набудуван ТПМ може да се користи за откривање на „температурниот потпис“ на површината поради тропски циклони. Општо, ладењето на ТПМ се забележува по поминувањето на ураган, пред се, како резултат на продлабочување на мешаниот слој и загуби на површинска топлина. Во пресрет на неколкудневните избувнувања на сахарска прашина преку соседниот северен Атлантски Океан, температурите на површината на морето се намалуваат за 0,2°С до 0,4 °C. Други извори на краткорочни флуктуации на ТПМ вклучуваат вонтропски циклони, брзи приливи на ледничка свежа вода и концентрирано цветање на фитопланктон поради сезонски циклуси или истекување на земјоделството.
2.1 Атлантска повеќедекадна осцилација
Атлантската повеќедекадна осцилација (АПО) е важна за тоа како надворешните климатски двигатели се поврзани со Северноатлантските ТПМ.
3 Регионална варијација
Ел Нињо се дефинира со продолжени разлики во температурите на површината на Тихиот Океан кога се споредуваат со просечната вредност. Прифатената дефиниција е затоплување или ладење од најмалку 0,5 °C во просек над источно-централниот тропски Тихи Океан. Типично, оваа аномалија се случува во неправилни интервали од 2-7 години и трае девет месеци до две години. Просечната должина на периодот е 5 години. Кога ова затоплување или ладење се случува само на седум до девет месеци, тоа е класифицирано како „услови“ Ел Нињо/Ла Ниња; кога ќе се појави повеќе од тој период, се класифицира како „епизоди“ Ел Нињо/Ла Ниња.
Знак на Ел Нињо во моделот на температурата на морската површина е кога топла вода се шири од западниот дел на Тихиот Океан и Индискиот Океан на истокот на Тихиот Океан. Го носи дождот со себе, предизвикувајќи голема суша во западниот дел на Тихиот Океан и врнежи од дожд во нормално сувиот источен Тихи Океан. Топлиот наплив на тропска вода полна со хранливи материи во Ел Нињо, загреан при нејзиниот премин кон Екваторска струја кон исток, ја заменува студената, богата со хранливи материи површинска вода на струјата Хумболт. Кога условите Ел Нињо траат многу месеци, екстензивното затоплување на океаните и намалувањето на Велигденските трговски ветрови го ограничуваат прелевањето на ладна длабока вода богата со хранливи состојки и неговото економско влијание врз локалниот риболов на меѓународен пазар може да доведе до сериозна ситуација.
4 Важноста на атмосферата на Земјата
Температурата на површината на морето влијае на однесувањето на атмосферата на Земјата погоре, затоа е важна нивната иницијализација во атмосферски модели. Додека температурата на морската површина е важна за тропска циклогенеза, таа е исто така важна и при одредувањето на формирање на морска магла и морски ветрови. Топлината од потоплите води може значително да ја модифицира воздушната маса на растојанија пократки од до На пример, југозападно од вонтропските циклони на Северната полутопка, закривениот циклонски проток што носи ладен воздух преку релативно топли водни тела може да доведе до тесни појаси на снег (или морски ефект) со езерски ефект. Тие носат силни локализирани врнежи, често во форма на снег, бидејќи големите водни тела како езерата ефикасно ја складираат топлината што резултира со значителни температурни разлики - поголеми од - помеѓу површината на водата и горниот воздух. Поради оваа температурна разлика, топлината и влагата се транспортираат нагоре, кондензирајќи во вертикално ориентирани облаци кои создаваат снежни врнежи. Намалувањето на температурата со висината и длабочината на облакот се директно погодени и од температурата на водата и од опкружувањето од големи размери. Колку е посилно намалувањето на температурата со висината, толку се повисоки облаците, и стапката на врнежи станува поголема.
4.1 Тропски циклони
Температурата на океанот од најмалку 26,5°Cопфатена со минимална длабочина од 50 метри е еден од претходниците потребни за одржување на тропски циклон (вид на мезоциклон). Овие топли води се потребни за одржување на топлото јадро што е како гориво во тропските системи. Оваа вредност е далеку над 16,1 °C, долгорочна глобална просечна температура на површината на океаните. Сепак, ова барање може да се смета само за општа основна основа затоа што претпоставува дека амбиентната атмосферска околина, што опкружува област на нарушено време, претставува просечни услови. Тропските циклони се интензивираа кога ТПМ беа малку под оваа стандардна температура.
Познато е дека тропските циклони се формираат дури и кога не се исполнети нормалните услови. На пример, поладни температури на воздухот на поголема надморска височина (на пр., На ниво на 500 хектопаскали, или 5,9км) може да доведе до тропска циклогенеза при пониски температури на водата, бидејќи е потребна одредена стапка на пропуст за да се принуди атмосферата да биде доволно нестабилна за конвекција. Во влажна атмосфера, оваа стапка на пропаѓање е 6,5 °C/km, додека во атмосфера со помалку од 100% релативна влажност, потребната стапка на пропаѓање е 9,8 °C/км.
На 500 хектопаскали, температурата на воздухот е во просек −7 °C во рамките на тропските предели, но воздухот во тропските области е нормално сув на оваа висина, давајќи му на воздухот простор за влажна светилка (wet-bulb), до поповолна температура што може да ја поддржи конвекцијата. Температурата на влажната светилка на 500 хектопаскали во тропска атмосфера од е потребно за да се иницира конвекција ако температурата на водата е , и ова барање за температура се зголемува или намалува пропорционално за 1 °C во температурата на морската површина за секој 1 °C промена на 500 хектопаскали. Внатре во студен циклон, 500 хектопаскални температури може да паднат дури , што може да иницира конвекција дури и во најсушните атмосфери. Ова исто така објаснува зошто влагата во средните нивоа на тропосферата, приближно на 500 хектопаскали, нормално е услов за развој. Меѓутоа, кога сувиот воздух се наоѓа на иста висина, температурите на 500 хектопаскали треба да биде уште постудено бидејќи сувите атмосфери бараат поголема стапка на пропуст за нестабилност отколку влажните атмосфери. На височини во близина на тропопаузата, 30-годишната просечна температура (мерена во периодот опфаќајќи ја 1961 до 1990 година) беше −77 °C). Неодамнешен пример на тропски циклон кој се одржуваше над поладни води беше Епсилон од сезоната на урагани во Атлантикот 2005 година.