Водні маси - це великі обсяги води, що утворюються у певних частинах океану і відрізняються один від одного температурою, солоністю, щільністю, прозорістю, кількістю кисню та іншими властивостями. На відміну від , у них велике значеннямає. Залежно від глибини розрізняють:
Поверхневі водні маси. Вони формуються під впливом атмосферних процесів і припливу прісних вод з материка до глибини 200-250 м. Тут часто змінюються солоність, а горизонтальне їх перенесення у вигляді океанічних течійзначно сильніше за перенесення глибинного. У поверхневих водах найбільший вміст планктону та риби;
Проміжні водні маси. Вони мають нижню межу в межах 500-1000 м. У проміжні водні маси формуються в умовах підвищеного випаровування та постійного підвищення. Саме цим пояснюється той факт, що проміжні води зустрічаються між 20° та 60° у Північній та Південній півкулі;
Глибинні водні маси. Вони формуються в результаті перемішування поверхневих та проміжних, полярних та тропічних водних мас. Їхня нижня межа 1200-5000 м. Вертикально ці водні маси рухаються вкрай повільно, а горизонтально вони рухаються зі швидкістю 0,2-0,8 см/с (28 м/год);
Придонні водні маси. Вони займають зону нижче 5000 м і мають постійну солоність, дуже велику щільність, а їх горизонтальне переміщення повільніше, ніж вертикальне.
Залежно від походження розрізняють такі типи водних мас:
Тропічні. Вони формуються у тропічних широтах. Температура води тут 20-25 °. На температуру тропічних водних мас впливають океанічні течії. Теплішими є західні частини океанів, куди приходять теплі течії(Див.) від екватора. Східні частини океанів холодніші, оскільки сюди приходять холодні течії. За сезонами температура водних тропічних мас змінюється на 4°. Солоність цих водних мас значно більша, ніж екваторіальних, тому що в результаті низхідних повітряних потоків тут встановлюється і випадає мало опадів;
водні маси. У помірних широтах Північної півкулі холодними є західні частини океанів, де проходять холодні течії. Східні області океанів зігріваються теплими течіями. Навіть у зимові місяці вода в них має температуру від 10 до 0°С. Влітку вона змінюється від 10 до 20°С. Таким чином, сезонами температура помірних водних мас відрізняється на 10°С. Для них вже характерна зміна пір року. Але настає вона пізніше, ніж суші, і виражена негаразд різко. Солоність помірних водних мас нижче, ніж тропічних, так як опрісняючу дію надають не тільки річки та атмосферні опади, які тут випадають, але й заходять у ці широти;
Полярні водні маси. Формуються в і біля берегів. Ці водяні маси можуть виноситися течією в помірні і навіть тропічні широти. У полярних областях обох півкуль вода охолоджується до -2 ° С, але залишається рідкою. Подальше зниження призводить до утворення льоду. Для полярних водних мас характерна велика кількість плаваючого льоду, а також льоду, що формує величезні крижані простори. У кригу тримається весь рік і знаходиться в постійному дрейфі. У Південній півкулі в районах полярних водних мас заходять в помірні широти набагато далі, ніж у Північній. Солоність полярних водних мас низька, оскільки лід має сильний опрісняющій вплив. Найбільш чітко вони виражені у місцях зіткнення теплих та холодних течій. Кожна водна маса більш менш однорідна за своїми властивостями, але в перехідних зонах ці характеристики можуть різко змінюватися.
Водні маси активно взаємодіють з: віддають їй тепло і вологу, поглинають із неї вуглекислий, виділяють кисень.
Водні маси - це великі обсяги води, що утворюються в певних частинах океану і відрізняються один від одного температурою, солоністю, щільністю, прозорістю, кількістю кисню, що міститься, і багатьма іншими властивостями. На відміну від повітряних мас, у них велике значення має вертикальна зональність. Залежно від глибини розрізняють наступні видиводних мас:
Поверхневі водяні маси. Вони розташовуються до глибини 200-250 м. Тут часто змінюється температура води, солоність, оскільки ці водяні маси формуються під впливом атмосферних опадів і припливу прісних материкових вод. У поверхневих водних масах утворюються хвилі та горизонтальні океанічні течії. У цьому виді водних мас найбільший вміст планктону та риби.
Проміжні водні маси. Вони розміщуються до глибини 500-1000 м. В основному цей вид мас зустрічається в тропічних широтах обох півкуль і формується в умовах підвищеного випаровування та постійного підвищення солоності. Глибинні водні маси. Їхня нижня межа може сягати 5000 м. Їх формування пов'язане з перемішуванням поверхневих і проміжних водних мас, полярних і тропічних мас. Вертикально вони рухаються дуже повільно, але горизонтально зі швидкістю 28 м/год.
Придонні водні маси. Вони розташовуються у Світовому океані нижче 5000 м, мають постійну солоність та дуже велику щільність.
Водні маси можна класифікувати не тільки залежно від глибини, та й за походженням. У цьому випадку розрізняють такі види водних мас:
Екваторіальні водні маси.Вони добре прогріті сонцем, їхня температура за сезонами змінюється не більше ніж на 2° і становить 27 - 28°С. На них надають опрісняючу дію рясні атмосферні опади та річки, що впадають в океан у цих широтах, тому солоність цих вод нижче, ніж у тропічних широтах.
Тропічні водяні маси.Вони також добре прогріті сонцем, але температура вод тут нижча, ніж у екваторіальних широтах, і становить 20-25°С. За сезонами температура води тропічних широт змінюється на 4°. На температуру вод цього виду водних мас великий вплив мають океанічні течії: західні частини океанів, куди приходять теплі течії від екватора, тепліше, ніж східні, оскільки туди приходять холодні течії. Солоність цих вод значно вища, ніж екваторіальних, тому що тут в результаті низхідних повітряних потоків встановлюється високий тиск і мало опадів. Не надають опрісняючої дії та річки, оскільки в цих широтах їх дуже мало.
Помірні водні маси.За сезонами температура вод цих широт відрізняється на 10 °: взимку температура води коливається від 0 ° до 10 ° С, а влітку вона змінюється від 10 ° до 20 ° С. Для цих вод вже характерна зміна пори року, але настає вона пізніше, ніж на суші, і виражена не так різко. Солоність цих вод нижче, ніж тропічних, оскільки опрісняючу дію надають атмосферні опади, річки, що впадають у ці води, і айсберги, що входять у ці широти. Для помірних водних мас характерні також температурні відмінності західних та східних частин океану: холодними є західні частини океанів, де проходять холодні течії, а східні областізігріваються теплими течіями.
Полярні водяні маси.Вони формуються в Арктиці та біля берегів Антарктиди і можуть виноситися течіями в помірні та навіть тропічні широти. Для полярних водних мас характерна велика кількість плаваючого льоду, а також льоду, що формує величезні крижані простори. У Південній півкулі в районах полярних водних мас морські льодизаходять у помірні широти набагато далі, ніж у Північному. Солоність полярних водних мас низька, оскільки сильну опрісняючу дію плаває лід.
між різними видамиводних мас, що різняться за походженням, немає чітких меж, а існують перехідні зони. Найбільш чітко вони виражені у місцях зіткнення теплих та холодних течій. Водні маси активно взаємодіють з атмосферою: вони віддають їй вологу та тепло і поглинають із неї вуглекислий газ, виділяють кисень. Найбільш характерними властивостямиводних мас є солоність та температура.
Також як і повітряний простір, водне неоднорідне за своєю зональною структурою. Про те, що називають водяною масою, ми поговоримо в цій статті. Виявимо їх основні види, а також визначимо ключові гідротермічні характеристики океанічних акваторій.
Що називають водяною масою Світового океану?
Водні океанічні маси - це порівняно великі шари океанічних вод, що мають певні властивості (глибина, температура, щільність, прозорість, кількість солей, що містяться і т.д) характерними для даного типу водного простору. Формування властивостей певного виду водних мас відбувається протягом великого періоду часу, що робить їх відносно постійними та водні маси сприймаються як єдине ціле.
Основні характеристики морських водних мас
Водні океанічні маси в процесі взаємодії з атмосферою набувають різних характеристик, що відрізняються в залежності від ступеня впливу, а також від вогнища формування.
Основні зони водних мас Світового океану
Комплексні характеристики водних мас формуються під впливом не тільки територіальної ознаки у поєднанні з кліматичними умовами, а й унаслідок змішування різних водних потоків. Верхні шари океанічних вод більш схильні до змішування і впливу атмосфери, ніж більш глибинні товщі води того ж географічного регіону. У зв'язку з цим фактором водні маси Світового океану поділяються на два великі розділи:
Види вод океанічної тропосфери
Океанічна тропосфера утворюється під вплив сукупності динамічних чинників: клімату, опадів, і навіть припливу материкових вод. У зв'язку з цим поверхневі води мають часті коливання температури рівня солоності. Рух водних мас з однієї широти до іншої формує утворення теплих і
У спостерігається найбільша насиченість формами життів у вигляді риб та планктону. Види водних мас океанічної тропосфери прийнято поділяти за географічними широтами з яскраво вираженим кліматичним фактором. Назвемо основні з них:
- Екваторіальні.
- Тропічні.
- Субтропічні.
- Субполярні.
- Полярні.
Характеристика екваторіальних водних мас
Територіальна зональність екваторіальних водяних мас охоплює географічну смугу від 0 до 5 північної широти. Екваторіальний клімат характеризується практично однаково високим температурним режимом протягом усього календарного року, тому й водні маси даного регіону прогріті достатньою мірою, досягають температурної позначки 26-28.
Внаслідок випадання рясних опадів та припливу прісної річкової води з материка екваторіальні океанічні води мають невеликий відсоток солоності (до 34,5 ‰) та найменшу умовну щільність (22-23). Насиченість водного середовища регіону киснем також має найменший показник (3-4 мл/л) через високу середньорічну температуру.
Характеристика тропічних водних мас
Зона тропічних водних мас займає дві смуги: 5-35 північної півкулі (північно-тропічні води) та до 30 південної (південно-тропічні води). Формуються під впливом особливостей клімату та повітряних мас – пасатів.
Літній температурний максимум відповідає екваторіальній широті, але взимку цей показник опускається до позначки 18-20 вище за нуль. Зона характеризується наявністю висхідних водних потоків з глибини 50-100 метрів біля західних прибережних материкових ліній та низхідними потоками біля східних берегів материка.
Тропічні види водних мас мають більший, ніж у екваторіальної зони, показник солоності (35-35,5 ‰) та умовної щільності (24-26). Насиченість киснем тропічних водних потоків залишається приблизно такому ж рівні, як і в екваторіальної лінії, тоді як насиченість фосфатами перевищує: 1-2 мкг-ат/л проти 0,5-1 мкг-ат/л у екваторіальних вод.
Субтропічні водні маси
Температура протягом року субтропічної водної зони може опускатися до 15. У тропічній широті опріснення вод відбувається меншою мірою, ніж у інших кліматичних поясах, оскільки тут випадає мала кількість опадів, тоді як інтенсивне випаровування.
Тут солоність вод може сягати 38‰. Субтропічні водні маси океану при охолодженні в зимовий період року віддають багато тепла, тим самим вносячи значний внесок у процес теплообміну планети.
Межі субтропічної зони сягають приблизно 45 південної півкулі і до 50 с.ш. Спостерігається підвищення насиченості вод киснем, отже, і формами життя.
Характеристика субполярних водних мас
У міру віддалення від екватора температура водних потоків знижується та варіює залежно від пори року. Так на території субполярних водних мас (50-70 пн.ш і 45-60 пд.ш.) взимку температура води падає до 5-7, а влітку підвищується до 12-15про З.
Солоність води має тенденцію зменшення субтропічних водних мас у напрямку до полюсів. Відбувається це внаслідок танення айсбергів – джерел прісної води..
Характеристика та особливості полярних водних мас
Локалізація полярних океанічних мас - навколоматерикові полярні північні та південні простори, таким чином, океанологи виділяють наявність арктичних та антарктичних водних мас. Відмінними рисами полярних вод є, звичайно ж, найменші температурні показники: влітку в середньому 0, а взимку 1,5-1,8 нижче за нуль, що також впливає на щільність - тут вона найвища.
Крім температури, відзначається і низька солоність (32-33 ‰) за рахунок танення материкових прісних льодовиків. Води полярних широт дуже багаті на кисень і фосфати, що сприятливо позначається на різноманітності органічного світу.
Види та властивості водних мас океанічної стратосфери
Океанічну стратосферу океанологи умовно поділяють на три види:
- Проміжні води охоплюють товщі води на глибині від 300-500 м до 1000 м, а іноді і 2000 м. У порівнянні з двома іншими видами водних мас стратосфери, проміжний шар найбільш освітлений, теплий і більш багатий киснем і фосфатами, а значить і багатшим підводний світ планктоном та різними видами риб. Під впливом сусідства з водними потоками тропосфери, у якої переважає поточна водна маса, гідротермічні характеристики і швидкість течії водних потоків проміжного шару дуже динамічні. Загальна тенденція руху проміжних вод спостерігається у бік від високих широт до екватора. Товщина проміжного шару океанічної стратосфери скрізь однакова, ширший шар спостерігається біля полярних зон.
- Глибинні води мають ареал поширення, починаючи з глибини в 1000-1200 м, і сягають 5 км нижче рівня моря і характеризуються постійнішими гідротермічними даними. Горизонтальна течія водних потоків даного шару набагато менше проміжних вод і становить 0,2-0,8 см/с.
- Придонний шар води найменш вивчені океанологами через свою недосяжність, адже вони мають у своєму розпорядженні на глибині понад 5 км від поверхні води. Головними особливостями придонного шару є постійний рівень солоності і висока щільність.
Водні маси Світового океану можуть бути поділені на типи, що характеризуються певними властивостями або певним співвідношенням різних характеристик. Назва кожної Водної маси відображає район формування (джерело) та шляхи її переміщення. Наприклад, антарктична придонна вода утворюється в різних районах навколо Антарктичного материка і виявляється біля дна великих ділянках океану. Водні маси утворюються або в результаті термохалінних змін, зумовлених взаємодією моря та атмосфери, або внаслідок перемішування двох або більше вод. Після формування Водна маса зміщується на горизонт, що визначається її щільністю, залежно від вертикального розподілу щільності навколишньої води, і поступово перемішуючись або взаємодіючи з атмосферою (якщо Водна маса поширюється на поверхні або на горизонтах, близьких до поверхні), втрачає характерну рису(або риси), яку вона набула у районі формування.
Основні водні маси Світового океану утворюються внаслідок термохалінних змін. Такі Водні маси мають екстремум за однією або багатьма характеристиками. Шар, в якому спостерігається цей екстремум (глибина шару визначається густиною води), називається серединним шаром. Цей шар може бути виявлений при дослідженні вертикального розподілу типових властивостей Ст м.
Найбільшу частину поверхневих та підповерхневих водних мас становлять центральні водні маси, які виявляються в помірних широтах в обох півкулях. Вони характеризуються високою солоністю і досить високими температурами і можуть бути поділені на такі підтипи, як західна та східна центральні водні маси. Це саме ті Водні маси, які є джерелом серединного шару з низьким максимумом солоності (субтропічна протитечія), що формується внаслідок опускання поверхневих вод у зонах субтропічних конвергенцій (35—40° пн. і пд. ш.) у більшості тропічних районів океану. Між центральними водними масами північної та південної півкуль знаходиться екваторіальна вода. Ця Водна маса добре розвинена в Тихому та Індійському океанах, але її немає в Атлантичному океані.
У напрямку до полюсів центральні Водні маси охолоджуються, що пов'язано з таненням льоду та температурним контрастом між водою та атмосферою. Між полярними поверхневими водними масами та глибинними водами існують води проміжної зони — субарктична та субантарктична поверхневі води. При стику водних мас проміжної зони відбувається опускання вод вздовж зони конвергенції. Цю зону, чи полярний фронт, можна як район освіти проміжних Водних мас Світового океану. Вони холодні, мають низьку солоність та відокремлюють верхню теплу водну сферу від нижньої холодної. В Атлантичному океані найбільш поширеною проміжною Водною масою є антарктична проміжна вода, що утворюється в межах південного фронту полярного; вона може бути простежена методом ядра до 20 ° с. ш. На північ від цієї широти існує серединний шар з неяскраво вираженим мінімумом солоності.
Субарктична проміжна вода зустрічається у північніших широтах, але вона набагато менш яскраво виражена і не поширюється так широко, як антарктична проміжна вода.
Через мілководність Берингової протоки циркуляція між Північним Льодовитим океаном і північною частиною Тихого океану обмежена; тому субарктична проміжна вода в Тихому океані має мале поширення Однак біля узбережжя Росії відбувається опускання вод і формування проміжної Водної маси, дуже схожої на субарктичну; оскільки ця Водна маса неарктичного походження, вона названа північно-тихоокеанською проміжною водою.
Глибинні та придонні води утворюються в полярних районах, найактивніше — навколо Антарктичного материка та в районах, що прилягають до Південної Гренландії. Вплив Арктичного басейну на глибоководну циркуляцію Світового океану незначний внаслідок відчленованості глибин Арктичного басейну підводними хребтами - порогами. Припускають, що джерелом більшої частини глибинних та придонних вод є атлантичний сектор Південного океану (море Уедделла). Сильна глибоководна циркуляція призводить до того, що вплив Атлантичного океану відчувається у більшості районів Світового океану. Тихий океаннемає великих джерел глибинної води, і тому потік нижче 2000 м, мабуть, слабкий. Індійський океан має складну систему глибинних вод, яка залежить швидше від змішування багатьох інших водних мас, ніж від утворення типів водних мас в результаті термохалінних змін.
Формування водних мас відбувається відповідно до геофізичних умов окремих районів Світового океану. У процесі генези значні обсяги води набувають набір характерних фізико-хімічних та біологічних властивостей, що залишається практично незмінним у межах всього простору їх поширення.
Властивості
До основних властивостей водних мас відносять солоність та температуру. Обидва ці показники залежать від кліматичних факторів, обумовлених географічною широтою. Основну роль зміні солоності вод грають опади і випаровування. Температура знаходиться під впливом клімату навколишніх територій та океанічних течій.
Типи
У структурі Світового океану виділяють такі типи водних мас - придонні, глибинні, проміжні та поверхневі.
Поверхневі масиутворюються під впливом опадів та прісних материкових вод. Цим пояснюються постійні зміни температури та солоності. Тут виникають хвилі і горизонтальні океанічні течії. Товщина шару складає 200-250 метрів.
Проміжні водні масирозташовані на глибині 500-1000 метрів. Формуються вони у тропічних широтах, де спостерігається високий рівеньсолоності та випарів.
Формування глибинних масвикликано перемішуванням поверхневих та проміжних водних мас. Такий тип води зустрічається у тропічних широтах. Швидкість руху по горизонталі може становити до 28 км на годину. Температура на глибинах понад 1000 метрів становить приблизно +2–3 градуси.
Придонні водні масивідрізняють дуже низькі температури, постійний рівень солоності та велика щільність. Цей різновид вод займає ту частину океану, яка знаходиться глибше 3000 метрів.
Види
Залежно від територіального розташування розрізняють такі види водних мас, як екваторіальні, тропічні, субтропічні, помірні та полярні.
Для екваторіальних водних мас характерні: низький рівень густини та солоності, висока температура (до +28 градусів), знижений вміст кисню.
Тропічні маси вод перебувають у зоні впливу океанічних течій. Солоність таких мас вища, оскільки випаровування тут переважають над опадами.
На помірні маси надають опрісняючу дію річки, опади та айсберги. Для цих широт характерна сезонна зміна температур води, а середньорічна поступово знижується у напрямку полюсів від 10 до нуля градусів.
Рівень солоності в полярних шарах досить низький, оскільки плаваючий лід має сильну опрісняючу дію. При температурі близько -2 градусів, морська водасередньої солоності замерзає (що більше солоність, то нижча температура замерзання).
Що таке водяні маси?
Відповідаючи питанням, що таке водні маси, можна сказати про процесах, які у перехідних зонах з-поміж них. При зустрічі мас відбувається перемішування вод, тоді як щільніші їх занурюються на глибину. Такі області називають зонами конвергенції.
У зонах дивергенції відбувається розбіжність водних мас, що супроводжується підйомом вод із глибин.
