Glavne vrste vodenih masa prema zemljopisnoj širini. Vrste vodenih masa. Glavne zone vodenih masa Svjetskog oceana

Vodene mase Svjetskog oceana mogu se podijeliti u vrste koje karakteriziraju određena svojstva ili određeni omjer različitih karakteristika. Naziv svake vodene mase odražava područje nastanka (izvor) i putanju njezina kretanja. Na primjer, voda s dna Antarktika formira se u raznim područjima oko antarktičkog kontinenta i nalazi se blizu dna u velikim područjima oceana. Vodene mase nastaju ili kao rezultat termohalinskih promjena uzrokovanih međudjelovanjem mora i atmosfere ili kao rezultat miješanja dviju ili više voda. Nakon formiranja, vodena masa se kreće prema horizontu određenom svojom gustoćom, ovisno o vertikalnoj raspodjeli gustoće okolne vode, te se, postupno miješajući ili međudjelovajući s atmosferom (ako se vodena masa širi blizu površine ili blizu horizonta na površinu), gubi karakteristična značajka(ili osobina) koje je stekla u području formiranja.


Glavne vodene mase Svjetskog oceana nastaju kao rezultat termohalinskih promjena. Takve vodene mase imaju ekstrem u jednoj ili više karakteristika. Sloj u kojem se opaža taj ekstrem (dubina sloja određena je gustoćom vode) naziva se srednjim slojem. Ovaj se sloj može otkriti proučavanjem vertikalne distribucije tipičnih svojstava V. m.

Najveći dio površinskih i podzemnih vodenih masa sastoji se od središnjih vodenih masa, koje se nalaze u umjerenim geografskim širinama na obje hemisfere. Karakterizira ih visok salinitet i prilično visoke temperature te se mogu podijeliti u podtipove kao što su zapadne i istočne središnje vodene mase. Upravo su vodene mase izvor srednjeg sloja s niskim maksimalnim salinitetom (suptropska protustruja), nastale kao posljedica slijeganja površinske vode u suptropskim zonama konvergencije (35-40° N i J) u većini tropskih područja oceana. Između središnjih vodenih masa sjeverne i južne hemisfere nalazi se ekvatorijalna voda. Ova vodena masa je dobro razvijena u Tihom i Indijskom oceanu, ali nije prisutna u Atlantskom oceanu.

Prema polovima se središnje vodene mase hlade, što je povezano s topljenjem leda i temperaturnim kontrastom vode i atmosfere. Između polarnih površinskih vodenih masa i dubokih voda nalaze se vode srednje zone - subarktičke i subantarktičke površinske vode. Na spoju vodenih masa srednje zone, vode se spuštaju duž zone konvergencije. Ova zona, ili polarna fronta, može se smatrati područjem formiranja srednjih vodenih masa Svjetskog oceana. One su hladne, imaju nizak salinitet i odvajaju gornju toplu vodenu sferu od donje hladne. U Atlantskom oceanu, najčešća međuvodna masa je antarktička međuvoda, nastala unutar južne polarne fronte; može se pratiti “metodom jezgre” do 20° N. w. Sjeverno od ove geografske širine nalazi se srednji sloj sa slabo izraženim minimalnim salinitetom.

Subarktička međuvoda javlja se na sjevernijim geografskim širinama, ali je mnogo manje izražena i ne proteže se tako široko kao antarktička međuvoda.

Zbog plitkosti Beringovog prolaza ograničena je cirkulacija između Arktičkog oceana i sjevernog Tihog oceana; dakle subarktička međuvoda u Tihi ocean ima malu rasprostranjenost, međutim, ispred obale Rusije, vode se spuštaju i formira se srednja vodena masa, vrlo slična subarktičkoj; Budući da je ova vodena masa nearktičkog podrijetla, naziva se središnja voda Sjevernog Pacifika.

Duboke i pridnene vode nastaju u polarnim područjima, najaktivnije oko antarktičkog kontinenta i u područjima uz južni Grenland. Utjecaj Arktičkog bazena na dubokovodnu cirkulaciju Svjetskog oceana je neznatan zbog izolacije dubina Arktičkog bazena podvodnim grebenima - pragovima. Pretpostavlja se da je izvor većine dubokih i pridnenih voda atlantski sektor Južnog oceana (Weddellovo more). Snažna dubokomorska cirkulacija uzrokuje da se utjecaj Atlantskog oceana osjeti u većini područja svjetskih oceana. Tihi ocean nema velikih izvora duboke vode, pa je stoga protok ispod 2000 m vjerojatno slab. Indijski ocean ima složen sustav dubokih voda koji ovisi o miješanju mnogih drugih vodenih tijela, a ne o formiranju tipova vodenih masa kao rezultat termohalinskih promjena.

Formiranje vodene mase događa u skladu s geofizičkim uvjetima pojedinih područja Svjetskog oceana. Tijekom procesa nastanka, značajne količine vode poprimaju skup karakterističnih fizikalno-kemijskih i bioloških svojstava, koji ostaje praktički nepromijenjen na cijelom prostoru njihove distribucije.

Svojstva

Glavna svojstva vodenih masa uključuju salinitet i temperaturu. Oba ova pokazatelja ovise o klimatskim čimbenicima određenim geografskom širinom. Glavnu ulogu u promjeni saliniteta vode imaju oborine i isparavanje. Na temperaturu utječu klima okolnih područja i oceanske struje.

Vrste

U strukturi Svjetskog oceana razlikuju se sljedeće vrste vodenih masa: dno, duboke, srednje i površinske.

Površinske mase nastaju pod utjecajem padalina i slatkih kontinentalnih voda. To objašnjava stalne promjene temperature i saliniteta. Ovdje također nastaju valovi i horizontalne oceanske struje. Debljina sloja je 200-250 metara.

Srednje vodene mase nalazi se na dubini od 500–1000 metara. Oni se formiraju u tropskim širinama, gdje se promatra visoka razina slanost i isparavanje.

Formiranje dubokih masa uzrokovane miješanjem površinskih i međuvodnih masa. Ova vrsta vode nalazi se u tropskim geografskim širinama. Njihova horizontalna brzina može biti do 28 km na sat. Temperatura na dubinama većim od 1000 metara je približno +2-3 stupnja.

Pridnene vodene mase karakteriziraju vrlo niske temperature, stalne razine slanosti i velika gustoća. Ova vrsta vode zauzima onaj dio oceana koji je dublji od 3000 metara.

Vrsta

Ovisno o teritorijalnom položaju, postoje takve vrste vodenih masa kao što su ekvatorijalne, tropske, suptropske, umjerene i polarne.

Ekvatorijalne vodene mase karakteriziraju: niska razina gustoća i slanost, visoka temperatura (do +28 stupnjeva), nizak sadržaj kisika.

Tropske vodene mase nalaze se u zoni utjecaja oceanskih struja. Salinitet takvih masa je veći, jer isparavanje ovdje prevladava nad oborinama.

Umjerene mase desaliniziraju rijeke, oborine i sante leda. Ove geografske širine karakteriziraju sezonske promjene temperature vode, a prosječna godišnja temperatura postupno opada prema polovima od 10 do nula stupnjeva.

Razina saliniteta u polarnim slojevima prilično je niska, budući da plutajući led ima snažan desalinizacijski učinak. Na temperaturi od oko -2 stupnja ledi se morska voda prosječnog saliniteta (što je salinitet veći, to je ledište niže).

Što su vodene mase?

Odgovarajući na pitanje što su vodene mase, ima smisla govoriti o procesima koji se odvijaju u prijelaznim zonama između njih. Kada se mase susretnu, vode se miješaju, dok one gušće tonu u dubinu. Takva se područja nazivaju zonama konvergencije.

U zonama divergencije vodene mase se razilaze, praćene izdizanjem vode iz dubine.

Kao i zračni prostor, vodeni prostor je heterogen po svojoj zonskoj strukturi. U ovom ćemo članku govoriti o tome što se naziva vodena masa. Identificirat ćemo njihove glavne tipove, te odrediti ključne hidrotermalne karakteristike oceanskih voda.

Kako se zove vodena masa Svjetskog oceana?

Oceanske vodene mase su relativno veliki slojevi oceanskih voda koji imaju određena svojstva (dubina, temperatura, gustoća, prozirnost, količina sadržanih soli itd.) karakteristična za određenu vrstu vodenog tijela. Formiranje svojstava određene vrste vodenih masa odvija se u dugom vremenskom razdoblju, što ih čini relativno konstantnim i vodene mase se percipiraju kao jedinstvena cjelina.

Glavne karakteristike morskih vodenih masa

Oceanske vodene mase u procesu interakcije s atmosferom poprimaju različite karakteristike koje se razlikuju ovisno o stupnju utjecaja, kao io izvoru nastanka.


Glavne zone vodenih masa Svjetskog oceana

Složene karakteristike vodenih masa formiraju se pod utjecajem ne samo teritorijalnih karakteristika u kombinaciji s klimatskim uvjetima, ali i zbog miješanja različitih vodenih tokova. Gornji slojevi oceanskih voda podložniji su miješanju i utjecaju atmosfere od dubljih slojeva vode istih geografska regija. U vezi s ovim faktorom, vodene mase Svjetskog oceana podijeljene su u dva velika dijela:


Vrste voda oceanske troposfere

Oceanska troposfera nastaje pod utjecajem kombinacije dinamičkih čimbenika: klime, oborina i plime kontinentalnih voda. S tim u vezi, površinske vode imaju česte fluktuacije temperature i razine slanosti. Kretanje vodenih masa s jedne geografske širine na drugu stvara stvaranje toplih i

Uočava se najveća zasićenost životnih oblika u obliku ribe i planktona. Vrste vodenih masa u oceanskoj troposferi obično se dijele prema zemljopisne širine s izraženim klimatskim faktorom. Navedimo glavne:

  • Ekvatorijalni.
  • Tropski.
  • suptropski.
  • Substožerni.
  • Polarni.

Karakteristike ekvatorskih vodenih masa

Teritorijalna zonalnost ekvatorijalnih vodenih masa pokriva geografski pojas od 0 do 5 sjeverne geografske širine. Ekvatorijalnu klimu karakteriziraju gotovo ravnomjerno visoke temperature tijekom cijele kalendarske godine, stoga su vodene mase ovog područja dovoljno zagrijane, dostižući temperaturu od 26-28.

Zbog obilnih oborina i dotoka slatke vode riječna voda s kopna ekvatorske oceanske vode imaju mali postotak slanosti (do 34,5‰) i najmanju uvjetnu gustoću (22-23). Zasićenost vodenog okoliša regije kisikom također ima najniži pokazatelj (3-4 ml/l) zbog visoke prosječne godišnje temperature.

Karakteristike tropskih vodenih masa

Zona tropskih vodenih masa zauzima dva pojasa: 5-35 na sjevernoj hemisferi (sjeverno tropske vode) i do 30 na južnoj hemisferi (južne tropske vode). Nastaju pod utjecajem klimatskih karakteristika i zračnih masa – pasata.

Maksimalna ljetna temperatura odgovara ekvatorijalnoj širini, ali zimi ta brojka pada na 18-20 iznad nule. Zonu karakterizira prisutnost uzlaznih vodenih tokova s ​​dubine od 50-100 metara u blizini zapadnih obalnih kontinentalnih linija i silaznih tokova u blizini istočnih obala kontinenta.

Tropski tipovi vodenih masa imaju veći indeks saliniteta (35-35,5‰) i uvjetnu gustoću (24-26) nego u ekvatorijalnoj zoni. Zasićenost tropskih vodenih tokova kisikom ostaje približno na istoj razini kao i ekvatorijalni pojas, ali je zasićenost fosfatima veća: 1-2 µg-at/l naspram 0,5-1 µg-at/l u ekvatorijalnim vodama.

Suptropske vodene mase

Temperatura tijekom godine u suptropskoj vodenoj zoni može pasti na 15. U tropskim geografskim širinama desalinizacija vode događa se u manjoj mjeri nego u drugim klimatskim zonama, budući da ovdje ima malo oborina, dok dolazi do intenzivnog isparavanja.

Ovdje salinitet vode može doseći i do 38‰. Suptropske vodene mase oceana, kada se ohlade zimi, daju puno topline, čime značajno doprinose procesu izmjene topline planeta.

Granice suptropske zone dosežu otprilike 45 južnih hemisfera i 50 sjevernih geografskih širina. Dolazi do povećanja zasićenosti vode kisikom, a time i oblicima života.

Karakteristike subpolarnih vodenih masa

Kako se udaljavate od ekvatora, temperatura vodenih tokova opada i varira ovisno o dobu godine. Dakle, na području subpolarnih vodenih masa (50-70 N i 45-60 S), zimi temperatura vode pada na 5-7, a ljeti se penje na 12-15 o S.

Salinitet vode ima tendenciju smanjenja od suptropskih vodenih masa prema polovima. To se događa zbog otapanja santi leda - izvora slatke vode.

Karakteristike i značajke polarnih vodenih masa

Lokalizacija polarnih oceanskih masa su cirkumkontinentalni polarni sjeverni i južni prostori, stoga oceanolozi ističu prisutnost arktičkih i antarktičkih vodenih masa. Prepoznatljive značajke Polarne vode, naravno, imaju najniže temperaturne pokazatelje: ljeti je prosjek 0, a zimi 1,5-1,8 ispod nule, što također utječe na gustoću - ovdje je najveća.

Osim temperature, nizak salinitet (32-33‰) također je zabilježen zbog otapanja kontinentalnih svježih ledenjaka. Vode polarnih širina vrlo su bogate kisikom i fosfatima, što povoljno utječe na raznolikost organskog svijeta.

Vrste i svojstva vodenih masa u oceanskoj stratosferi

Oceanolozi konvencionalno dijele oceansku stratosferu u tri vrste:

  1. Srednje vode prekrivaju vodene stupce na dubinama od 300-500 m do 1000 m, a ponekad i 2000 m. U usporedbi s druge dvije vrste vodenih masa u stratosferi, međusloj je najosvijetljeniji, topliji i bogatiji kisikom i fosfatima. , a time i bogatiji podvodni svijet plankton i razne vrste riba Pod utjecajem blizine vodenih tokova troposfere, u kojoj prevladava brzotekuća vodena masa, hidrotermalne karakteristike i brzina strujanja vodenih tokova u međusloju su vrlo dinamične. Opća tendencija kretanja srednjih voda opaža se u smjeru od visokih geografskih širina do ekvatora. Debljina srednjeg sloja oceanske stratosfere nije posvuda jednaka; u blizini polarnih zona opaža se širi sloj.
  2. Duboke vode imaju područje rasprostranjenosti koje počinje od dubine od 1000-1200 m do 5 km ispod razine mora i karakterizirane su konstantnijim hidrotermalnim podacima. Horizontalni tok vodenih tokova u ovom sloju znatno je manji od međuvoda i iznosi 0,2-0,8 cm/s.
  3. Donji sloj vode oceanolozi najmanje proučavaju zbog njegove nepristupačnosti, jer se nalazi na dubini većoj od 5 km od površine vode. Glavna obilježja pridnenog sloja su gotovo stalna razina slanosti i velika gustoća.

Vodene mase- to su velike količine vode nastale u određenim dijelovima oceana koje se međusobno razlikuju po temperaturi, salinitetu, gustoći, prozirnosti, količini kisika i drugim svojstvima. Nasuprot tome, u njima velika vrijednost ima. Ovisno o dubini postoje:

Površinske vodene mase. Nastaju pod utjecajem atmosferskih procesa i pritjecanja svježa voda od kopna do dubine od 200-250 m, ovdje se često mijenja salinitet, a njihov horizontalni transport u obliku oceanskih struja mnogo je jači od dubinskog. Površinske vode sadrže najviše razine planktona i ribe;

Srednje vodene mase. Imaju donju granicu od 500-1000 m. U tropskim širinama nastaju srednje vodene mase u uvjetima pojačanog isparavanja i stalnog porasta. Ovo objašnjava činjenicu da se srednje vode pojavljuju između 20° i 60° na sjevernoj i južnoj hemisferi;

Duboke vodene mase. Nastaju kao rezultat miješanja površinskih i srednjih, polarnih i tropskih vodenih masa. Njihova donja granica je 1200-5000 m. Vertikalno se te vodene mase gibaju izuzetno sporo, a horizontalno se kreću brzinom od 0,2-0,8 cm/s (28 m/h);

Pridnene vodene mase. Zauzimaju zonu ispod 5000 m i imaju konstantan salinitet, vrlo veliku gustoću, a horizontalno kretanje im je sporije od vertikalnog.

Ovisno o podrijetlu, razlikuju se sljedeće vrste vodenih masa:

Tropski. Nastaju u tropskim geografskim širinama. Temperatura vode ovdje je 20-25°. Na temperaturu tropskih vodenih masa uvelike utječu oceanske struje. Zapadni dijelovi oceana su topliji, gdje tople struje (vidi) dolaze s ekvatora. Istočni dijelovi oceana su hladniji jer ovamo dolaze hladne struje. Sezonski, temperatura tropskih vodenih masa varira za 4°. Slanost ovih vodenih masa mnogo je veća od one ekvatorijalnih, budući da se kao rezultat strujanja zraka prema dolje ovdje uspostavlja i pada malo oborina;

vodene mase. U umjerenim geografskim širinama sjeverne hemisfere hladni su zapadni dijelovi oceana, gdje prolaze hladne struje. Istočna područja oceana zagrijavaju topla strujanja. Čak iu zimskim mjesecima temperatura vode u njima kreće se od 10°C do 0°C. Ljeti varira od 10°C do 20°C. Dakle, temperatura umjerenih vodenih masa varira za 10°C između godišnjih doba. Već ih karakterizira promjena godišnjih doba. Ali dolazi kasnije nego na kopnu i nije toliko izražen. Slanost umjerenih vodenih masa niža je od one u tropskim, budući da učinak desalinizacije ne vrše samo rijeke i oborine koje ovdje padaju, već i one koje ulaze u te geografske širine;

Polarne vodene mase. Nastaju u i izvan obale. Ove vodene mase mogu biti nošene strujama do umjerenih, pa čak i tropskih geografskih širina. U polarnim područjima obiju hemisfera voda se hladi na -2°C, ali i dalje ostaje tekuća. Daljnje smanjenje dovodi do stvaranja leda. Polarne vodene mase karakteriziraju obilje plutajućeg leda, kao i leda koji tvori ogromna ledena prostranstva. Led traje cijelu godinu i stalno je u pomicanju. Na južnoj hemisferi, u područjima polarnih vodenih masa, protežu se u umjerene geografske širine mnogo dalje nego na sjevernoj hemisferi. Salinitet polarnih vodenih masa je nizak, jer led ima jak desalinizacijski učinak između navedenih vodenih masa nema jasnih granica, ali postoje prijelazne zone – zone međusobnog utjecaja susjednih vodenih masa. Najjasnije su izražene na mjestima gdje se susreću topla i hladna strujanja. Svaka vodena masa je više ili manje homogena u svojim svojstvima, ali u prijelaznim zonama te se karakteristike mogu dramatično promijeniti.

Vodene mase aktivno djeluju na njega: daju mu toplinu i vlagu, apsorbiraju ugljični dioksid iz njega i oslobađaju kisik.

VODENA MASA, volumen vode razmjeran površini i dubini akumulacije, koja posjeduje relativnu homogenost fizičkih, kemijskih i bioloških svojstava, nastala u specifičnim fizičkim i geografskim uvjetima (obično na površini oceana, mora), različitim od okolni vodeni stupac. Značajke vodenih masa stečene u određenim područjima oceana i mora očuvane su izvan područja nastanka. Susjedne vodene mase odvojene su jedna od druge prednjim zonama Svjetskog oceana, zonama podjele i zonama transformacije, koje se mogu pratiti duž rastućih horizontalnih i vertikalnih gradijenata glavnih pokazatelja vodenih masa. Glavni čimbenici u formiranju vodenih masa su toplinska i vodna bilanca određenog područja, odnosno glavni pokazatelji vodenih masa su temperatura, slanost i gustoća, koja ovisi o njima. Ono najvažnije geografski obrasci- horizontalna i vertikalna zonalnost - manifestiraju se u oceanu u obliku specifične vodene strukture, koja se sastoji od skupa vodenih masa.

U vertikalnoj strukturi Svjetskog oceana razlikuju se vodene mase: površinske - do dubine od 150-200 m; podzemni - do 400-500 m; srednje - do 1000-1500 m, duboko - do 2500-3500 m; dno - ispod 3500 m. Svaki od oceana ima karakteristične vodene mase koje se nazivaju prema klimatskoj zoni u kojoj su nastale (na primjer, subarktički Pacifik, tropski Pacifik i tako dalje). Za temeljne strukturne zone oceana i mora, naziv vodenih masa odgovara njihovoj zemljopisno područje(sredozemna srednja vodena masa, sjevernoatlantska dubina, duboko crno more, antarktičko dno itd.). Gustoća vode i karakteristike atmosferske cirkulacije određuju dubinu do koje vodena masa tone u području svog formiranja. Često se pri analizi vodene mase uzimaju u obzir i pokazatelji sadržaja otopljenog kisika i drugih elemenata u njoj, koncentracija niza izotopa, koji omogućuju praćenje distribucije vodene mase s područja njegov nastanak, stupanj miješanja s okolnim vodama i vrijeme provedeno izvan kontakta s atmosferom.

Svojstva vodenih masa ne ostaju konstantna, podložna su sezonskim (u gornjem sloju) i dugotrajnim kolebanjima u određenim granicama, te promjenama u prostoru. Kako se kreću od područja formiranja, vodene mase se transformiraju pod utjecajem promijenjene ravnoteže topline i vode, osobitosti cirkulacije atmosfere i oceana, te se miješaju s okolnim vodama. Zbog toga se razlikuju primarne vodene mase (nastale pod izravnim utjecajem atmosfere, s najvećim fluktuacijama svojstava) i sekundarne vodene mase (nastale miješanjem primarnih, karakterizirane najvećom ujednačenošću svojstava). Unutar vodene mase razlikuje se jezgra - sloj s najmanje transformiranim karakteristikama, zadržavajući one svojstvene određenoj vodenoj masi razlikovna obilježja- minimumi ili maksimumi saliniteta i temperature, sadržaj niza kemikalija.

Pri proučavanju vodenih masa koristi se metoda krivulja temperatura-slanost (T, S-krivulja), kernel metoda (proučavanje transformacije ekstrema temperature ili saliniteta svojstvenih vodenoj masi), izopiknička metoda (analiza karakteristika na površinama jednaka gustoća), te se koristi statistička T, S-analiza. Kruženje vodenih masa igra važnu ulogu u ravnoteži energije i vode Zemljinog klimatskog sustava, preraspodjelom toplinske energije i desalinizirane (ili zasoljene) vode između geografskih širina i različitih oceana.

Lit.: Sverdrup N. U., Johnson M. W., Fleming R. N. Oceani. N. Y., 1942.; Zubov N.N. Dinamička oceanologija. M.; L., 1947.; Dobrovolsky A.D. O određivanju vodenih masa // Oceanologija. 1961. T. 1. Br. 1; Stepanov V. N. Oceanosfera. M., 1983.; Mamaev O.I. Termohalina analiza voda Svjetskog oceana. L., 1987.; aka Fizička oceanografija: Favoriti. djela. M., 2000.; Mikhailov V.N., Dobrovolsky A.D., Dobrolyubov S.A. Hidrologija. M., 2005. (monografija).

Pod utjecajem određenih geofizičkih čimbenika. Vodnu masu karakterizira stalna i kontinuirana raspodjela fizikalno-kemijskih i bioloških svojstava tijekom dugog vremenskog razdoblja. Sve komponente vodene mase čine jedan kompleks koji se može mijenjati ili kretati kao jedan. Za razliku od zračnih masa, vertikalna zonalnost igra prilično važnu ulogu za mase.

Glavne karakteristike vodenih masa:

  • temperatura vode,
  • sadržaj biogenih soli (fosfati, silikati, nitrati),
  • sadržaj otopljenih plinova (kisik, ugljikov dioksid).

Karakteristike vodenih masa ne ostaju konstantne; one fluktuiraju unutar određenih granica tijekom godišnjih doba i godina. Ne postoje jasne granice između vodenih masa, već postoje prijelazne zone međusobnog utjecaja. To se najjasnije može uočiti na granici toplih i hladnih morskih struja.

Glavni čimbenici u formiranju vodenih masa su bilance topline i vode regije.

Vodene mase prilično aktivno djeluju na atmosferu. Daju mu toplinu i vlagu, biogeni i mehanički kisik, te apsorbiraju iz njega ugljični dioksid.

Klasifikacija

Postoje primarne i sekundarne vodene mase. Prvi uključuju one čije su karakteristike formirane pod utjecajem zemljina atmosfera. Karakterizira ih najveća amplituda promjena njihovih svojstava u određenom volumenu vodenog stupca. Sekundarne vodene mase uključuju one koje nastaju pod utjecajem miješanja primarnih. Karakterizira ih najveća homogenost.

Na temelju dubine i fizičko-geografskih svojstava razlikuju se sljedeće vrste vodenih masa:

  • površno:
    • površinski (primarni) - do dubine od 150-200 m,
    • podzemni (primarni i sekundarni) - od 150-200 m do 400-500 m;
  • srednji (primarni i sekundarni) - srednji sloj oceanskih voda debljine oko 1000 m, na dubinama od 400-500 m do 1000-1500 m, čija je temperatura samo nekoliko stupnjeva iznad točke smrzavanja vode; trajna granica između površinskih i dubokih voda, koja sprječava njihovo miješanje;
  • duboka (sekundarna) - na dubinama od 1000-1500 m do 2500-3000 m;
  • dno (sekundarni) - dublje od 3 km.

Širenje

Vrste površinskih vodenih masa

Ekvatorijalni

Tijekom cijele godine, ekvatorijalne vode su snažno zagrijane suncem, koje je u zenitu. Debljina sloja - 150-300 g Horizontalna brzina kretanja kreće se od 60-70 do 120-130 cm/sek. Okomito miješanje odvija se brzinom od 10 -2 10 -3 cm/sek. Temperatura vode je 27°...+28°S, sezonska varijabilnost je mala 2°C. Prosječni salinitet je od 33-34 do 34-35 ‰, niži nego u tropskim geografskim širinama, jer brojne rijeke i obilne dnevne oborine imaju prilično snažan učinak, desalinizirajući gornji sloj vode. Uvjetna gustoća 22,0-23,0. Sadržaj kisika 3,0-4,0 ml/l; fosfati - 0,5-1,0 µg-at/l.

Tropski

Debljina sloja - 300-400 g Horizontalna brzina kretanja kreće se od 10-20 do 50-70 cm/sek. Okomito miješanje odvija se brzinom od 10 -3 cm/sek. Temperatura vode je od 18-20 do 25-27°C. Prosječni salinitet je 34,5-35,5 ‰. Uvjetna gustoća 24,0-26,0. Sadržaj kisika 2,0-4,0 ml/l; fosfati - 1,0-2,0 µg-at/l.

suptropski

Debljina sloja - 400-500 g Horizontalna brzina kretanja kreće se od 20-30 do 80-100 cm/sek. Okomito miješanje odvija se brzinom od 10 -3 cm/sek. Temperatura vode je od 15-20 do 25-28°C. Prosječni salinitet je od 35-36 do 36-37 ‰. Uvjetna gustoća od 23,0-24,0 do 25,0-26,0. Sadržaj kisika 4,0-5,0 ml/l; fosfati -

Substožerni

Debljina sloja - 300-400 g Horizontalna brzina kretanja kreće se od 10-20 do 30-50 cm/sek. Okomito miješanje odvija se brzinom od 10 -4 cm/sek. Temperatura vode je od 15-20 do 5-10°C. Prosječni salinitet je 34-35 ‰. Uvjetna gustoća 25,0-27,0. Sadržaj kisika 4,0-6,0 ml/l; fosfati - 0,5-1,5 mcg-at / l.

Književnost

  1. (engleski) Emery, W. J. i J. Meincke. 1986. Globalne vodene mase: sažetak i pregled. Oceanologica Acta, 9:-391.
  2. (Ruski) Agenorov V.K. O glavnim vodenim masama u hidrosferi, M. - Sverdlovsk, 1944.
  3. (ruski) Zubov N. N. Dinamička oceanologija. M. - L., 1947.
  4. (ruski) Muromtsev A. M. Glavne značajke hidrologije Tihog oceana, L., 1958.
  5. (ruski) Muromtsev A. M. Glavne značajke hidrologije Indijskog oceana, Lenjingrad, 1959.
  6. (Ruski) Dobrovolsky A.D. O određivanju vodenih masa // Oceanology, 1961, vol. 1, broj 1.
  7. (njemački) Defant A., Dynamische Ozeanographie, B., 1929.
  8. (engleski) Sverdrup N. U., Jonson M. W., Fleming R. N., Oceani, Englewood Cliffs, 1959.

Cjelokupna masa voda Svjetskog oceana konvencionalno se dijeli na površinske i duboke. Površinska voda – sloj debljine 200–300 m – vrlo je heterogena po svojim prirodnim svojstvima; mogu se nazvati oceanska troposfera. Preostale vode su oceanska stratosfera, komponenta glavnog tijela vode, homogenija.

Površinska voda je zona aktivne toplinske i dinamičke interakcije

oceana i atmosfere. Sukladno zonskim klimatskim promjenama, dijele se na različite vodene mase, prvenstveno prema termohalinskim svojstvima. Vodene mase– to su relativno velike količine vode koje nastaju u određenim zonama (žarištima) oceana i imaju stabilna fizikalno-kemijska i biološka svojstva dugo vremena.

Istaknuti pet vrsta vodene mase: ekvatorijalne, tropske, suptropske, subpolarne i polarne.

Ekvatorske vodene mase(0-5° N) tvore protustruje između pasata. Imaju stalno visoke temperature (26-28 °C), jasno izražen temperaturni skok na dubini od 20-50 m, nisku gustoću i salinitet - 34 - 34,5‰, nizak sadržaj kisika - 3-4 g/m3, mali zasićenost oblicima života. Prevladava izdizanje vodenih masa. U atmosferi iznad njih postoji pojas niskog tlaka i mirnih uvjeta.

Tropske vodene mase(5– 35° N. w. i 0–30° J. w.) raspoređeni su duž ekvatorijalnih periferija suptropskih maksimuma tlaka; tvore strujanja pasata. Temperatura ljeti doseže +26...+28°C, zimi pada na +18...+20°C, a razlikuje se na zapadnoj i istočnoj obali zbog struja i obalnih stacionarnih uzdizanja i spuštanja. Upwelling(Engleski, uzdizanje– uspon) je kretanje vode prema gore s dubine od 50–100 m, koje nastaje tjeranjem vjetrova sa zapadnih obala kontinenata u zoni od 10–30 km. Posjedujući nisku temperaturu i stoga značajnu zasićenost kisikom, duboke vode, bogate hranjivim tvarima i mineralima, ulazeći u površinski osvijetljenu zonu, povećavaju produktivnost vodene mase. Downwellings– silazni tokovi s istočnih obala kontinenata uslijed valova vode; nose toplinu i kisik dolje. Sloj temperaturnog skoka izražen je tijekom cijele godine, salinitet je 35–35,5‰, sadržaj kisika 2–4 ​​g/m3.

Suptropske vodene mase imaju najkarakterističnija i najstabilnija svojstva u "jezgri" - kružnim vodenim područjima ograničenim velikim prstenovima struja. Temperatura tijekom cijele godine varira od 28 do 15°C, postoji sloj temperaturnog skoka. Salinitet 36–37‰, sadržaj kisika 4–5 g/m3. Vode se spuštaju u središte vrtloga. U toplim strujanjima suptropske vodene mase prodiru u umjerene geografske širine do 50° N. w. i 40-45° J. w. Ove transformirane suptropske vodene mase zauzimaju gotovo cijelo vodno područje Atlantskog, Tihog i Indijskog oceana. Suptropske vode koje se hlade oslobađaju veliku količinu topline u atmosferu, posebno zimi, igrajući vrlo značajnu ulogu u planetarnoj izmjeni topline između geografskih širina. Granice suptropskih i tropskih voda vrlo su proizvoljne, pa ih neki oceanolozi spajaju u jednu vrstu tropskih voda.

Substožerni– subarktički (50–70° N) i subantarktički (45–60° S) vodene mase. Karakteriziraju ih različite karakteristike kako po sezoni tako i po hemisferi. Temperatura ljeti je 12-15°C, zimi 5-7°C, spuštajući se prema polovima. morski led praktički nikad, ali ima santi leda. Sloj temperaturnog skoka izražen je samo ljeti. Salinitet opada od 35 do 33‰ prema polovima. Sadržaj kisika je 4 – 6 g/m3, pa su vode bogate životnim oblicima. Ove vodene mase zauzimaju sjeverni Atlantski i Tihi ocean, prodirući u hladnim strujama duž istočnih obala kontinenata u umjerene geografske širine. Na južnoj hemisferi čine kontinuiranu zonu južno od svih kontinenata. Općenito, ovo je zapadna cirkulacija zračnih i vodenih masa, traka oluja.

Polarne vodene mase na Arktiku i oko Antarktika imaju niske temperature: ljeti oko 0°C, zimi –1,5...–1,7°C. Ovdje je stalno boćato more i svježi kontinentalni led i njihovi fragmenti. Nema sloja temperaturnog skoka. Salinitet 32–33‰. Otopljen u hladnoj vodi maksimalna količina kisik – 5–7 g/m3. Na granici sa subpolarnim vodama opaža se potonuće gustih hladnih voda, osobito zimi.

Svaka vodena masa ima svoj izvor nastanka. Kada se susretnu vodene mase različitih svojstava, oceanološke fronte, ili zone konvergencije (lat. konvergirati- slažem se). Obično nastaju na spoju toplih i hladnih površinskih struja i karakterizirani su slijeganjem vodenih masa. U Svjetskom oceanu postoji nekoliko frontalnih zona, ali postoje četiri glavne, po dvije na sjevernoj i južnoj hemisferi. U umjerenim geografskim širinama izraženi su duž istočnih obala kontinenata na granicama subpolarnih ciklonalnih i suptropskih anticiklonalnih vrtloga s njihovim hladnim odnosno toplim strujanjima: u blizini Newfoundlanda, Hokkaida, Falklandskih otoka i Novog Zelanda. U tim frontalnim zonama hidrotermalne karakteristike (temperatura, salinitet, gustoća, brzina struje, sezonska kolebanja temperature, veličina valova vjetra, količina magle, naoblaka itd.) dosežu ekstremne vrijednosti. Na istoku, zbog miješanja voda, frontalni kontrasti su zamućeni. U tim zonama nastaju frontalni cikloni izvantropskih širina. Dvije frontalne zone postoje s obje strane termalnog ekvatora na zapadnim obalama kontinenata između tropskih relativno hladnih voda i toplih ekvatorijalnih voda među-pasatnih protustruja. Odlikuju ih i visoke vrijednosti hidrometeoroloških karakteristika, velika dinamička i biološka aktivnost te intenzivna interakcija između oceana i atmosfere. To su područja odakle nastaju tropski cikloni.

Nalazi se u oceanu i zone divergencije (lat. diuergento– odstupam) – zone divergencije površinskih struja i izdizanja dubokih voda: ispred zapadnih obala kontinenata na umjerenim geografskim širinama i iznad toplinskog ekvatora ispred istočnih obala kontinenata. Takve zone su bogate fito- i zooplanktonom, karakterizirane su povećanom biološkom produktivnošću i područja su učinkovitog ribolova.

Oceanska stratosfera podijeljena je po dubini u tri sloja, koji se razlikuju po temperaturi, osvjetljenju i drugim svojstvima: srednje, duboke i pridnene vode. Međuvode se nalaze na dubinama od 300-500 do 1000-1200 m. Njihova debljina je najveća u polarnim geografskim širinama iu središnjim dijelovima anticiklonalnih vrtloga, gdje prevladava slijeganje voda. Svojstva im se donekle razlikuju ovisno o širini rasprostranjenosti. Opći transport ovih voda usmjeren je od visokih geografskih širina prema ekvatoru.

Duboke i posebno pridnene vode (debljina sloja potonjeg je 1000–1500 m iznad dna) odlikuju se velikom homogenošću (niske temperature, bogat kisikom) i sporom brzinom kretanja u meridijalnom smjeru od polarnih geografskih širina do ekvator. Posebno su raširene antarktičke vode koje "klize" s kontinentalne padine Antarktika. Ne samo da zauzimaju cijelu južnu hemisferu, već dosežu i 10-12° N. w. u Tihom oceanu, do 40° s.š. w. u Atlantiku i do Arapskog mora u Indijskom oceanu.

Iz karakteristika vodenih masa, posebice površinskih, i strujanja jasno je vidljiva interakcija oceana i atmosfere. Ocean daje atmosferi najveći dio topline pretvarajući sunčevu energiju zračenja u toplinu. Ocean je ogroman destilator koji opskrbljuje zemlju slatkom vodom kroz atmosferu. Toplina koja iz oceana ulazi u atmosferu uzrokuje razne atmosferski tlak. Zbog razlike u tlaku nastaje vjetar. Izaziva uzbuđenja i strujanja koja prenose toplinu u visoke geografske širine ili hladnoću u niske geografske širine itd. Procesi međudjelovanja dviju Zemljinih ljuski – atmosfere i oceanosfere – složeni su i raznoliki.

Kao rezultat dinamičkih procesa koji se odvijaju u stupcu oceanskih voda, u njemu se uspostavlja više ili manje mobilna stratifikacija voda. Ovo raslojavanje dovodi do odvajanja vodenih masa tzv. Vodene mase su vode karakterizirane svojim inherentnim konzervativnim svojstvima. Štoviše, vodene mase ta svojstva poprimaju na određenim područjima i zadržavaju ih na cijelom prostoru svoje rasprostranjenosti.

Prema V.N. Stepanov (1974), razlikuju: površinske, srednje, duboke i pridnene vodene mase. Glavne vrste vodenih masa mogu se pak podijeliti u sorte.

Površinske vodene mase karakterizira činjenica da nastaju izravnom interakcijom s atmosferom. Kao rezultat interakcije s atmosferom, ove vodene mase su najosjetljivije na: miješanje valovima, promjene u svojstvima oceanske vode (temperatura, salinitet i druga svojstva).

Debljina površinskih masa je prosječno 200-250 m. Odlikuje ih i najveći intenzitet transporta - prosječno oko 15-20 cm/s u horizontalnom smjeru i 10 10-4 - 2 10-4 cm/. s u okomitom smjeru. Dijele se na ekvatorijalne (E), tropske (ST i YT), subarktičke (SbAr), subantarktičke (SbAn), antarktičke (An) i arktičke (Ar).

Srednje vodene mase razlikuju se u polarnim regijama s povišenim temperaturama, u umjerenim i tropskim regijama - s niskim ili visokim salinitetom. Njihova gornja granica je granica s površinskim vodenim masama. Donja granica nalazi se na dubini od 1000 do 2000 m. Srednje vodene mase dijele se na subantarktičke (PSbAn), subarktičke (PSbAr), sjevernoatlantske (PSAt), sjevernoindijski ocean (PSI), antarktičke (PAn) i arktičke (PAR). ) mase.

Glavni dio srednjih subpolarnih vodenih masa nastaje uslijed slijeganja površinskih voda u subpolarnim konvergencijskim zonama. Prijenos ovih vodenih masa usmjeren je od subpolarnih područja prema ekvatoru. U Atlantskom oceanu subantarktičke srednje vodene mase prelaze ekvator i raspoređene su do približno 20° sjeverne širine, u Tihom oceanu - do ekvatora, u Indijskom oceanu - do približno 10° južne širine. Subarktičke srednje vode u Tihom oceanu također dopiru do ekvatora. U Atlantskom oceanu brzo potonu i izgube se.

U sjevernom dijelu Atlantskog i Indijskog oceana srednje mase imaju drugačije podrijetlo. Nastaju na površini u područjima visokog isparavanja. Kao rezultat toga nastaje pretjerano slana voda. Zbog svoje velike gustoće, ove slane vode sporo tonu. Njima se dodaju guste slane vode iz Sredozemnog mora (u sjevernom Atlantiku) i iz Crvenog mora te Perzijskog i Omanskog zaljeva (u Indijskom oceanu). U Atlantskom oceanu međuvode se šire ispod površinskog sloja prema sjeveru i jugu od geografske širine Gibraltarskog tjesnaca. Prostiru se između 20 i 60° sjeverne širine. U Indijskom oceanu distribucija ovih voda ide prema jugu i jugoistoku do 5-10° južne širine.

Obrazac cirkulacije srednjih voda otkrio je V.A. Burkov i R.P. Bulatov. Karakterizira ga gotovo potpuno slabljenje strujanja vjetra u tropskim i ekvatorijalnim zonama i blagi pomak suptropskih vrtloga prema polovima. U tom smislu, srednje vode s polarnih fronti šire se u tropska i subpolarna područja. Isti cirkulacijski sustav uključuje podzemne ekvatorijalne protustruje kao što je struja Lomonosova.

Duboke vodene mase formiraju se uglavnom na visokim geografskim širinama. Njihov nastanak povezan je s miješanjem površinskih i međuvodnih masa. Obično se formiraju na policama. Hladeći se i time dobivajući veću gustoću, te mase postupno klize niz kontinentsku padinu i šire se prema ekvatoru. Donja granica dubokih voda nalazi se na dubini od oko 4000 m intenziteta cirkulacije dubokih voda proučavao je V.A. Burkov, R.P. Bulatov i A.D. Ščerbinjin. S dubinom slabi. Glavnu ulogu u horizontalnom kretanju ovih vodenih masa imaju: južni anticiklonalni vrtlozi; cirkumpolarna duboka struja na južnoj hemisferi, koja osigurava izmjenu duboke vode između oceana. Horizontalne brzine kretanja su približno 0,2-0,8 cm/s, a vertikalne 1 10-4 do 7 10O4 cm/s.

Duboke vodene mase dijele se na: cirkumpolarne duboke vodene mase južne hemisfere (CHW), sjevernoatlantske (NSAt), sjevernopacifičke (GST), sjevernoindijskookeanske (NIO) i arktičke duboke vode (GAr). visok salinitet (do 34,95%) i temperatura (do 3°) te nešto povećana brzina kretanja. U njihovom nastanku sudjeluju: vode visokih geografskih širina, ohlađene na polarnim policama i potonuće miješanjem površinskih i srednjih voda, teške slane vode Sredozemlja, prilično slane vode Golfske struje. Njihovo slijeganje se povećava kako se kreću prema višim geografskim širinama, gdje doživljavaju postupno hlađenje.

Cirkumpolarne duboke vode nastaju isključivo zbog hlađenja voda u antarktičkim područjima Svjetskog oceana. Sjeverne duboke mase Indijskog i Tihog oceana lokalnog su podrijetla. U Indijskom oceanu zbog otjecanja slanih voda iz Crvenog mora i Perzijskog zaljeva. U Tihom oceanu, uglavnom zbog hlađenja vode na polici Beringovog mora.

Pridnene vodene mase karakteriziraju najniže temperature i najveća gustoća. Zauzimaju ostatak oceana dublje od 4000 m. Ove vodene mase karakterizira vrlo sporo horizontalno kretanje, uglavnom u meridionalnom smjeru. Pridnene vodene mase odlikuju se nešto većim vertikalnim pomacima u odnosu na duboke vodene mase. Ove vrijednosti su posljedica priljeva geotermalne topline s dna oceana. Ove vodene mase nastaju uslijed slijeganja vodenih masa koje leže iznad. Među pridnenim vodenim masama najrasprostranjenija je antarktička pridnena voda (BWW). Ove su vode jasno vidljive po najnižim temperaturama i relativno visokom sadržaju kisika. Središte njihovog formiranja su antarktička područja Svjetskog oceana, a posebno antarktička polica. Osim toga, razlikuju se pridnene vodene mase sjevernog Atlantika i sjevernog Pacifika (PrSAt i PrST).

Pridnene vodene mase također su u stanju cirkulacije. Karakterizira ih pretežno meridionalni transport u smjeru sjevera. Osim toga, u sjeverozapadnom dijelu Atlantika postoji jasno izražena južna struja, koju napajaju hladne vode norveško-grenlandskog bazena. Brzina kretanja masa blizu dna blago se povećava kako se približavaju dnu.

Valovi i valovna kretanja svjetskih oceana

Kemijski sastav i slanost morska voda

Gotovo svi poznati kemijski elementi prisutni su u morskoj vodi:

Kemijski elementi(težinski)----

Element-Postotak

Kisik 85,7

Vodik 10.8

Kalcij 0,04

Kalij 0,0380

Natrij 1,05

Magnezij 0,1350 Ugljik 0,0026

Među tim tvarima postoji skupina elemenata koji određuju slanost vode. Salinitet je najvažnija karakteristika vode, koja određuje mnoga fizikalna svojstva vode: gustoću, brzinu smrzavanja, brzinu zvuka itd. Njegova vrijednost ovisi o isparavanju, protoku slatke vode, topljenju leda, smrzavanju vode,... .

U tropima je slanost najveća u usporedbi s drugim geografskim širinama. To je zbog činjenice da isparavanje tamo daleko premašuje oborine. Minimalni salinitet je na ekvatoru.

U prosjeku, salinitet Svjetskog oceana je oko 3,5%. To znači da je u svakoj litri morske vode otopljeno 35 grama soli (uglavnom natrijev klorid). Slanost vode u oceanima je gotovo univerzalno blizu 3,5%, ali voda u morima ima neravnomjerno raspoređenu slanost. Najmanje je slana voda Finski zaljev i sjeverni dio Botnijskog zaljeva, dio Baltičkog mora. Voda Crvenog mora je najslanija. Slana jezera, kao što je Mrtvo more, mogu imati znatno više razine soli.

Vodeni valovi se razlikuju po osnovnom mehanizmu titranja (kapilarni, gravitacijski itd.), što dovodi do različitih zakona disperzije i, posljedično, različitog ponašanja ovih valova.

Donji dio vala naziva se potplat, gornji dio se naziva greben. Kako se val pomiče, vrh se pomiče prema naprijed u odnosu na bazu, naginje se prema dolje, nakon čega, zbog vlastite težine i gravitacije, vrh pada, val se lomi i razina visine vala postaje nula.

Osnovni valni elementi:

Duljina – najkraća udaljenost između dva susjedna vrha (grebena/doline)

Visina - razlika između razine vrha i dna

Nagib – omjer visine vala i duljine vala

Razina vala - linija koja dijeli trohoide na pola

Period - vrijeme tijekom kojeg val prijeđe udaljenost jednaku svojoj duljini

Frekvencija – broj vibracija u sekundi

Smjer vala mjeri se kao i smjer vjetra ("na kompas")

Vodene mase su volumen vode koji je razmjeran površini i dubini akumulacije i ima relativnu homogenost fizičkih i kemijskih svojstava nastalu u specifičnim fizičkim i geografskim uvjetima. Glavni čimbenici koji formiraju vodene mase su toplinska i vodena bilanca područja, temperatura i salinitet

Karakteristike vodene mase ne ostaju konstantne, podložne su sezonskim i dugotrajnim kolebanjima u određenim granicama i promjenama u prostoru. Kako se šire iz područja formiranja, vodene mase se transformiraju pod utjecajem promjena u uvjetima bilance topline i vode i miješaju se s okolnim vodama.

Okomito: površinski - do dubine od 150-200 m;

Podzemlje - na dubinama od 150-200 m do 400-500 m;

Srednje - na dubinama od 400-500 m do 1000-1500 m,

Duboko - na dubinama od 1000-1500 m do 2500-3000 m;

Dno (sekundarni) - ispod 3000 m.

Horizontalno: ekvatorijalni, tropski, suptropski, subpolarni i polarni.

Granice između vodenih masa su zone frontova Svjetskog oceana, zone odvajanja i zone transformacije, koje se mogu pratiti uzduž rastućih horizontalnih i vertikalnih gradijenata glavnih pokazatelja.