Вся масса вод Мирового океана условно подразделяется на поверхностные и глубин­ные. Поверхностные воды - слой толщиной 200-300 м - по природным свойствам весь­ма разнородны; их можно назвать океаниче­ской тропосферой. Остальные воды - оке­аническая стратосфера, составляющая глав­ную массу вод, однороднее.

Поверхностные воды - зона активного термического и динамического взаимодействия

океана и атмосферы. В соответствии с зональ­ными климатическими изменениями они под­разделяются на различные водные массы, прежде всего по термогалинным свойствам. Водные массы - это сравнительно большие объемы воды, формирующиеся в определен­ных зонах (очагах) океана и обладающие в течение длительного времени устойчивыми физико-химическими и биологическими свой­ствами.

Любушкина

Выделяют пять типов водных масс: эк­ваториальные, тропические, субтропические, субполярные и полярные.

Экваториальные водные массы (О - 5° с. ш.) образуют межпассатные проти­вотечения. Они обладают постоянно высоки­ми температурами (26 - 28 °С), четко выра­женным слоем температурного скачка на глу­бине 20 - 50 м, пониженной плотностью и соленостью - 34 - 34,5% 0 , малым содержа­нием кислорода - 3 - 4 г/м 3 , небольшой на­сыщенностью жизненными формами. Преоб­ладает подъем водных масс. В атмосфере над ними располагается пояс низкого давления и штилей.

Тропические водные массы (5 - 35° с. ш. и 0-30° ю. ш.) распространены по эквато­риальным перифериям субтропических бари­ческих максимумов; они формируют пассат­ные течения. Температура летом достигает +26...+28°С, зимой опускается до +18... +20 °С, причем она различается у западных и восточных побережий из-за течений и при­брежных стационарных апвеллингов и даун-веллингов. Апвеллинг (англ. ирюеШпд - всплывание) - восходящее движение воды с глубины 50-100 м, порождаемое сгонными ветрами у западных побережий материков в полосе 10-30 км. Обладая пониженной тем­пературой и в связи с этим значительной на­сыщенностью кислородом, глубинные воды, бо­гатые биогенными и минеральными вещества­ми, входя в поверхностную освещенную зону, увеличивают продуктивность водной массы. Даунвеллинги - нисходящие потоки у вос­точных побережий материков за счет нагона воды; они заносят вниз тепло и кислород. Слой температурного скачка выражен весь год, со­леность 35-35,5% 0 , содержание кислорода 2-4 г/м 3 .

Субтропические водные массы облада­ют наиболее характерными и устойчивыми свойствами в «ядре» - круговых акватори­ях, ограниченных большими кольцами тече­ний. Температура в течение года изменяется от 28 до 15°С, есть слой температурного скачка. Соленость 36-37%о, содержание кис­лорода 4 - 5 г/м 3 . В центре круговоротов про­исходит опускание вод. В теплых течениях суб­тропические водные массы проникают в уме­ренные широты до 50° с. ш. и 40-45° ю. ш. Эти трансформированные субтропические вод­ные массы занимают здесь практически пол­ностью акватории Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Охлаждаясь, субтропи­ческие воды отдают огромное количество теп­ла атмосфере, особенно зимой, играя весьма значительную роль в планетарном теплообме­не между широтами. Границы субтропических и тропических вод весьма условны, поэтому

некоторые океанологи объединяют их в один тип тропических вод.

Субполярные - субарктические (50 - 70° с. ш.) и субантарктические (45 - 60° ю. ш.) водные массы. Для них типично разнообра­зие характеристик и по сезонам года, и по по­лушариям. Температура летом 12-15 °С, зи­мой 5 - 7 °С, уменьшаясь в сторону полюсов. Морских льдов практически не бывает, но есть айсберги. Слой температурного скачка выра­жен лишь летом. Соленость уменьшается от 35 до 33%о по направлению к полюсам. Со­держание кислорода 4-6 г/м 3 , поэтому воды богаты жизненными формами. Эти водные мас­сы занимают север Атлантики и Тихого океа­на, проникая в холодных течениях вдоль вос­точных берегов материков в умеренные ши­роты. В южном полушарии они образуют сплошную зону к югу от всех материков. В целом это западная циркуляция воздушных и водных масс, полоса штормов.

Полярные водные массы в Арктике и во­круг Антарктиды обладают низкой температу­рой: летом около О °С, зимой -1,5... -1,7 °С. Здесь постоянны солоноватые морские и прес­ные материковые льды и их обломки. Слоя температурного скачка нет. Соленость 32- 33% 0 . В холодных водах растворено макси­мальное количество кислорода - 5 - 7 г/м 3 . На границе с субполярными водами наблюда­ется опускание плотных холодных вод, особен­но зимой.

Каждая водная масса имеет свой очаг фор­мирования. При встречах водных масс с раз­ными свойствами образуются океанологиче­ские фронты, или зоны конвергенции (лат. сопуещо - схожусь). Обычно они формиру­ются на стыке теплых и холодных поверхно­стных течений и характеризуются опусканием водных масс. В Мировом океане несколько фронтальных зон, но основных - четыре, по две в северном и южном полушариях. В уме­ренных широтах они выражены у восточных берегов материков на границах субполярного циклонического и субтропического антицикло­нического круговоротов с их соответственно холодными и теплыми течениями: у Ньюфа­ундленда, Хоккайдо, Фолклендских островов и Новой Зеландии. В этих фронтальных зонах гидротермические характеристики (температу­ра, соленость, плотность, скорости течения, сезонные колебания температуры, размеры ветровых волн, количество туманов, облач­ность и пр.) достигают экстремальных значе­ний. К востоку из-за перемешивания вод фрон­тальные контрасты размываются. Именно в этих зонах зарождаются фронтальные цикло­ны внетропических широт. Две фронтальные зоны существуют и по обе стороны от терми­ческого экватора у западных берегов матери-

ков между тропическими относительно холод­ными водами и теплыми экваториальными во­дами межпассатных противотечений. Они то­же отличаются высокими значениями гидро­метеорологических характеристик, большой динамической и биологической активностью, интенсивным взаимодействием океана и атмо­сферы. Это районы зарождения тропических циклонов.

Есть в океане и зоны дивергенции (лат. с^^Vе^§еп{о - отклоняюсь) - зоны расходи­мости поверхностных течений и подъема глу­бинных вод: у западных берегов материков умеренных широт и над термическим эквато­ром у восточных берегов материков. Такие зо­ны богаты фито- и зоопланктоном, отличают­ся повышенной биологической продуктивнос­тью и являются районами эффективного рыбного промысла.

Океаническую стратосферу по глубине де­лят на три слоя, различающиеся по темпера­туре, освещенности и другим свойствам: про­межуточные, глубинные и придонные воды. Промежуточные воды располагаются на глу­бинах от 300-500 до 1000-1200 м. Толщи­на их максимальна в полярных широтах и в центральных частях антициклонических круго­воротов, где преобладает опускание вод. Их свойства несколько различны в зависимости от широты распространения. Общий перенос

этих вод направлен от высоких широт к эк­ватору.

Глубинные и особенно придонные воды (толщина слоя последних - 1000-1500 м над дном) отличаются большой однородностью (низкими температурами, богатством кислоро­да) и медленной скоростью перемещения в ме­ридиональном направлении от полярных ши­рот к экватору. Особенно широко распрост­ранены антарктические воды, «сползающие» с материкового склона Антарктиды. Они не только занимают все южное полушарие, но и доходят до 10-12° с. ш. в Тихом океане, до 40° с. ш. в Атлантике и до Аравийского мо­ря в Индийском океане.

Из характеристики водных масс, особенно поверхностных, и течений ярко видно взаимо­действие океана и атмосферы. Океан дает ат­мосфере основную массу тепла, преобразуя лучистую энергию Солнца в тепловую. Оке­ан - огромный дистиллятор, снабжающий су­шу посредством атмосферы пресной водой. Тепло, поступающее в атмосферу от океанов, обусловливает различное атмосферное давле­ние. Из-за разницы в давлении возникает ве­тер. Он вызывает волнение и течения, кото­рые переносят тепло в высокие широты или холод в низкие и т. д. Процессы взаимодей­ствия двух оболочек Земли - атмосферы и океаносферы - сложны и многообразны.

— 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 , в них большое значение имеет .

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 и притока пресных материковых вод. В поверхностных водных массах образуются волны и горизонтальные . 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 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 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 , 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 , 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 , 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 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 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 : они отдают ей влагу и тепло и поглощают из нее углекислый газ, выделяют кислород.

Самыми характерными свойствами водных масс являются и .

Водные массы - это большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга температурой, соленостью, плотностью, прозрачностью, количеством кислорода и другими свойствами. В отличие от , в них большое значение имеет . В зависимости от глубины различают:

Поверхностные водные массы . Они формируются под воздействием атмосферных процессов и притока пресных вод с материка до глубины 200-250 м. Здесь часто меняются , соленость, а горизонтальный их перенос в виде океанических течений значительно сильнее переноса глубинного. В поверхностных водах самое большое содержание планктона и рыбы;

Промежуточные водные массы . Они имеют нижнюю границу в пределах 500-1000 м. В промежуточные водные массы формируются в условиях повышенного испарения и постоянного повышения . Именно этим объясняется тот факт, что промежуточные воды встречаются между 20° и 60° в Северном и Южном полушарии;

Глубинные водные массы . Они формируются в результате перемешивания поверхностных и промежуточных, полярных и тропических водных масс. Их нижняя граница 1200-5000 м. Вертикально эти водные массы движутся крайне медленно, а горизонтально они движутся со скоростью 0,2-0,8 см/с (28 м/ч);

Придонные водные массы . Они занимают зону ниже 5000 м и имеют постоянную соленость, очень большую плотность, а горизонтальное их перемещение более медленно, чем вертикальное.

В зависимости от происхождения различают следующие типы водных масс:

Тропические . Они формируются в тропических широтах. Температура воды здесь 20-25°. На температуру тропических водных масс оказывают большое влияние океанические течения. Более теплыми являются западные части океанов, куда приходят теплые течения (см. ) от экватора. Восточные части океанов холоднее, так как сюда приходят холодные течения. По сезонам температура тропических водных масс меняется на 4°. Соленость этих водных масс значительно больше, чем экваториальных, так как в результате нисходящих воздушных потоков здесь устанавливается и выпадает мало осадков;

водные массы . В умеренных широтах Северного полушария холодными являются западные части океанов, где проходят холодные течения. Восточные области океанов согреваются теплыми течениями. Даже в зимние месяцы вода в них имеет температуру от 10°С до 0°С. Летом она изменяется от 10°С до 20°С. Таким образом, по сезонам температура умеренных водных масс различается на 10°С. Для них уже характерна смена времен года. Но наступает она позднее, чем на суше, и выражена не так резко. Соленость умеренных водных масс ниже, чем тропических, так как опресняющее действие оказывают не только реки и атмосферные осадки, которые здесь выпадают, но и , заходящие в эти широты;

Полярные водные массы . Формируются в и у берегов . Эти водные массы могут выноситься течениями в умеренные и даже тропические широты. В полярных областях обоих полушарий вода охлаждается до -2°С, но еще остается жидкой. Дальнейшее понижение приводит к образованию льда. Для полярных водных масс характерно обилие плавающего льда, а также льда, формирующего огромные ледяные пространства. В лед держится весь год и находится в постоянном дрейфе. В Южном полушарии в районах полярных водных масс заходят в умеренные широты много дальше, чем в Северном. Соленость полярных водных масс низка, так как лед оказывает сильное опресняющее влияние.Между перечисленными водными массами нет четких границ, а существуют переходные зоны - зоны взаимовлияния соседних водных масс. Наиболее отчетливо они выражены в местах соприкосновения теплых и холодных течений. Каждая водная масса более или менее однородна по своим свойствам, но в переходных зонах эти характеристики могут резко меняться.

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

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.

Общая характеристика водных масс

Определение 1

Водная масса – это большой объем воды, имеющей свою температуру, соленость, прозрачность, плотность, количество содержащегося в ней кислорода.

Отличительной особенностью водной массы от воздушной является вертикальная зональность.

Между водными массами есть зоны фронтов Мирового океана, зоны раздела и зоны трансформации, которые отделяют их друг от друга и прослеживаются по возрастающим вертикальным и горизонтальным градиентам основных показателей.

Характеристики водных масс не постоянны и подвергаются как сезонным, так и многолетним колебаниям.

Водные массы при перемещении из района формирования трансформируются и перемешиваются с окружающими водами, в силу изменения условий теплового и водного балансов.

Водные массы могут быть первичные и вторичные. Первичными являются те водные массы, признаки которых формируются непосредственно под влиянием атмосферы.

Вторичные водные массы формируются путем перемешивания первичных, поэтому имеют более однородные признаки.

Первичные водные массы являются поверхностными и в вертикальной структуре Мирового океана располагаются до глубины 150-200 м.

Глубина подповерхностных вод, образованных первичными и вторичными водными массами, располагается от 200 м до 400-500 м.

Водные массы промежуточные – это тоже первичные и вторичные водные массы в вертикальной структуре находятся на глубине от 400-500 м до 1000-1500 м.

Есть ещё глубинные водные массы, которые являются вторичными и находятся на глубине до 2500-3000 м.

Вторичные придонные водные массы в вертикальной структуре располагаются на глубине ниже 3000 м.

Для каждого океана есть водные массы, характерные только для них.

В целом специалисты выделяют пять типов водных масс, формирующихся в поверхностной структурной зоне:

1. экваториальные;
2. тропические, подразделяемые на северные тропические и южные тропические, модификацией которых являются воды Аравийского моря и Бенгальского залива;
3. северные и южные субтропические;
4. субполярные, где выделяются субарктические и субантарктические;
5. полярные водные массы, включающие в свой состав антарктические и арктические водные массы.

Мировой океан и его тепловой режим

Суммарная солнечная радиация является основным источником тепла, поступающего на поверхность Мирового океана.

Воды рек, «дыхание» материков, морские течения и господствующие ветры относятся к дополнительным источникам перераспределения тепла.

Поверхность Мирового океана, занимающего 71% поверхности Земли, представляет собой огромный аккумулятор тепла, поскольку вода является самым теплоемким телом, и он выполняет функции терморегулятора Земли.

В среднем температура поверхностных вод выше средней годовой температуры воздуха на 3 градуса.

Температура поверхностных вод Северного полушария тоже выше на 3 градуса по сравнению с Южным полушарием.

На глубину тепло передается очень мало, поскольку вода обладает малой теплопроводностью.

Замечание 1

Таким образом, Мировой океан является холодной сферой со средней температурой +4 градуса.

В связи с зональностью температура поверхностных вод меняется от экватора к полюсам планеты. Чем дальше от экватора, тем температура поверхностных вод становится ниже.

Самые высокие температуры поверхностных вод наблюдаются в экваториальной области планеты и составляют +26 градусов.

В умеренных и тропических широтах происходит нарушение зональной закономерности температуры.

В тропической полосе в западной части океанов проходят теплые течения, поэтому температура воды в этих районах будет на 5-7 градусов выше по сравнению с восточными районами, где проходят холодные течения.

В умеренных широтах происходит понижение температуры поверхностных вод в сторону полюсов. Причем опять эту закономерность в Северном полушарии нарушают течения.

Благодаря теплым течениям восточная часть океанов имеет весь год положительную температуру, в то время как холодные течения на западе океанов приводят к замерзанию воды – в Атлантическом океане вода замерзает севернее полуострова Новая Шотландия, а в Тихом океане – замерзание происходит севернее Корейского полуострова.

В холодных высоких широтах температура воды во время полярного дня доходит до 0 градусов, а в зимний период подо льдом она составляет -1,5…-1,7 градуса.

В весенний период прогревание воды замедляется, потому что много тепла расходуется на таяние льда. Температурные колебания воды в течение суток всюду незначительные и не превышают 1 градуса.

Все океаны имеют по вертикали два основных слоя, исключение составляют высокие широты – теплый поверхностный слой и простирающийся до дна мощный холодный слой.

Между этими слоями располагается главный термоклин, где происходит резкое понижение температуры на 10-12 градусов.

В поверхностном слое выравнивание температуры происходит благодаря конвекции.

В полярных и субполярных широтах температура по вертикали распределяется по-другому: до глубины 100 м располагается холодный верхний тонкий слой с температурой 0…-1,5 градуса. Этот опресненный слой образуется благодаря таянию материковых и речных льдов.

До глубины 500-800 м происходит повышение температуры в среднем на 2 градуса. Происходит это в результате притока более соленых и плотных вод из умеренных широт. Затем температура снова понижается и у дна достигает отрицательных значений.

В Арктическом бассейне, как отмечают специалисты, с глубины 800-1000 м формируется огромная водная масса, которая до дна имеет отрицательную температуру от -0,4 до -0,9 градуса.

Вертикальное изменение температуры воды сильно сказывается на ряде природных процессов и органической жизни обитателей океанов.

Из всех океанов планеты самый теплый – Тихий океан, со средней температурой поверхностных вод +19,1 градуса. Самый холодный – Северный Ледовитый океан, покрытый весь льдами, кроме Норвежского и частично Баренцева морей.

Мировой океан – среда жизни

Живые организмы в Мировом океане существуют от поверхности до самого дна, концентрация живого вещества приурочена к водно-поверхностному и донному слоям.

В связи с благоприятными условиями в океане обитают самые разнообразные бактерии, три четверти животных и половина растительного мира планеты.

Обитатели океана, исходя из образа жизни, делятся на три группы – нектон, планктон, бентос.

Представителями нектона являются рыбы, ластоногие, киты, морские змеи, черепахи, дельфины, кальмары и др.

Фитопланктон и зоопланктон объединяются в группу планктон – это мелкие растения и животные, пассивно переносимые водой.

К фитопланктону относятся микроскопические водоросли верхнего освещенного слоя воды, являющиеся источником кислорода и важным звеном пищевой цепи.

Зоопланктон представляют черви, мелкие рачки, медузы, ракообразные и некоторые моллюски. Пищей для них является фитопланктон, а зоопланктон, в свою очередь, кормовая база для рыб и китообразных.

Группа бентос являются обитателями дна – одни из них кораллы, моллюски, иглокожие, водоросли, никогда от него не отделяются, а другие представители этой группы могут покидать дно – например, камбала, скаты.

Бентос населяет материковую отмель, потому что сюда поступает основная масса органических остатков.

Общая биомасса составляет 35 млрд. тонн – доля животных составляет 32,5 млрд. тонн, доля водорослей – 1,7 млрд. тонн.