Водні маси

З самого початку океанологічних досліджень зверталась увага на відмінності в характеристиках води різних районів океану, навіть близьких один до одного. Розрізняють води теплі і холодні, солоні і опріснені. Ці води одночасно відрізнялись за кольором, поширенням живих організмів тощо. Першим вжив термін "водні маси" австрійсь­кий учений А. Дефант у 1929 р. Він розглядав його вузько, в аспекті вирішення задачі про змішування двох чи трьох водних мас. Сама ж ідея мала велике значення. Вона розвивалась аналогічно вченню про повітряні маси, розробленому в 20-х роках норвезькою школою метеорологів-синоптиків. Однак в океані відбуваються хоча й аналогічні процеси, та все ж вони складніші через істотну різницю в густині се­редовищ, в'язкості, швидкості руху тощо. У наш час під водною ма­сою розуміють (за О. Добровольським) порівняно великий об'єм води, який протягом тривалого часу має постійний і безперервний розподіл фізичних, хімічних і біологічних характеристик, становить єдиний комплекс і поширений як одне ціле.

Водні маси в більшості випадків виникають у поверхневому шарі океану внаслідок процесів перемішування, які знищують градієнти океанологічних елементів. У формуванні водних мас головна роль на­лежить конвективному перемішуванню, викликаному охолодженням чи осолоненням води. Відповідно, основним і первинним фактором у процесі творення водних мас є кліматичні умови.

Кожна водна маса як поняття географічне характеризується пев­ним комплексом показників (фізичних, хімічних, біологічних) і зв'я­зана з певною течією. До комплексу показників входять температура, солоність, деякі хімічні коефіцієнти, ізотопний склад води, мінералогі­чний та хімічний склад завислих речовин, видовий склад планктону. У кожній водній масі виділяється її ядро з найбільш чітко вираже­ними показниками (індексами) із значеннями, близькими до таких у центрі, районі формування цієї водної маси.

Зміна значень характеристик водної маси, її трансформація від­бувається з трьох причин: переходу з однієї кліматичної зони в іншу, зміни зовнішніх умов у районі розміщення водної маси і змішування з сусідніми водними масами. Трансформація з першої причини нази­вається зональною, оскільки вона пов'язана з переміщенням по ме­ридіану (теплі і холодні течії); з другої - сезонною, оскільки вона пов'я­зана не з переносом водної маси, а із сезонною зміною гідрометео­рологічних характеристик на місці. Новоутворену водну масу в цьому випадку можна назвати різновидом чи модифікацією першої (на­приклад, зимовий різновид, літня модифікація). Трансформація з третьої причини називається трансформацією змішування, оскільки в результаті перемішування двох водних мас утворюється третя, з проміжними значеннями характеристик.

Водні маси течіями можуть переміщуватись в інші райони Світового океану й на інші глибини. Під час переміщення водна маса контактує з водними масами іншого походження. При зустрічі водних мас спостері­гається збільшення градієнтів океанологічних елементів, відбувається змішування вод і занурення більш густих з них на глибину. Області, де відбуваються ці процеси, називаються зонами конвергенції. Області, в яких відбувається розходження водних мас в протилежні сторони, кот­ре супроводжується підйомом вод з глибини, називається зонами дивер­генції. Зона з найбільшими градієнтами океанологічних елементів нази­вається фронтальною зоною чи просто фронтом.

Відрізняють первинні водні маси, які сформувалися на поверхні Світового океану переважно під дією кліматичних факторів і в ре­зультаті конвективного і вітрового перемішування, і вторинні водні маси, які утворились у фронтальних зонах при взаємодії двох чи кількох водних мас.

У Світовому океані виділяються перш за все дві елементарні водні маси: прісна і морська (галосфера). Межа між ними визначається со­лоністю 1%о. Прісна вода в океані знаходиться в надзвичайно малій кількості лише поблизу гирл річок, але вплив її може відчуватись і у відкритому океані через особливості хімічного складу, зокрема у збі­льшенні вмісту карбонатів.

У галосфері виділяють основні (первинні) і вторинні водні маси. Пер­ші займають величезні простори і мають однорідну будову на великій протяжності. Центри формування основних водних мас пов'язані з го­ловними рисами клімату земної кулі, океанічною й атмосферною цирку­ляцією. Тому виділяють такі основні водні маси: екваторіальні, тропіч­ні, субтропічні, помірних широт, субполярні і полярні. Оскільки умови формування вод у різних океанах неоднакові, їх виділяють і по кожному з океанів. Є ще один необхідний поділ водних мас по вертикалі: поверх­неві, підповерхневі, проміжні, глибинні і придонні.

До вторинних водних мас відносять води змішування основних водних мас і води, принесені в океан з інших водойм (наприклад, середземноморська водна маса в північній частині Атлантичного океану або червономорська - в Індійському).

Практичне значення даних про густину води

Розподіл густини у Світовому океані та її зміни в часі визначають утворення багатьох типів руху води як по горизонталі, так і по верти­калі. Причому швидкість таких рухів невелика, але їх значення в житті океану надзвичайне, оскільки вони мають планетарний характер. Особливу роль відіграють вертикальні рухи - як униз, так і вгору. Перші збагачують глибинні шари води киснем, другі - виносять на поверхню солі для живлення організмів.

У суто практичних цілях дані про густину води використовують для встановлення допустимої осадки кораблів. У більш густій воді осадка менша, у менш густій - більша. А кожний додатковий сантиметр до­пустимої осадки - це сотні перевезених вантажів. Підраховано, що для великих океанічних суден зміна осадки при заході у прісні води може досягати 0,3 м. Велике практичне значення має також наяв­ність різко вираженого шару стрибка густини.

Поиск по сайту: