МОЖНО ЛИ РАССМАТРИВАТЬ ОКЕАН КАК СИСТЕМУ!
Часть Вселенной, которую мы выделяем для исследования, называется системой, а все осталь — "ное средой’.
: К. Залевски
Мы сооружаем кибернетические машины, однако природа в этом отношении давно предвосхитила. нас.[1] — ‘ •
: А. Дюкрок
Научные описания океана — не самое интересное чтение на свете. Да, в таком-то месте океан такой, а дальше немного иной. Перечислять эти различия можно с разной подробностью, как можно — перечислять кварталы, «ли улицы,.или. дама города с «севера «к югу. При этом мы можем найти определенную закономерность и симметрию и заполнить описанием «сотни страниц.
Но нельзя ли выразить всю эту. систему фактов одной идеей, одним сравнением, которое. міного ібьі «сказало уму и чувствам? Рискнем это. сделать. Если мы отвлечемся от ‘бесконечных просторов океана и всех «частных многообразий, его поверхности и берегов, если мы мьґсленно стянем океан до малых размеров, то сможем сказать, что океан имеет сходство с единой живой клеткой. ‘
Это сравнение не такое уж странное, если учесть, что и клетка, и океан состоят прежде всего из воды,, подчиняющейся одним и тем. же законам «физики и химии. Далеко ;не все стороны высказанной аналогии будут для нас интересны. Так, пока «м’ы «оставим без внимания то, что химический состав «океанской воды близок, к, составу «рови человека (вое живое вышло йз
моря) и что поэтому отложения солей на дне океана и стенках кровеносных сосудов имеют общие черты — это мало растворимые в данной химической среде, .но изобильные в ‘речной. воде Карбонаты; нас не удивит и то, что под одной обложкой сборников «Гидромеханика» можно встретить такие работы, как «Гидродинамика крови» .и.«Динамика морских течений», а в этих работах ■найти общие формулы й ссылки на одни и те же имена. Все это, хотя и любопытно само по себе, вытекает из общности законов физики и химии для разных объектов природы. .
Мы решились сравнить океан с клеткой по той причине, что, поглощая внешнюю энергию, океан непрерывно совершает некоторую закономерную работу, некоторые ритмичные циклы деятельности—механической, термодинамической, жимической и. биологической, что, находясь на разных широтах в условиях очень различных, он не теряет своего единства и имеет способы сохранять и поддерживать свои отличия от внешней •среды. !
Реакция океана на внешние воздействия, т. е. его «поведение», так же как и «поведение» клетки, может изучаться на электронных аналоговых моделях. И тот, и другой-объект. можно сравнить с. машиной, но машиной, во-первых, очень сложной, а во-вторых, лишенной колес-, (приводов, электрических ‘.цепей и таму подобного. Иными словами, мы можем говорить об абстрактной кибернетической машине в том смысле, в каком ее рассматривал Эшби[2]. Мы можем говорить об океане как о единой системе, имея в виду, что. многообразные проявления ее работы и многочисленные параметры, ’ которые могут — считаться «выходами» системы (например, скорость течения, температура воды, ‘соленость, биомасса планктона), шязаны дріуг с Другом. Название «динамическая система» первоначально пришло. из области механики, но в настоящее время означает любую материальную систему, которая при изменении внешних условий приходит в равновесие с ними не мгновенно, а путем протяженного во времени «переходного процесса». .
Единая океаническая ‘система должна-обладать очень сложной структурой, включать крупные групповые блоки, средние и элементарные звенья. Начинать конструировать эту систему можно, вероятно, только по отдельным блокам и званьям, в которых в свою очередь следует видеть частные динамические системы, или подсистемы. Мы будем рассматривать физические, химические и биологические системы океана сперва по отдельности, а затем как взаимодействующие, звенья. ‘
Первое. знакомство с природой океана как будто создает впечатление о ее безграничном разнообразии, за которым трудно, увидеть упорядоченность, черты единства, систему. Но разнообразие океана проявляется прежде всего у ег. о поверхности, изменчивой не только в пространстве, но и в быстротечном времени, изменчивой прежде всего внешне. Океан не имеет постоянного цвета, «его цвет» — это смесь отряженного цвета неба и избирательным образом рассеянных вводе лучей солнца. Пропорции смеси непрерывно меняются с изменением крутизны волн. Также изменчива и форма поверхности — поддаваясь напору ветра, она может образовывать волны, достигающие. высоты 30 м. ‘
Отсюда создается впечатление, что океан ничем не защищен от внешних. воздействий, что внешние обстоятельства моїгут. как угодно изменять его свойства —• течения, температуру, соленость, что если разные части океана и бывают похожи, то это результат похожих внешних условий. Но оказывается, что это не так. Податливость океана обманчива. Он обладает механизмами защиты своей, температуры, химического состава и живых сообществ, его система циркуляции упорядоченна.
Океан, един по своему солевому составу. Среди его солей больше всего хлоридов (88,64%), затем сульфатов (10,80%) и. потом карбонатов (0,34%). Те же соли входят в обратной пропорции в средний состав речных вод, стекающих в океан: хлориды — 5,2%, сульфаты —9,9%, карбонаты:—60,1%. Соли (находятся’ в воде океана в виде отдельных ионов. Пропорции между содержанием этих ионов настолько постоянны, что от Арктики до Антарктики общую массу солей, в пробе морской водыг взятой с любой глубины океана, рассчитывают по содержанию одного иона —хлора. Возникающая при этом.
ошибка лежит в пределах 0,02 ,г на 1 кг морской воды. Связь определяется формулой,
5 = 0,03 + 1,805 Cl, (1)
где S — общее содержание солей в — г на 1 ікг раствора; С1 — содержание ионов хлора также в г на 1 кг воды.
При. большом разнообразии животного и растительного <мира, інаоеляющего океан, его обитатели группируются в сообщества, связанные весьма строгими и устойчивыми соотношениями. Одной из «константных», по выражению JI. А. Зенкевича, /характеристик’океана оказывается концентрация растворенного органического вещества (РОВ), значение которой в глубинах океана постоянно, хотя. поставщиком РОВ служит планктон, населяющий верхние горизонты.
. Средняя температура всего океана от экватора до полюса и от поверхности до дна 3,5° С, а средняя температура іводьі на экваторе (также от поверхности до дна) равна 4,9 °С. В полярных районах мощный слой глубинных вод с положительной температурой доходит на юге планеты до материкового склона Антарктиды, а на севере рассекает толщу холодных вод Северного Ледовитого океана. Таким образом, система течений перераспределяет тепло, которое образуется у поверхности океана из лучистой энергии Солнца. Приток солнечной энергии значительно уменьшаётся от экватора к полюсам, и длительное действие неравномерной подачи энергии могло ібьі привести к увеличению со временем разности температур поверхности океана на экваторе и полюсах. Однако эта разность стабильна.
Процессы, изменяющие уровень океана, также значительно различаются в пространстве. Разность испарения и осадков приводит к тому, что в 20-х широтах с поверхности океана ежегодно снимается 0,5—1,5 м воды, а в 50-х широтах и зоне экватора эта влага возвращается океану. Вместе с там, исключая единовременные возмущения, а также сезонный и суточный ход, уровень океана стабилен во времени и имеет малые пространственные градиенты. :
Противоречия между фактическим единством океана и теми различиями, которые стремятся создать в нем Фнешние воздействия, объясняются тем, что ответные
реакции океана целенаправленны и пропорциональны величине воздействий. .
(Среди механизмов защиты, или стабилизации, океанический среды можно выделить две группы: местные стабилизирующие процессы, или реакции системы, и процессы, ‘протекающие за- счет обмена вещества и энергии. между различными районами океана.
Начнем с местных процессов и обратимся к поверхности /океана. Поверхность океана, граничащая с возду — ‘хом, имеет свойства защитной пленки, препятствующей рассеиванию и переходу воды в атмосферу подобно развеиванию песка. Мы подразумеваем поверхностное натяжение. Образуемая им плёнка, ве состоит из особых, или хотя бы постоянный, частиц йоды, по имеет характер силового поля, в котором силы молекулярного притяжения оказываются ‘неуравновешенными. Поверхностно© натяжение выполняет роль барьера, преодолеть который в. направлении вода— воздух могут лишь молекулы с большой кинетической энергией движения, т. е. молекулы, потеря которых — будет понижать температуру воды. СиЛа поверхностного натяжения воды очень велика, для чистой воды при О °С она равна 75,5 дин/ом, а теплота испарения 596 кал/г — выше, чем у какого-либо другого вещества на Земле. Эти величины уменьшаются при повышении температуры. Теплая вода испаряется легче по трем причинам: во-первых, ее молекулы движутся в среднем быстрее И (большее их число способ но „преодолеть поверхностное натяжение; во-вторых, величина поверхностного натяжения у теплой воды понижена; в-третьих, и это главное, с повышением температуры’растет, способность воздуха к поглощению водяного пара, а температура воздуха связана с температурой воды.
Испаряющиеся молекулы воды (непосредственно не нагревают івоздух, так как в процессе испарения они теряют. свою скорость, двигаясь против силы молекулярного притяжения иа’поверхности воды. Их полет из воды в воздух можно в известной мере сравнить с полетом жюльверновского пушечного снаряда, который, покидая Землю, испытывает действие силы тяжести и теряет свою иачальную скорость. Те же силы молекулярного притяжения, которые отнимают скорость и кинетическую, энергию молекулы при испарении воды, возвращают их при конденсации водяного пара, разгоняя молекулу при
ее падении на поверхность водяных «апель, пленок или поверхность моря. Таким образом, водяной пар содержит огромную потенциальную анергию, и его называют основным топливом ‘атмосферы К.
В тепловом ібаланісе океана испарение играет первостепенную роль температурного стабилизатора и может быть уподоблено защитной реакции от нагревания. Предполагается, что в среднем потери тепла на испарение составляют 88% полного бюджета лучистой энергии на поверхности океана, иначе, от. радиационного баланса этой поверхности. Однако расчеты величин испаряющейся воды очень неточны. Ошибочно думать, что вся испаряющаяся вода вызывает охлаждение поверхности. Если с (гребня волны ветром сорваны капли воды, испарившиеся затем в воздухе, то температура поверхности океана не понизится, потому что это испарение не было процессам, ‘избирательным к ‘скорости движения молекул. . . ‘ :
Испарение уменьшает нагревание океанических вод, а образование льда уменьшает скорость их охлаждения. Передача тепла в воде осуществляется турбулентным перемешиванием, .а передача тепла через ледяной покров — только путем молекулярной теплопроводности. Последняя в несколько десятков тысяч раз меньше, чем турбулентная теплопроводность. Таким образом, ледяной покров образуется в ответ на охлаждение воды и, выполняя роль теплоизоляционного слоя, защищает ее толщу от дальнейшего выхолаживания.
Процесс перехода воды в лед имеет нечто общее с (процессом конденсации. При образовании льда молекулы воды соединяются в определенные агрегаты молекул. Это связано с выделением тепла, которое должно непрерывно отводиться от замерзающей воды. Лед, образовавшийся из соленой воды, включает ячейки с рассолом, объем которых при всяком понижении температуры уменьшается :за счет нарастания на станках ячеек льда, а при повышении температуры увеличивается за счет его таяния. Если соленость льдины ібудет 15 г солей на 1 кг льда, а температура равна —1° С, то при образовании льда отнято 17 кал от 1 г воды. При понижении температуры того же льда до —2° С общее (количество отнятого тепла достигнет уже 48 кал. Т-e же величины для пресного льда будут 80 и 81 кал. Только достигая температуры —15° С, соленый лед теряет 85 кал тепла на 1 г, т. е. количество, уже близкое к пресному льду. Л егко видеть, что благодаря такому растянутому во времени процеосу замерзания морской лед подвергается меньшим температурным колебаниям, чем помещенный в те же условия лед пресный.
Образование волн, в котором мы сперва увидели лишь признак податливости морокой поверхности внешним воздействиям, имеет регулирующее значение для сохранения циркуляции океана на некотором устойчивом уровне. Волны принимают — на себя основную энергию ветра, и скорость ветровых течений на поверхности моря на один-два порядка меньше скорости ветра. Надо иметь в виду, что быстрое движение формы волны, исчисляемое, как и скорость ветра, метрами в секунду, выражает возмущение поверхности, а. не перенос воды. Таким образом, (в образовании волны мы можем видеть защиту от механического воздействия атмосферы. Казалось бы, взволнованная поверхность воды должна значительно увеличивать трение на границе океан — атмосфера. Но наблюдения показывают, что при небольшом ветре трение уменьшается в присутствии волн и делается меньшим, чем трение ветра о гладкое стекло. Это объясняется тем, что волны изменяют структуру воздушного потока. Как. известно, дельфины умеют уменьшать трение своего тела о воду, образуя на коже движущиеся волны.
Сложные химические и биологические процессы поддерживают постоянство солевого состава воды, ее газовое равновесие и устойчивость концентрации растворенного органического вещества: 60% солей, поступающих в океан из рек, относятся к карбонатам —• в основном это карбонат кальция. Однако это вещество плохо растворимо в морской воде. Почти В’О всех районах в верхних слоях океана оно находится в’перенасыщенном состоянии. Вблизи экватора перенасыщение достигает 300%.. Среди процессов удаления карбонатов в осадок важное место занимают биологические процессы — поглощение солей при создании неорганических карбонатных скелетов и фотосинтез органического вещества, уменьшающий содержание в воде растворенного’углекислого газа, без которого соли угольной кислоты не могут находиться в растворе. Кстати, за время своего существования океан выделил в осадки в несколько раз больше различных солей, чем то количество, которое растворено в нем.
Как известно, углекислый газ їв атмосфере вызывает парниковый эффект, задерживая часть длинноволнового излучения Земли. Считается, что промышленная деятельность человека уже привела к выделению в атмосферу такою количества углекислоты, которое могло, бы удвоить ее содержание. Это вызвало (бы повышение сред/ней температуры Земли на несколько градусов, если бы ‘содержание атмосферной углекислоты не регулировалось океаном. Регуляция эта связана с тем, что океан при равновесии ‘газообмена с атмосферой способен поглотить приблизительно в 100 раз больше углекислого газа (который переходит в воде преимущественно в связанные соединения), чем его может удержать атмосфера. Таким образом, допускается, что из каждых 100 объемов углекислого газа, выброшенный в атмосферу, в ней остается около одного объема, а остальное попадает в океан. Потребление углекислого газа в океане связано в конечном счете с двумя процессами—фотосинтезом и растворением карбонатных пород. .Количество углекислого газа, поступившего в атмосферу в результате промышленной деятельности и, как предполагается, преимущественно затраченное в океане, превышает 23-Ю11 т.
Чем больше оказывается углекислого, газа в океане, тем быстрее он поглощается планктонными организмами. В ‘процессе жизнедеятельности и в результате отмирания планктона в морскую воду попадает растворенное органическое вещество. Его концентрация на разных глубинах океана, определявшаяся по содержанию углерода, оказалась равной 2—6 мг/л. .
Органическое вещество потребляется на биохимические процессы в море пропорционально своему количеству. Это способствует стабильности его содержания: если по какой-либо причине его концентрация стала выше обычной, то она и расходуется со. скоростью, во столько же раз (большей. И наоборот, если концентрация упала во сквлько-то раз, во столько же замедлится
и потребление. В первом приближении принято считать, ‘ЧТО реакция потребления передается уравнением
~~Ш~ = ~ ЬС, (2)
что можно выразить словами так: «скорость потребления органического вещества (dC/dt) пропорциональна его концентрации —kC, где k — коэффициент пропорциональности». , ,
Решением этого уравнения будет
где С (t) —количество органического вещества в момент времени t; С(0) — начальное количество органического вещества. Если в множителе е~к* придавать времени t целые значения (0, 1, 2,…), уравнение (3) выразит геометрическую прогрессию со знаменателем, равным e~k, т. е. последовательность чисел, из которых каждое последующее число получается из предыдущего умножением на e-h (е-1 ^0,37). Таким образом, путем соответствующего подбора значения k с помощью екапоненты можно выразить любую геометрическую прогрессию.
‘Очень многие явления, происходящие в океане, изменяются ‘во времени или пространстве по закону геометрической прогрессии и их математические описания содержат знак экапоненты (е или ехр). В системах управления ати процессы соответствуют апериодическим звеньям первого порядка.
При всем разнообразии процессов, вызванных в системе внешним воздействием, теория’управления выделяет в них один существенный момент— воздействие процесса на самого себя,’называемое обратным воздействием. Обратное воздействие может протекать в двух направлениях: положительном и отрицательном. Положительное обратное воздействие служит источником развития системы, а отрицательное — ‘источником (стабилизации. Особенно .хорошо это различие видно в замкнутой системе. Примеры процессов с отрицательным обратным воздействием мы рассмотрели выше. .Классический пример-противоположного направления обратного воздействия — торение порока. Піри ©том горении выделяется кислород и повышается температура, таким
путем процесс сам себя ускоряет. Он проходит по схеме взрыва и описывается заколом экспоненциального роста, когда экспонента имеет положительную степень. .
■ Аналогам взрывного процесса в океане может служить развитие тропического урагана, или тайфуна. События при этом развиваются по следующей схеме. Над участком океана, лде возникло повышенное испарение (.например., благодаря ветру), в атмосферу поступает повышенное количество водяного пара. Влажный воздух легче сухого и потому образует восходящий поток. При подъеме воздух в связи с уменьшением давления охлаждается. Это вызывает конденсацию пара. При конденсации выделяется теплота, равная теплоте, ушедшей на испарение. Происходит местное нагревание атмосферы, расширение воздуха и повышение высоты воздушного столба, .создающего то же самое давление.. Начинается ■ отток воздуха на больших высотах. Масса воздушного столба над районом испарения уменьшается и приземное давление падает. Вблизи, морокой поверхности воздушные потоки устремляются к центру .низкого давления. Ветер и перемешивание воздуха усиливаются — иопаре — ■ ние увеличивается и весь процесс развивается с нарастающей скоростью, принимая катастрофический харак-. тер. Он исчерпывается лишь ic изменением окружающей обстановки, обычно. связанной с движением урагана, например, выходом его на материк. ‘ •
В рассмотренном примере участвуют два процесса, а не один. Обратное воздействие первого на самого себя осуществляется не-непосредственно, а через второй процесс. Таким образом, мы встречаемся с положительной обратной связью двух процессов.
Если система не замкнута и. в ней действуют силы, стремящиеся затормозить процесс, то положительная обратная связь может. стать источником стабилизации. То же. гарение пороха может пощщержи’вать постоянную скорость полета ракеты. Та же связь, испарения и ветра может поддерживать ‘существование умеренного циклона средних широт. Вторжение вод, родившихся в Гольфстриме, в Арктику связано с существованием исландского минимума атмосферного давления, а развитие этого минимума — с тем теплом, которое приносит Гольфстрим. Обратная положительная связь в этом примере поддерживает постоянные климатические условия.
Обратим внимание, однако, на то, что условия эти аномальны.
Положительное обратное воздействие имеет большое значение їв развитии биологических систем океана, придавая их динамике особенную напряженность. Равновесие и само существование отдельных звеньев системы здесь иной раз зависят от воздействия нескольких процессов, развивающихся ио ‘схеме взрыва. Пример такого взаимодействия, іпритом пример, (полный еще не до конца понятых и разъясненных загадок, нам может дать весеннее развитие жизни в каком-нибудь водоеме.
Развитие это начинается вспышкой фитопланктона. Известно, что одна диатомовая одноклеточная водоросль, размножаясь путем деления, может за четыре дня дать шотомство численностью 140 (Миллиардов особей. Вопыш — жа (вызывает быстрое истощение питательных веществ їв поверхностном слое вод. Планктон поглощает растворенные в воде биогенные элементы (минеральные соединения азот. а, фосфора, кремния, выполняющие роль морских удобрений), а отмирая и падая вниз, уносит их из поверхностного слоя моря. Воды природных водоемов часто сравнивают с почвой и относят имеете с ней к особой группе «биокосных тел» (В. В. Вернадский). Интересно, не только сходство, но и различие двух сред. Оно, в частности, заключается в том, что с развитием планктона їв воде происходит мощный процесс выноса питательных веществ. При математическом моделировании названных событий сразу же (возникает вопрос: почему развивающийся взрывообразно планктон не уничтожит однажды запасы растворенных питательных веществ полностью и не погибнет немедленно за этим сам от недостатка пищи? ‘
Одним из ответов будет тот, что океанская почва не только истощается, но и непрерывно, хотя бы в малой степени, сама обогащается за счет процессов перемешивания воды: Таким образом, условия для минимального поддержания жизни в ней всегда остаются. Второй ответ •—в том, что бесконтрольное и неудержимое развитие фитопланктона, вызывает следом за собой развитие зоопланктона, которое также происходит по закону экспоненциального роста, т. е. по схеме (взрыва. Таким образом, вторая взрывная волна н-астигает и гасит первую. Перед нами ©стает новая загадка—почему зоопланктон
в своем бесконтрольном развитии не уничтожит полностью популяцию фитопланктона? Если его останавливает третья волна жизни — взрывное развитие хищного планктона, то загадка не исчезает, а только переносится дальше по каскаду питательной цепи. ‘ —
Подобные проблемы регулируются на суше тем, что животные борются с конкурентами за определенную площадь, на которой они добывают пищу. Таким образом, регуляция здесь связана с наличием определенных сложных процессов нервной деятельности — инстинктов. Не обладая такими возможностями, как животные суши, простейшие водные организмы должны вырабатывать какие-то химические механизмы регуляции своей численности и состава.
Динамизм биологических систем океана и тесные связи імежду отдельными звеньями этих систем имеют важнейшие последствия для хозяйственной деятельности человека. .
Большинство внешних природных воздействий на океан носит в той или «ной мере периодический характер, «вязанный с суточным и годовым циклами поступления солнечной энергии. Ответные реакции океана также периодичны, но их периоды могут значительно отличаться от периода внешних воздействий. Примером — может служить то же развитие фитопланктона. Фотосинтез нарастает с увеличением весенней освещенности верхних слоев воды. Ход освещенности имеет четко выраженный годовой цикл и может быть передан — синусоидальной кривой с периодом,, равным году. В то же время развитие фитопланктона во всех широтах океана (кроме самых высоких и самых низких широт) происходит в виде двух ярко выраженных волн-—весенней и осенней (рис. 1).
-Эта сложная, двойная реакция на единое воздействие— одна из черт биологическою лица океана. Система, реакции которой имеют иной период, чем внешние воздействия, относится к нелинейным, и здесь мы имеем дело именно с таким случаем.
Приведенные выше примеры почти без исключения относятся к той группе реакций системы на внешнее. воздействие, которую мы назвали местной.. Посмотрим, наконец, и на реакции, выражающиеся в обмене вещества и энергии между различными районами океана.
Океан, как. всякая механическая система, стремится к — минимуму.-потенциальной энергии. Этот минимум будет достигнут, в том случае, если океан приобретет максимальную однородность в горизонтальном направлении й максимально устойчивую стратификацию в вертикальном. Действительно, в однородном по горизонтали океане без участия ветра н. приливов не возникнут никакие течения, а в устойчиво стратифицированной жидкости прекратятся вертикальные токи..’Внешние воздействия на океан, ‘ проявляющиеся в зо
|
‘ моря |
11//Шп v lwlw/lwl/х їх Ши |
|
Тропические |
|
|
Теплые |
|
|
Умеренные а) Английские воды |
|
|
6} Норвежское побережье |
|
|
Полярные а) Мурмвн |
|
|
6) Высоко — арктические |
нальном или локальном изменении соле
ности, температуры и уровня, ведут к накоплению потенциальной энергии. Равновесие достигается в. результате отрицательной. обратной связи. Чем
больше в океане накапливается потенциальной энергии, тем быстрее осуществляется ее расход в виде преобразования в кинетическую энергию ‘ движения. Например,
Рис. 1. Циклы развития океаниче — если идеализировать ского планктона на разных широтах ПК-РЯН и пппиртить чтп (по В/Г. Богорову, 1939). океан и Допустить, что
Сплошная линия — фитопланктон, пунк — ТЄЧЄНИЯ НЄ ПОДВер-
тарная — зоопланктон. , ЖЄНЬІ ОТКЛОНЯЮЩЕМУ
действию вращения Земли и трению, то легко подсчитать, что перепад уровней в один метр вызовет течение со скоростью 3 м/с и даст расход более 100 км3/ч на каждый квадратный километр сечения. В таком океане горизонтальные градиенты уровня, температуры и солености будут иметь минимальную величину. Здесь осуществляется высокая степень обратной связи и вызываемая этим эффективная стабилизация исходных параметров системы (уровня, солености, температуры). Океаническая планета с такими условиями обладала бы идеальным по однородности климатом: без слишком жарких и слишком холодных мест..
Представим теперь другие условия — океан, течения — которого. контролируются кориолисовым ускорением[3]. Пусть внешние воздействия на океан тем или иным образом привели к резким. зональным различиям его уровня, температуры. и солености. Океанические течения под действием наклона уровня и градиента давления устремятся первоначально в направлении меридианов. Но очень скоро (через несколько километров шути) кориоли — сово ускорение повернет их вдоль лаіраллелей, перпендикулярно наклону уровня и градиенту давления. Создается зональная циркуляция, поддерживающая климатические контрасты между зкватоіром и полюсами. Значит ли. это, что на представленной нами планете зональных контрастов обратные связи вообще отсутствуют, и градиенты уровня, температуры и солености могут неограниченно возрастать іво времени? По многим причинам оказывается, — что это не так. В той или иной степени обратные связи сохраняются и приводят к новому динамическому равновесию системы. Это равновесие подвижно. При усилении внешних воздействий оно может сдвигаться в сторону большей контраст, ности океанических характеристик, а при ослаблении — к их выравниванию. Эти воздействия на языке кибернетики называются управлением системы. Задача заключается в том, чтобы описать механизм управления и его количественные законы, насколько это возможно при пашем уровне знаний.
іВ системном подходе к изучению природных объектов можно видеть один из многих шагов науки от метафизики к диалектике. Составляя систему, мы оживляем объект, находим черты его организации и функционирования, определяем реакции и,1 наконец, моделируем его поведение при любом диапазоне воздействий. При этом за внешней неподвижностью характеристик нам открываются напряженные связи динамического равновесия — круговороты материи и энергии.