Что такое водные массы и какие у них свойства

Характеристика водных масс

Водные массы классифицируются не только в зависимости от глубины, но и по происхождению. Относительно этого они бывают:

• экваториальные,
• тропические,
• умеренные,
• полярные.

Экваториальные водные массы формируются в районе экватора, поэтому хорошо прогреваются Солнцем. Температура воды составляет +27, +28 градусов и по сезонам меняется только на 2 градуса. Обильные осадки и впадающие в океан реки сильно опресняют воду, поэтому соленость экваториальных вод ниже по сравнению с тропическими широтами.

Водные массы тропических широт тоже хорошо прогреты Солнцем, но их температура ниже и составляет +20, +25 градусов, а по сезонам она меняется уже на 4 градуса. Большое влияние на температуру вод оказывают течения. Теплые течения, идущие от экватора, характерны для западных частей океана, поэтому вода здесь будет теплее. В восточную часть океана приходят холодные течения и снижают температуру воды.

В тропических широтах господствуют нисходящие воздушные потоки, в результате чего устанавливается высокое атмосферное давление при маленьком количестве осадков. Рек здесь мало и опресняющее их влияние незначительно, поэтому соленость воды в этом районе высокая.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость

Севернее располагаются умеренные широты, где идет формирование умеренных водных масс. Здесь отчетливо проявляется сезонное распределение температур, и отличие составляет 10 градусов. Зимняя температура колеблется от 0 до 10 градусов, а в летний период изменение происходит от 10 до 20 градусов.

Соленость умеренных водных масс ниже тропических, т.к. атмосферные осадки, впадающие в океан реки и айсберги, заходящие в эти широты, оказывают большое опресняющее действие.

Западные и восточные части океанов в пределах умеренных широт тоже имеют температурные различия. Западные части океанов будут холодные, а восточные части согревают теплые течения.

В районе Арктики и у берегов Антарктиды формируются полярные водные массы, которые с помощью течений выносятся в умеренные широты, иногда они достигают и тропических широт. Особенностью полярных водных масс является наличие плавающего льда, который оказывает сильное опресняющее действие. Поэтому соленость полярных водных масс низкая.

Водные массы в зависимости от критериев

В зависимости от критериев выделяется различное количество водных масс.

Самая большая по объему в Мировом океане Антарктическая придонная водная масса, занимающая придонный слой вокруг материка. Она распространяется на север в Атлантическом океане до 40 параллели северной широты. Меридиональный разрез этой водной массы показывает более низкую температуру и соленость по сравнению с водами выше лежащими. Основное место её формирования – море Уэдделла и шельф вокруг Антарктиды, где сформировались благоприятные для этого условия. Соленость антарктической придонной водной массы 34,6 промилле, а температура -0,4 градуса. Из места своего формирования она медленно движется в Атлантику, участвуя в горизонтальной циркуляции вод океана;

Второй по объему в Мировом океане является глубинная и придонная Североатлантическая водная масса. Её формирование происходит в зимний период между Гренландией и Исландией. Здесь происходит смешивание теплой и соленой воды Северо-Атлантического течения с холодной и более пресной водой Восточно-Гренландского течения. Температура этой водной массы в районе формирования с глубиной меняется от 2,8 до 3,3 градусов, меняется и соленость от 34,90 до 34,96 промилле. Североатлантическая глубинная и придонная водная масса из района формирования растекается к югу на глубину 2000-4000 м поверх антарктической придонной воды. Перемещаться в северном направлении ей мешает поднятие дна океана;

Поверхностную воду представляет собой Антарктическая промежуточная водная масса, которая в зоне конвергенции растекается к северу на глубину 1000-1500 м. В районе Атлантического океана она заметна до 15 градуса северной широты. Её соленость здесь минимальная и равна 33,8 промилле, температура понижена до 2,2 градуса;

Для стационарных субтропических максимумов атмосферного давления характерно формирование центральных водных масс. Их особенностью является максимальная соленость. На их перифериях развивается интенсивная конвекция в периоды охлаждения, в результате чего центральные массы увеличивают мощность в Тихом океане до 200-300 м, а в Саргассовом море Атлантического океана их мощность возрастает до 900 м;

В районе экватора формируются экваториальные водные массы 3-х океанов – Тихого, Индийского и Атлантического. Ввиду того, что в экваториальной области выпадает много осадков эти водные массы сильно распреснены по сравнению с центральными водными массами. Экваториальная водная масса менее выражена в Атлантическом океане, потому что здесь происходит перенос вод из Южного в Северное полушарие;

В формировании глубинных вод Атлантического океана довольно заметную роль играет Средиземноморская водная масса, температура которой 13,0-13,6 градуса, а соленость 38,4-38,7 промилле. Эта водная масса имеет высокую плотность, благодаря которой перелившись через Гибралтарский пролив, она опускается до глубины 1000 м и веером растекается на огромном пространстве Северной Атлантики;

• В северо-западной части Индийского океана подобную роль выполняет красноморская водная масса с температурой 23 градуса и соленостью 40 промилле.

Другие виды водных масс

В образовании антарктической циркумполярной водной массы принимает участие североатлантическая глубинная и придонная вода, поднимающаяся вблизи Антарктиды, к которой примешивается некоторое количество антарктической промежуточной и придонной воды.

Смесь, которая образовалась, поднимается как самостоятельная водная масса в верхний слой океана. Она занимает место между антарктическими прибрежными водами и антарктической конвергенцией.

Антарктическая циркумполярная вода в круговом переносе вод образует кольцо, которое опоясывает Антарктиду.

Для верхнего слоя антарктической циркумполярной воды характерна дивергенция зонального переноса, которая обуславливает подъем североатлантической глубинной и придонной воды в антарктической области.

Между антарктической конвергенцией и южной границей центральных водных масс располагается субантарктическая водная масса. Она образует замкнутое кольцо, в котором перемещается с запада на восток. Эта водная масса является результатом смешения центральных водных масс с антарктической промежуточной водой на их южных перифериях.

В Северном полушарии на большом пространстве Тихого океана, севернее 40 параллели, располагается субарктическая водная масса. Её образовали процессы охлаждения и распреснения вод в Беринговом и Охотском морях, а также в прилегающей части океана.

В Атлантике этот вид воды образуется в небольших количествах.

Четыре водные массы присутствуют в Северном Ледовитом океане, и вся толща воды имеет отрицательную температуру, с положительной температурой есть только тонкая прослойка воды.

Деятельный слой океана с распресненными водами и отрицательной температурой опускается до глубины 200-250 м – это поверхностная водная масса. В зимний период этот слой полностью охватывается конвекцией, и температура при этом понижается почти до точки замерзания – около -1,7 градуса.

В летний период температура чуть выше точки замерзания. Соленость на поверхности этой водной массы составляет 31,3-31,5 промилле.

Уникальным явлением в Мировом океане является теплая атлантическая прослойка, формирующаяся из теплого Западно-Шпицбергенского течения. Для того чтобы эта водная масса благодаря своей высокой плотности опустилась под поверхностный слой Северного Ледовитого океана при её солености до 34,75 промилле, достаточно, чтобы вода охладилась до 3-4 градусов.

Затем она растекается по всей акватории океана на глубине 200-500 м и даже у Берингова пролива она сохраняет высокую соленость и положительную температуру +0,4 градуса.

В Гренландском море формируются глубинные и придонные водные массы.

Также как и воздушное пространство, водное неоднородно по своей зональной структуре. О том, что называют водной массой, мы поговорим в этой статье. Выявим основные их виды, а также определим ключевые гидротермические характеристики океанических акваторий.

Что называют водной массой Мирового океана?

Водные океанические массы – это сравнительно большие слои океанических вод, обладающие определёнными свойствами (глубина, температура, плотность, прозрачность, количество содержащихся солей и т.д) характерными для данного типа водного пространства. Формирование свойств определённого вида водных масс происходит на протяжении большого периода времени, что делает их относительно постоянными и водные массы воспринимаются, как единое целое.

Главные характеристики морских водных масс

Водные океанические массы в процессе взаимодействия с атмосферой приобретают различные характеристики, отличающиеся в зависимости от степени воздействия, а также от очага формирования.

1. Температура — один из главных показателей, по которым происходит оценка водных масс Мирового океана. Закономерно, что температура поверхностных морских вод находит свой экстремум в экваториальной широте, по мере отдаления от которой водная температура понижается.

   

2. Солёность. На солёность водных потоков влияет уровень выпадения атмосферных осадков, интенсивность испарения, а также количество пресной воды, поступающей с материков в виде крупных рек. Наибольшая солёность зарегистрирована в бассейне Красного моря: 41‰. Карта солёности морских вод наглядно видна на следующем рисунке.

   

3. Плотность водных масс напрямую зависит от того, на какой глубине от уровня моря они находятся. Это объясняется законами физики, согласно которым более плотная, а значит и более тяжёлая жидкость опускается ниже жидкости с меньшей плотностью.

Основные зоны водных масс Мирового океана

Комплексные характеристики водных масс формируются под воздействием не только территориального признака в сочетании с климатическими условиями, но и вследствие смешивания разных водных потоков. Верхние слои океанических вод более подвержены смешиванию и влиянию атмосферы, нежели более глубинные толщи воды того же географического региона. В связи с этим фактором водные массы Мирового океана подразделяются на два больших раздела:

1. Океаническая тропосфера – верхние, так называемые поверхностные слои воды, нижняя граница которых достигает 200-300, а иногда и 500 метров глубины. Отличаются наиболее подверженным влиянием со стороны атмосферных, температурно-климатических условий. Имеют разнородные характеристики в зависимости от территориальной принадлежности.

   

2. Океаническая стратосфера – глубинные воды ниже поверхностных слоёв с более устойчивыми свойствами и характеристиками. Свойства водных масс стратосферы более устойчивы, поскольку отсутствуют сильные и обширные перемещения водных потоков особенно в вертикальном разрезе.

Виды вод океанической тропосферы

Океаническая тропосфера образуется под влияние совокупности динамичных факторов: климата, осадков, а также прилива материковых вод. В связи с этим поверхностные воды имеют частые колебания температуры, уровня солёности. Движение водных масс из одной широты в другую формирует образование тёплых и холодных течений.

В поверхностных водах наблюдается наибольшая насыщенность формами жизней в виде рыб и планктона. Виды водных масс океанической тропосферы принято подразделять по географическим широтам с ярко-выраженным климатическим фактором. Назовём основные из них:

• Экваториальные.
• Тропические.
• Субтропические.
• Субполярные.
• Полярные.

Характеристика экваториальных водных масс

Территориальная зональность экваториальных водных масс охватывает географическую полосу от 0 до 5 северной широты. Экваториальный климат характеризуется практически одинаково высоким температурным режимом на протяжении всего календарного года, поэтому и водные массы данного региона прогреты в достаточной степени, достигают температурной отметки 26-28.

Вследствие выпадения обильных осадков и притока пресной речной воды с материка экваториальные океанические воды имеют небольшой процент солёности (до 34,5‰) и наименьшую условную плотность (22-23). Насыщенность водной среды региона кислородом также имеет наименьший показатель (3-4 мл/л) ввиду высокой среднегодовой температуры.

Характеристика тропических водных масс

Зона тропических водных масс занимает две полосы: 5-35 северного полушария (северо-тропические воды) и до 30 южного (южно-тропические воды). Формируются под воздействием особенностей климата и воздушных масс – пассатов.

Летний температурный максимум соответствует экваториальной широте, но зимой этот показатель опускается до отметки 18-20 выше нуля. Зона характеризуется наличием восходящих водных потоков с глубины 50-100 метров у западных прибрежных материковых линий и нисходящими потоками у восточных берегов материка.

Тропические виды водных масс имеют больший, чем у экваториальной зоны, показатель солёности (35–35,5‰) и условной плотности (24-26). Насыщенность кислородом тропических водных потоков остаётся приблизительно на таком же уровне, что и у экваториальной полосы, а вот насыщенность фосфатами превосходит: 1-2 мкг-ат/л против 0,5-1 мкг-ат/л у экваториальных вод.

Субтропические водные массы

Температура в течение года субтропической водной зоны может опускаться до 15. В тропической широте опреснение вод происходит в меньшей степени, чем в других климатических поясах, поскольку здесь выпадает малое количество осадков, в то время как идёт интенсивное испарение.

Здесь солёность вод может доходить до 38‰. Субтропические водные массы океана при охлаждении в зимний период года отдают много тепла, тем самым внося значительный вклад в процесс теплообмена планеты.

Границы субтропической зоны доходят примерно до 45 южного полушария и до 50 с.ш. Наблюдается повышение насыщенности вод кислородом, а значит и формами жизни.

Характеристика субполярных водных масс

По мере отдаления от экватора температура водных потоков снижается и варьирует в зависимости от времени года. Так на территории субполярных водным масс (50-70 с.ш и 45-60 ю.ш.) зимой температура воды падает до 5-7, а летом повышается до 12-15о С.

Солёность воды имеет тенденцию уменьшения от субтропических водных масс в направлении к полюсам. Происходит это вследствие таяния айсбергов – источников пресной воды.

Характеристика и особенности полярных водных масс

Локализация полярных океанических масс – околоматериковые полярные северные и южные пространства, таким образом, океанологи выделяют наличие арктических и антарктических водных масс. Отличительными особенностями полярных вод являются, конечно же, наименьшие температурные показатели: летом в среднем 0, а зимой 1,5-1,8 ниже нуля, что также влияет на плотность – здесь она самая высокая.

Помимо температуры, отмечается и низкая солёность (32-33‰) за счёт таяния материковых пресных ледников. Воды полярных широт очень богаты кислородом и фосфатами, что благоприятно сказывается на разнообразии органического мира.

Виды и свойства водных масс океанической стратосферы

Океаническую стратосферу океанологи условна подразделяют на три вида:

1. Промежуточные воды охватывают толщи воды на глубине от 300-500 м до 1000 м, а иногда и 2000 м. По сравнению с двумя остальными видами водных масс стратосферы, промежуточный слой наиболее освещённый, тёплый и в большей степени богат кислородом и фосфатами, а значит и богаче подводный мир планктоном и различными видами рыб. Под влиянием соседства с водными потоками тропосферы, у которой преобладает стремительно текущая водная масса, гидротермические характеристики и скорость течения водных потоков промежуточного слоя весьма динамичны. Общая тенденция движения промежуточных вод наблюдается в направлении от высоких широт к экватору. Толщина промежуточного слоя океанической стратосферы не везде одинакова, более широкий слой наблюдается у полярных зон.
2. Глубинные воды имеют ареал распространения, начиная с глубины в 1000-1200 м, и доходят до 5 км ниже уровня моря и характеризуются более постоянными гидротермическими данными. Горизонтальное течение водных потоков данного слоя гораздо меньше промежуточных вод и составляет 0,2-0,8 см/с.
3. Придонный слой воды наименее изучены океанологами в виду своей недосягаемости, ведь они располагают на глубине более 5 км от поверхности воды. Главными особенностями придонного слоя является практически постоянный уровень солёности и высокая плотность.