Океанология

Океанология (от океан и ...логия), океанография, совокупность научных дисциплин о физических, химических, геологических и биологических процессах в Мировом океане. Целесообразность объединения физики, химии, геологии и биологии океана в единую науку определяется единством среды, в которой происходят разнородные процессы, многообразными взаимодействиями между ними, общей методологической основой их изучения - исследованием трансформации и обмена энергии и веществ в океане, единством основных технических средств исследования (см. Суда научно-исследовательские). Главные практические цели О. - обеспечение безопасности и повышение эффективности надводного и подводного мореплавания, использование биологических минеральных и энергетических ресурсов вод и дна океана, усовершенствование методов прогноза погоды.

О. базируется главным образом на данных судовых измерений - эхолотного промера глубин с определением места судна методами астрономии, с помощью радио- и специальных навигационных спутников Земли; гидрологических станций, на которых на разных глубинах измеряется температура и берутся пробы воды для определения её солёности и др. химических, а также оптических характеристик; измерений поверхностных течений (по сносу судов и методом бутылочной почты) и течений на глубинах (вертушками, подвешиваемыми к заякоренным буям, и поплавками нейтральной плавучести с акустическим прослеживанием); визуальных оценок волнения и его измерений волнографами; специальных гидроакустических измерений; оценок цвета воды и измерений её прозрачности по глубине видимости погружаемого белого диска; характеристик льдов, проб грунтов, биологических образцов. Ряд измерений производится на береговых и островных станциях (уровень моря, приливы, волнение, температура и др.).

Мировой океанографический каталог (1973) содержит данные около 200000 гидрологических станций (выполненных преимущественно в Северном полушарии, в прибрежных акваториях океанов, до глубин 500-2000 м и в спокойные сезоны года); буйковых станций с инструментальным измерением течений выполнено около 1000 (большинство сведений о глубинных течениях получено расчётным, т. н. динамическим, методом по данным гидрологических станций). Накопленные данные промера глубин обеспечивают составление батиметрических карт основной доли площади океанов не детальнее масштаба 1 : 10000000. Ряд морей и прибрежных акваторий океанов описан более подробно. Описат. данные О. являются научной основой работы гидрографических служб по составлению навигационных карт, таблиц, пособий и лоций.

Перспективными методами океанологических исследований являются непрерывные измерения автоматическими буйковыми станциями; измерения характеристик поверхности океана с помощью искусственных спутников Земли - её рельефа, температуры, ледовитости, волнения, цвета; непосредственное проникновение человека в пределы шельфа в подводных лабораториях (в режиме насыщения дыхательными смесями) и на океанские глубины в герметичных подводных аппаратах.
Физика океана (физическая океанография, физика моря) включает гидротермодинамику, акустику и оптику океана, исследование его радиоактивности (ядерную гидрофизику) и электромагнитного поля в нём. Гидротермодинамика океана занимается исследованием его теплового и водного баланса и вариаций уровня; формирования его температурной, солёностной и плотностной стратификации; вертикальной тонкослойной микроструктуры; ледовых условий околополярных морей; синоптических, суточных, сезонных и междугодичных колебаний; динамики ветровых, внутренних и гироскопических волн (волн Россби); инерционных и приливных колебаний и волн цунами; турбулентности и конвекции; молекулярных процессов на поверхности океана. Акустика океана исследует закономерности распространения в нём звуковых волн (главных средств подводного наблюдения и связи) и природные шумы. Оптика океана занимается изучением распространения, рассеяния и поглощения света в водах океана.
Крупнейшая проблема физики океана - выяснение закономерностей взаимодействия океана и атмосферы (мелкомасштабного - формирования потоков количества движения, тепла и влаги на поверхности океана и крупномасштабного - взаимосвязи между долгосрочной глобальной изменчивостью океана и атмосферы), образующих основу для долгосрочного прогноза погоды и океанской изменчивости и для теории климата.
Химия океана (химическая океанография) включает гидрохимию его вод и геохимию донных осадков. Гидрохимия занимается количественным исследованием веществ, содержащихся в растворе или во взвеси в водах океана, их элементарного и изотопного состава, ионных и молекулярных форм, физико-химических и биохимических превращений. Особое внимание уделяется солёности воды, растворённым кислороду и углекислому газу, растворам соединений фосфора и азота, кремнекислоте, органическому углероду. Основные проблемы - химический баланс океана (его химический обмен с континентами через речной сток, с атмосферой и дном); идентификация различных водных масс; происхождение и геохимическая эволюция вод океана; извлечение ценных веществ из морской воды; химическое загрязнение океана (нефтью, ДДТ, ртутью, свинцом и др.). Геохимия донных осадков занимается изучением их химического состава, миграций, превращений и концентрирования веществ в них, химических процессов их диагенеза (превращения в горные породы) и формирования осадочных месторождений полезных ископаемых.
Геология океана включает все разделы геологии, геофизики и геохимии в применении к земной коре в области Мирового океана. Непосредственно изучаются рельеф океанского дна; состав и процессы образования современных осадков; стратиграфия, литология, минералогия и геохимия осадочной толщи (с использованием колонок донных отложений, получаемых грунтовыми трубками, и кернов океанского бурения), петрография магматических пород дна; структура слоев земной коры (методами сейсмического зондирования и непрерывного сейсмопрофилирования); тепловой поток через дно, гравитационные и магнитные аномалии и др. геофизические характеристики. Крупнейшие проблемы - исследование полезных ископаемых поверхности и недр океанского дна (нефти, газа, минеральных россыпей, железо-марганцево-полиметаллических конкреций, металлоносных осадков, фосфоритов и др.) и закономерностей формирования их месторождений; геологическая история океанов и глобальная тектоника Земли (формирование срединно-океанических хребтов, океанских плит и глубоководных желобов; раздвижение дна океана, дрейф континентов).
Биология океана занимается изучением его живого населения - планктона, нектона, бентоса и микроорганизмов. Изучается их систематика, физиология, биология развития, биохимия, экология, биогеография, эволюционная история, пищевые взаимоотношения, структура и функционирование биологических сообществ, динамика популяций промысловых организмов. Промысловая океанография исследует влияние океанических факторов на урожайность, численность и поведение морских промысловых организмов, имеет целью разработку океанологических основ промысловых прогнозов. Крупнейшие проблемы биологии океана - бонитировка его акваторий, т. е. оценка биомассы и годовой продукции важнейших видов организмов; управление биологической продуктивностью океана, т. е. искусственное создание повышенной продукции ценных организмов (аквакультура). Об истории О. см. ст. Океан.
? А. С. Монин.
Основные международные организации: Межправительственная океанографическая комиссия при ЮНЕСКО (МОК), Международный совет по изучению моря (МСИМ), Международное гидрографическое бюро (МГБ), Международная ассоциация физических наук об океане, Специальный комитет по изучению моря, Организация объединённых наций по продовольствию и сельскому хозяйству (ФАО) и др.
Важнейшие национальные научные учреждения: СССР - институт океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР (ИОАН), Государственный океанографический (ГОИН), Арктический и Антарктический, институты Главного управления Гидрометеорологической службы СССР, Морской гидрофизический институт АН УССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) министерства рыбной промышленности СССР, институт биологии южных морей АН УССР, Главное управление навигации и океанографии министерства обороны СССР и др.; США - Вудсхолский (штат Массачусетс) и Скриппсовский (штат Калифорния) океанографические институты; Канада - институты океанографии в Ванкувере и Галифаксе; Великобритания - Национальный океанографический институт в графстве Суррей; Франция - Океанографический институт в Бресте; ФРГ - институт мореведения в Кельне; Монако - Океанографический музей; Япония - институт океанских исследований.
Периодические издания: "Океанология" (с 1961), "Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана" (с 1965), "Тр. Государственного Океанографического института" (с 1947), "Метеорология и гидрология" (с 1950), "Тр. Морского гидрофизического института" (с 1948), "Journal of Marine Research" (New Haven, с 1937), "Deep-sea Research" (L., с 1953), "Marine Observer" (L., с 1924), "International hydrographic bureau. International hydrographic bulletin" (Monaco, с 1928), "Bulletin hydrographique. Conseil permanent international pour l'exploration de la mer" (Cph., с 1908), "Australian Journal of Marine and Freshwater Research" (Melbourne, с 1950), "Annual Report of the Fisheries Research Board of Canada" (Ottawa, с 1937), "Bulletin of the Scripps Institution of Oceanography" (La Jolla, с 1925), "Contributions from the Woods Hole Oceanographic Institution" (Woods Hole, с 1933), "Collected Reprints. National Institute of Oceanography" (Wormley, с 1953), "New Zeeland Oceanographical Institute Collected Reprints" (Wellington, с 1952), "Deutsche hydrographische Zeichschrift" (Hamb., с 1948), "Beitrage zur Meereskunde" (В., с 1961), "Kieler Meeresforschungen" (Kiel, с 1937), "Journal of Oceanographical Society of Japan" (Tokyo, с 1942), "Japanese Journal of Geophysics" (Tokyo, с 1954), "Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom" (Plymouth, с 1887).
Лит. см. при ст. Океан.