Vandenynas – vandens užimamas didžiulis plotas, aprėpiantis apie tris ketvirtadalius arba 70,8% Žemės paviršiaus (361×106 km²)[1] ploto. Žemės rutulio vandens apvalkalas, jungiantis visų vandenynų ir jūrų vandenis, supantis žemynus ir salas, sudaro Pasaulinį vandenyną (terminą pirmasis pavartojo Julijus Šokalskis[2]), kuriame oficialiai išskiriami keturi vandenynai: Arkties, Atlanto, Indijos, Ramusis (arba Didysis) bei kartais išskiriamas penktasis – Pietų (arba Antarkties) vandenynas.
Arkties vandenynas – mažiausias žemės vandenynas. Plotas – 14 mln. km². Jis apima didelius plotus aplink šiaurės ašigalį. Pasižymi atšiauriomis klimato sąlygomis, ledų gausumu ir palyginti nedideliu gyliu.
Atlanto vandenynas – antras pagal dydį vandenynas, apimantis apie penktadalį planetos paviršiaus. Plotas – 82 mln. km². Jis yra gana jaunas – ne daugiau kaip 250 mln. metų. Vidutinis vandenyno gylis yra mažesnis už Ramiojo ir Indijos vandenynų. Atlanto vandenynas tyvuliuoja visose žemės klimato juostose, todėl jo klimatas labai įvairus.
Indijos vandenynas – trečias pagal dydį vandenynas, užimantis maždaug 20% viso žemės vandens paviršiaus. Plotas su jūromis 74 917 000 km², be jūrų – 73 442 700 km². Vidutinis gylis apie 3890 metrų. Pats giliausias vandenyno taškas yra Javos duburyje, jo gylis siekia 7450 metrų. Vandenyno klimato ypatumas – sezoniniai vėjai musonai.
Pietų vandenynas – tai aplink Antarktidos žemyną esančios pietinės Atlanto, Ramiojo, Indijos vandenynų dalys, kurios oficialiai nėra pripažintos atskiru Pietų vandenynu. Pastaruoju metu nustatinėjamos oficialios Pietų vandenyno ribos. Tai būtų ketvirtas pagal dydį ir penktas Žemėje vandenynas.
Ramusis vandenynas – didžiausias vandens telkinys Žemėje, užimantis apie trečdalį planetos ploto – 179,7 mln. km². Jis yra ir giliausias vandenynas. Giliausia vieta – Marianų lovys (įduba) – 11022 m. Vidutinis vandenyno gylis 3980 m. Plyti visose klimato juostose, išskyrus poliarines. Vandenyno centre aktyviai pasireiškia pasatai, vakarinei daliai būdingi musonai. Vandenyne susiformuoja atogrąžų uraganai – taifūnai.
Vidutinis pasaulinio vandenyno gylis – apie 6 km. Žemės vandenynuose vanduo nuolat juda, nes vėjai gena jų paviršiumi bangas ir sudaro sroves. Mėnulis su Saule sukelia potvynius ir atoslūgius.
Ten, kur tektoninės plokštės užslenka viena ant kitos, viršutinė spaudžia apatinę, susidaro vandenynų įdubos. Giliausia įduba - Marianų lovys.
Vanduo vandenynuose be perstojo juda didžiuliais žiedais, kurie vadinami apytakos ratais. Vyraujantys (reguliarūs) vėjai, pučiantys per vandenynus, sukelia netoli vandens paviršiaus sroves, kurios gali tekėti tūkstančius kilometrų. Šiltosios srovės teka nuo pusiaujo ir, nešdamos ašigalių link Saulės įšildytą vandenį, veikia pakrančių, palei kurias teka, klimatą. Pvz., Golfo srovė žiemą neleidžia užšalti šiauriniams uostams. Vandenynų gelmėse yra ir šaltųjų srovių, kurios teka vandenyno dugnu iš ašigalių pusiaujo link.
Skiriamos trys vandenyno zonos
Pasaulinis vandenynas – vientisa hidrosferos dalis, kuri dengia 71 % planetos paviršiaus ir apima 361 mln. km2 plotą. Pasaulinis vandenynas apima nevienodą paviršiaus dalį: Šiaurės pusrutulyje apie 61 %, o Pietų pusrutulyje – apie 81 %.
Vėjas – oro srautas greitai judantis paraleliai žemės paviršiui. Kitose planetose vėjas yra ten būdingų atmosferos dujų srautas judantis santykinai horizontaliai. Saulės sistemoje stipriausi vėjai yra Neptūne ir Saturne.
Vėjai daugiausia klasifikuojami pagal stiprumą, kryptį ir trukmę. Taip gūsiais vadinami trumpalaikiai (kelių sekundžių) ir stiprūs oro srautai. Stiprūs vidutinės trukmės vėjai vadinami škvalais. Ilgesnį laiką trunkantys vėjai, priklausomai nuo jų stiprumo vadinami brizais, audra, uranganais, taifūnais. Jų trukmė irgi yra skirtinga - audros gali užtrukti keletą minučių, brizas, priklausomai nuo reljefo gali pūsti kelias valandas.
Vėjo greitis matuojamas m/s (kartais – km/h), kryptis įvardijama pagal tai, iš kurios krypties jis pučia. Šiltesnis oras yra lengvesnis, todėl kyla ir sudaro žemo slėgio sritį. Šaltesnis oras sunkesnis, todėl leidžiasi ir sudaro aukšto slėgio sritį.
Atsiranda dėl Žemės paviršiaus temperatūrų skirtumo.
Vėjai būna labai įvairūs, besiskiriantys stiprumu, trukme ir priežastimis. Du pagrindiniai veiksniai, sukeliantys atmosferos cirkuliaciją, yra pusiaujo ir ašigalių temperatūrų skirtumas bei planetos sukimasis (Koriolio efektas).
Vėjas kyla, atsiradus skirtumui tarp dviejų oro masių slėgio: pagal termodinamikos dėsnius, vėjas pučia iš aukšto slėgio regiono link žemo slėgio regiono, kol abiejų oro masių slėgiai susilygina. Vidutinėse platumose vėjo krypčiai daro įtaką ir Koriolio efektas. Jei planetos paviršius įšiltų vienodai ir Žemės sukimasis nedarytų įtakos atmosferos cirkuliacijai, vėjai pūstų tik nuo pusiaujo į ašigalius viršutiniuose atmosferos sluoksniuose (šiltesnėms oro masėms kylant į viršų) ir nuo ašigalių link pusiaujo apatiniuose atmosferos sluoksniuose. Iš tiesų cirkuliacija yra daug sudėtingesnė. Vietinių, smulkaus masto (apimančių zonas iki šimtų metrų) vėjų egzistuojančiomis priemonėmis tiksliai prognozuoti neįmanoma.
Vėjai prisideda prie sausumos reljefo formavimo (erozija, mažų dalelių ir nuosėdų pernaša).
Vėjų klasifikacija
Vėjai klasifikuojami pagal jų mastą, priežastis arba geografines vietoves, kuriose jie vyrauja.
Vyraujantys (reguliarūs) vėjai yra globalinio masių judėjimo apraiška. Šiai kategorijai priskiriami:
Sinoptiniai vėjai susiję su didelio masto reiškiniais, tokiais kaip šilti ar šalti atmosferos frontai, ir yra kasdieninių orų sudėtinė dalis. Prie šių vėjų priskiriami geostrofiniai (pučiantys išilgai izobarių, dėl slėgio gradiento ir Koriolio efekto sąveikos), gradientiniai ir ciklostrofiniai vėjai (uraganai, tornadai).
Vietiniai vėjai
Oras – dujų mišinys, sudarantis Žemės atmosferą. Oro litro masė, jei temperatūra 0 °C, o slėgis 760 mm Hg (atmosferos slėgis jūros lygyje), yra 1,293 g. Sudėtis: 78,3 % azoto, 20,9 % deguonies, 0,03 % anglies dioksido, 0,94 % argono, taip pat nedideli kiekiai vandenilio, helio, neono ir kitų dujų. Šių dujų santykis ore iki 80 km aukščio yra toks pat bet kurioje pasaulio dalyje. Ore taip pat yra vandens garų, dulkių ir dujinių teršalų, kurių kiekis priklauso nuo vietovės. Kai oras atšaldomas iki -200 °C (-328 °F), daugelis dujų kondensuojasi, sudarydamos mėlyną skystį, vadinamą skystuoju oru.
Žemės atmosfera – Žemės rutulį gaubiantis oro sluoksnis.
Atmosferos masė 5,15×1015 t. Jos slėgis į Žemės paviršių jūros lygyje lygus vidutiniškai 101,3 kPa.
Judant vertikaliai atmosferos sudėtis kinta. Atmosferos cheminė sudėtis apatiniame 90-100 km sluoksnyje vienoda. Jonizuotų atomų nedaug. Aukščiau (heterosferoje), dėl intensyvių kosminių Saulės ultravioletinių ir korpuskulinių spindulių mažiau molekulinio, daugiau atominio deguonies ir azoto. Molekulės ir atomai dažniausiai jonizuoti. Kylant aukštyn, gausėja lengvųjų dujų. Aukščiau kaip 600 km pagrindinis komponentas yra helis, 2-20 tūkst. km aukštyje – vandenilis.
Atmosferoje labiausiai kinta vandens garų kiekis. Jiems kondensuojantis susidaro debesys ir iškrenta krituliai. Debesų aptinkama iki 80 km. Taip pat nepastovi sudėtinė dalis yra anglies dioksidas. Per paskutiniuosius šimtą metų jo padaugėjo nuo 0,0292 % iki 0,04 %. Dėl šio reiškinio atmosferoje intensyvesnis vadinamasis šiltnamio efektas.
Vertikalia kryptimi atmosfera dalijama į keletą sluoksnių – sferas. Vieną sferą nuo kitos skiria pereinamasis sluoksnis – pauzė.
Sfera Ribų aukštis Pauzės
Troposfera Nuo žemės paviršiaus iki 8−17 km Tropopauzė
Stratosfera Nuo 8−17 iki 50−55 km Stratopauzė
Mezosfera Nuo 50−55 iki 80 km Mezopauzė
Termosfera Nuo 80 iki 800 km Termopauzė
Egzosfera Aukščiau kaip 800 km
Troposfera − joje dažniausiai keičiasi orai, vyksta atmosferos turbulencija. Kylant aukštyn, kas 1 km, temperatūra krinta 6 °C, iki tropopauzės temperatūra nukrinta iki apie -60 °C. Sudaro 80 % visos atmosferos masės.
Stratosfera – žemutiniame jos sluoksnyje temperatūra pastovi, nuo 25 km pradeda kilti ir iki stratopauzės pasiekia 0 °C. 20-25 km aukštyje yra didžiausia ozono koncentracija.
Mezosfera – joje temperatūra krinta gan sparčiai. Iki mezopauzės ji pasiekia -90 °C. Termosfera – 80−90 km aukštyje temperatūra pastovi, tačiau vėliau pradeda didėti. 150 km aukštyje ji pasiekia 230 °C, 500–600 km aukštyje >1500 °C, ties viršutine riba pakyla iki 2000 °C. Šios temperatūros yra sąlygiškos − dėl oro išretėjimo jos neperduodamos šioje erdvėje skriejantiems aparatams. Dideli paros temperatūrų skirtumai.
Egzosfera – atmosfera laipsniškai pereina į tarpplanetinę erdvę. Dujų tankis labai mažas. Temperatūra – keletas dešimčių tūkstančių laipsnių.