Типы и свойства водных масс. Что такое водные массы? Водные массы мирового океана и фронтальные зоны Поверхностные водные массы

Водные массы, объём воды, соизмеримый с площадью и глубиной водоёма и обладающий относительной однородностью физико-химических характеристик, формирующихся в конкретных физико-географических условиях. Основными факторами, формирующими В. м., являются тепловой и водный балансы данного района и, следовательно, основные показатели В. м. - температура и солёность. Часто при анализе В. м. учитываются также показатели содержания в ней кислорода и других гидрохимических элементов, которые дают возможность проследить распространение В. м. из района её формирования и трансформацию. Характеристики В. м. не остаются постоянными, они подвергаются в определённых пределах сезонным и многолетним колебаниям и изменяются в пространстве. По мере распространения из района формирования В. м. трансформируются под влиянием изменений условий теплового и водного балансов и перемешиваются с окружающими водами. Различают первичные и вторичные В. м. К первичным В. м. относятся те, отличительные признаки которых формируются под непосредственным влиянием атмосферы и характеризуются наибольшими пределами изменений в некотором объёме воды. К вторичным - В. м., формирующиеся в результате перемешивания первичных В. м. и отличающиеся наибольшей однородностью своих признаков. В вертикальной структуре Мирового океана выделяются В. м.: поверхностные (первичные) - до глубины 150-200 м ; подповерхностные (первичные и вторичные) - на глубине от 150-200 м до 400-500 м ; промежуточные (первичные и вторичные) - на глубине от 400-500 м до 1000-1500 м , глубинные (вторичные) - на глубине от 1000-1500 м до 2500-3000 м ; придонные (вторичные) - ниже 3000 м . Границами между В. м. являются зоны фронтов Мирового океана, зоны раздела и зоны трансформации, которые прослеживаются по увеличивающимся горизонтальным и вертикальным градиентам основных показателей В. м.

В каждом из океанов имеются характерные для них В. м. Например, в Атлантическом океане различаются: В. м. Гольфстрима, Северная тропическая, Южная тропическая и др. поверхностные В. м., Северная субтропическая, Южная субтропическая и др. подповерхностные В. м., Северная атлантическая, Южная атлантическая и др. промежуточные В. м., Средиземноморская глубинная В. м. и др.; в Тихом океане - Северная тропическая, Северная центрально-субтропическая, Южная тропическая и др. поверхностные В. м., Северная субтропическая, Южная субтропическая и др. подповерхностные В. м., Северная тихоокеанская, Южная тихоокеанская и др. промежуточные В. м., Тихоокеанские глубинные В. м. и др.

При изучении В. м. применяется метод Т, S-kpивых и изопикнический метод, позволяющие установить однородность температуры, солёности и других показателей на кривой их вертикального распределения.

Лит.: Агеноров В. К., Об основных водных массах в гидросфере, М. - Свердловск, 1944; Зубов Н. Н., Динамическая океанология, М. - Л., 1947; Муромцев А. М., Основные черты гидрологии Тихого океана, Л., 1958; его же, Основные черты гидрологии Индийского океана, Л., 1959; Добровольский А. Д., Об определении водных масс, «Океанология», 1961, т. 1, в. 1; Основные черты гидрологии Атлантического океана, под ред. А. М. Муромцева, М., 1963; Defant A., Dynamische Ozeanographie, B., 1929; Sverdrup Н. U., Jonson М. W., Fleming R. Н., The oceans, Englewood Cliffs, 1959.

А. М. Муромцев.

Формирование водных масс происходит в соответствии с геофизическими условиями отдельных районов Мирового океана. В процессе генезиса значительные объемы воды приобретают набор характерных физико-химических и биологических свойств, который остается практически неизменным в пределах всего пространства их распространения.

Свойства

К основным свойствам водных масс относят соленость и температуру. Оба этих показателя зависят от климатических факторов, обусловленных географической широтой. Основную роль в изменении солености вод играют осадки и испарение. Температура находится под влиянием климата окружающих территорий и океанических течений.

Типы

В структуре Мирового океана выделяют следующие типы водных масс - придонные, глубинные, промежуточные и поверхностные.

Поверхностные массы образуются под влиянием осадков и пресных материковых вод. Этим объясняются постоянные изменения температуры и солености. Здесь же возникают волны и горизонтальные океанические течения. Толщина слоя составляет 200–250 метров.

Промежуточные водные массы расположены на глубине 500–1000 метров. Формируются они в тропических широтах, где наблюдается высокий уровень солености и испарений.

Формирование глубинных масс вызвано перемешиванием поверхностных и промежуточных водных масс. Такой тип воды встречается в тропических широтах. Скорость их движения по горизонтали может составлять до 28 км в час. Температура на глубинах более 1000 метров составляет примерно +2–3 градуса.

Придонные водные массы отличают очень низкие температуры, постоянный уровень солености и большая плотность. Эта разновидность вод занимает ту часть океана, которая находится глубже 3000 метров.

Виды

В зависимости от территориального расположения различают такие виды водных масс, как экваториальные, тропические, субтропические, умеренные и полярные.

Для экваториальных водных масс характерны: низкий уровень плотности и солености, высокая температура (до +28 градусов), пониженное содержание кислорода.

Тропические массы вод находятся в зоне влияния океанических течений. Соленость таких масс выше, поскольку испарения здесь преобладают над осадками.

На умеренные массы оказывают опресняющее воздействие реки, осадки и айсберги. Для этих широт характерна сезонная смена температур воды, а среднегодовая постепенно снижается в направлении полюсов от 10 до нуля градусов.

Уровень солености в полярных слоях достаточно низок, поскольку плавающий лед оказывает сильное опресняющее действие. При температуре около -2 градусов, морская вода средней солености замерзает (чем больше соленость, тем ниже температура замерзания).

Что такое водные массы?

Отвечая на вопрос, что такое водные массы, имеет смысл сказать о процессах, протекающих в переходных зонах между ними. При встрече масс происходит перемешивание вод, в то время как более плотные из них погружаются на глубину. Такие области называют зонами конвергенции.

В зонах дивергенции происходит расхождение водных масс, сопровождающееся подъемом вод с глубин.

Это большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга температурой , соленостью , плотностью , прозрачностью , количеством содержащегося кислорода и многими другими свойствами. В отличие от воздушных масс, в них большое значение имеет вертикальная зональность.

В зависимости от глубины различают следующие виды водных масс:

Поверхностные водные массы . Они располагаются до глубины 200-250 м . Здесь часто меняется температура воды, соленость, так как эти водные массы формируются под воздействием атмосферных осадков и притока пресных материковых вод. В поверхностных водных массах образуются волны и горизонтальные океанические течения . В этом виде водных масс наибольшее содержание планктона и рыбы.

Промежуточные водные массы . Они располагаются до глубины 500-1000 м . В основном этот вид масс встречается в тропических широтах обоих полушарий и формируется в условиях повышенного испарения и постоянного повышения солености.

Глубинные водные массы . Их нижняя граница может доходить до 5000 м . Их формирование связано с перемешиванием поверхностных и промежуточных водных масс, полярных и тропических масс. Вертикально они движутся очень медленно, но горизонтально - со скоростью 28 м/час.

Придонные водные массы . Они располагаются в Мировом океане ниже 5000 м , имеют постоянную соленость и очень большую плотность.

Водные массы можно классифицировать не только в зависимости от глубины, но и по происхождению . В данном случае различают следующие виды водных масс:

Экваториальные водные массы . Они хорошо прогреты солнцем, их температура по сезонам меняется не больше чем на 2° и составляет 27 - 28°С. На них оказывают опресняющее действие обильные атмосферные осадки и реки, впадающие в океан в этих широтах, поэтому соленость этих вод ниже, чем в тропических широтах.

Тропические водные массы . Они также хорошо прогреты солнцем, но температура вод здесь ниже, чем в экваториальных широтах, и составляет 20-25°С. По сезонам температура вод тропических широт меняется на 4°. На температуру вод этого вида водных масс большое влияние оказывают океанические течения: западные части океанов, куда приходят теплые течения от экватора, теплее, чем восточные, так как туда приходят холодные течения . Соленость этих вод значительно выше, чем экваториальных, так как здесь в результате нисходящих воздушных потоков устанавливается высокое давление и выпадает мало осадков. Не оказывают опресняющего действия и реки, так как в этих широтах их очень мало.

Умеренные водные массы . По сезонам температура вод этих широт отличается на 10°: зимой температура воды колеблется от 0° до 10°С, а летом она изменяется от 10° до 20°С. Для этих вод уже характерна смена времен года, но наступает она позднее, чем на суше, и выражена не так резко. Соленость этих вод ниже, чем тропических, так как опресняющее действие оказывают атмосферные осадки, реки, впадающие в эти воды, и айсберги, заходящие в эти широты. Для умеренных водных масс характерны также температурные различия западных и восточных частей океана: холодными являются западные части океанов, где проходят холодные течения, а восточные области согреваются теплыми течениями.

Полярные водные массы . Они формируются в Арктике и у берегов Антарктиды и могут выноситься течениями в умеренные и даже тропические широты. Для полярных водных масс характерно обилие плавающего льда, а также льда, формирующего огромные ледяные пространства. В Южном полушарии в районах полярных водных масс морские льды заходят в умеренные широты много дальше, чем в Северном. Соленость полярных водных масс низка, так как сильное опресняющее действие оказывает плавающий лед.

Между разными видами водных масс, различающихся по происхождению, нет четких границ, а существуют переходные зоны . Наиболее отчетливо они выражены в местах соприкосновения теплых и холодных течений.

Водные массы активно взаимодействуют с атмосферой: они отдают ей влагу и тепло и поглощают из нее углекислый газ, выделяют кислород.

Самыми характерными свойствами водных масс являются соленость и температура .

ВОДНЫЕ МАССЫ, объём воды, соизмеримый с площадью и глубиной водоёма, обладающий относительной однородностью физических, химических и биологических характеристик, формирующихся в конкретных физико-географических условиях (обычно на поверхности океана, моря), отличающихся от окружающей водной толщи. Особенности водных масс, приобретённые в определённых районах океанов и морей, сохраняются за пределами области формирования. Смежные водных масс отделяются друг от друга зонами фронтов Мирового океана, зонами раздела и зонами трансформации, которые прослеживаются по увеличивающимся горизонтальным и вертикальным градиентам основных показателей водных масс. Главные факторы формирования водных масс - тепловой и водный балансы данного района, соответственно основные показатели водных масс - температура, солёность и зависящая от них плотность. Важнейшие географические закономерности - горизонтальная и вертикальная зональность - проявляются в океане в виде специфической структуры вод, состоящей из набора водных масс.

В вертикальной структуре Мирового океана выделяются водные массы: поверхностные - до глубины 150-200 м; подповерхностные - до 400-500 м; промежуточные - до 1000-1500 м, глубинные - до 2500-3500 м; придонные - ниже 3500 м. В каждом из океанов имеются характерные для них водные массы, поверхностные водные массы называются в соответствии с климатическим поясом, где сформировались (например, тихоокеанские субарктические, тихоокеанские тропические и так далее). Для нижележащих структурных зон океанов и морей название водных масс соответствует их географическому району (средиземноморская промежуточная водная масса, североатлантичная глубинная, глубинная Чёрного моря, антарктическая придонная и т.д.). Плотность воды и особенности атмосферной циркуляции определяют глубину, на которую водная масса погружается в районе своего образования. Часто при анализе водной массы учитываются также показатели содержания в ней растворённого кислорода, других элементов, концентрации ряда изотопов, которые дают возможность проследить распространение водной массы из района её формирования, степень смешения с окружающими водами, время нахождения вне контакта с атмосферой.

Характеристики водных масс не остаются постоянными, они подвергаются в определённых пределах сезонным (в верхнем слое) и многолетним колебаниям, изменяются в пространстве. По мере передвижения из района формирования водные массы трансформируются под воздействием изменившегося теплового и водного балансов, особенностей циркуляции атмосферы и океана, перемешиваются с окружающими водами. Вследствие чего различают первичные водные массы (формируются под непосредственным влиянием атмосферы, с наибольшими колебаниями характеристик) и вторичные водные массы (образуются при перемешивании первичных, отличаются наибольшей однородностью характеристик). В пределах водной массы выделяют ядро - слой с наименее трансформированными характеристиками, сохраняющий присущие конкретной водной массе отличительные признаки - минимумы или максимумы солёности и температуры, содержание ряда химических веществ.

При изучении водных масс применяется метод температурно-солёностных кривых (Т, S-кривых), метод ядра (исследование трансформации присущих водной массе экстремумов температуры или солёности), изопикнический метод (анализ характеристик на поверхностях равной плотности), статистический Т, S-анализ. Циркуляция водных масс играет важную роль в энергетическом и водном балансе климатической системы Земли, перераспределяя между широтами и разными океанами тепловую энергию и распреснённые (или осолонённые) воды.

Лит.: Sverdrup Н. U., Johnson М. W., Fleming R. Н. The oceans. N. Y., 1942; Зубов Н. Н. Динамическая океанология. М.; Л., 1947; Добровольский А. Д. Об определении водных масс // Океанология. 1961. Т. 1. Вып. 1; Степанов В. Н. Океаносфера. М., 1983; Мамаев О. И. Термохалинный анализ вод Мирового океана. Л., 1987; он же. Физическая океанография: Избр. труды. М., 2000; Михайлов В. Н., Добровольский А. Д., Добролюбов С. А. Гидрология. М., 2005.

В каждом из океанов имеются характерные для них Водные массы Например, в Атлантическом океане различаются: Водные массы Гольфстрима, Северная тропическая, Южная тропическая и др. поверхностные Водные массы Водные массы , Северная атлантическая, Южная атлантическая и др. промежуточные Водные массы , Средиземноморская глубинная Водные массы и др.; в Тихом океане - Северная тропическая, Северная центрально-субтропическая, Южная тропическая и др. поверхностные Водные массы , Северная субтропическая, Южная субтропическая и др. подповерхностные Водные массы , Северная тихоокеанская, Южная тихоокеанская и др. промежуточные Водные массы , Тихоокеанские глубинные Водные массы и др.

При изучении Водные массы применяется метод Т, -kpивых и изопикнический метод, позволяющие установить однородность температуры, солёности и других показателей на кривой их вертикального распределения.

Лит.: Агеноров В. К., Об основных водных массах в гидросфере, М. - Свердловск, 1944; Зубов Н. Н., Динамическая океанология, М. - Л., 1947; Муромцев А. М., Основные черты гидрологии Тихого океана, Л., 1958; его же, Основные черты гидрологии