Водна маса

В́одна м́аса () — значний обсяг морської води, що формується в певній акваторії Світового океану під впливом певних геофізичних факторів. Водна маса характеризується постійним та неперервним розподілом фізико-хімічних та біологічних властивостей впродовж тривалого часу. Усі компоненти водної маси утворюють певний єдиний комплекс, що може змінюватись або переміщуватись як одне ціле Добровольский А. Д. Об определении водных масс // Океанология, 1961, випуск 1, с. 12-24.. На відміну від повітряних мас, для водних мас досить важливу роль грає вертикальна зональність.

Головні характеристики водних мас: температура води, солоність, вміст біогенних солей (фосфати, силікати, нітрати), вміст розчинених газів (кисень, вуглекислий газ).

Характеристики водних мас не залишаються незмінними постійно, вони в певних межах коливаються сезонно та багаторічно. Між водними масами не існує чітких кордонів, замість того — перехідні зони взаємного впливу. Найяскравіше це можна спостерігати на межі теплих та холодних морських течій.

Основними факторами формування водних мас є тепловий і водний баланси регіону Водные массы / Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969–1978..

Водні маси досить активно взаємодіють з атмосферою. Вони віддають їй тепло та вологу, біогенний та механічний кисень, а з неї засвоюють вуглекислий газ.

Класифікація Розрізняють первинні та вторинні водні маси. До перших відносять ті, характеристики яких формуються під впливом земної атмосфери. Вони характеризуються найбільшою амплітудою змін своїх властивостей в певному обсязі водної товщі. До вторинних водних мас відносять ті, що формуються під впливом перемішування первинних. Вони характеризуються найбільшою гомогенністю.

За глибиною та фізико-географічними властивостями виділяють наступні види водних мас: поверхневі - наймінливіші за своїми характеристиками і найрухливіші, тому що весь час знаходяться в контакті з атмосферою. Товщина шару поверхневих водних мас коливається в межах 200–250 м. поверхневі (первинні) — до глибин 150–200 м, підповерхневі (первинні та вторинні) — від 150–200 м до 400–500 м; проміжні (первинні та вторинні) — серединний шар океанічних вод товщиною близько 1000 м, на глибинах від 400–500 м до 1000–1500 м, температура якого лише на декілька градусів вища за точку замерзання води; постійна межа між поверхневими та глибинними водами, що перешкоджає їхньому перемішуванню. Відзначаються в полярних областях підвищеною температурою, а в помірних і тропічних широтах - зниженою або підвищеною солоністю. У них також виділяється ряд підтипів. Основна частина проміжних вод формується шляхом трансформації поверхневих вод, що опускаються в зоні субполярної конвергенції. Вони переміщуються з меншими швидкостями, ніж поверхневі води, і головним чином у напрямку від субполярних областей до екватора. У північних частинах Атлантичного та Індійського океанів проміжні води утворюються на поверхні в областях високого випаровування. Завдяки цьому випаровуванню поверхневі води робляться надмірно солоними і щільнішими. У результаті вони занурюються і стають проміжними водними масами. У цих районах проміжні водні маси формуються також у результаті стоку в океан надмірно солоних вод із Середземного і Червоного морів. глибинні (вторинні) на глибинах від 1000–1500 м до 2500—3000 м. Утворюються у високих широтах в результаті перемішування поверхневих і проміжних водних мас і охолодження їх на шельфах. Через низьку температуру вони дуже щільні, тому сповзають шельфом, потім материковим схилом і розтікаються в улоговинах у напрямку до екватора. Температури глибинних вод 3–5 °С, солоність до 35 ‰. придонні (вторинні) — глибше за 3 км. Відрізняються найнижчими температурами і найбільшою щільністю. Вони утворюються за рахунок подальшого опускання глибинних вод і головним чином завдяки охолодженню вод на шельфах Арктики та Антарктики. Ці води випробовують значні горизонтальні пересування, утворюючи на дні систему донних абісальних течій, загальний напрямок яких у більшій мірі контролюється рельєфом дна.

Поширення Для усіх океанів характерні власні водні маси. У Тихому океані: Північна тропічна, Північна центрально-субтропічна, Південна тропічна та інші поверхневі водні маси; Північна і Південна субтропічні та інші підповерхневі; Північна та Південна тихоокеанські проміжні; Тихоокеанські глибинні водні маси. В Атлантиці: Північна та Південна тропічні, Гольфстрим та інші поверхневі; Північна та Південна субтропічні підповерхневі; Північна та Південна атлантичні проміжні водні маси та інші; Середземноморська глибинна.

Типи поверхневих водних мас

Екваторіальні

Впродовж усього року екваторіальні води сильно прогріваються сонцем, що знаходиться в зеніті. Товщина шару — 150–300 м. Горизонтальна швидкість переміщення становить від 60-70 до 120–130 см/с. Вертикальне перемішування відбувається зі швидкістю 10−2 10−3 см/с. Температура вод становить 27°–28°С, сезонна мінливість невелика 2 °C. Середня солоність від 33-34 до 34-35 ‰, нижча, ніж в тропічних широтах, бо численні річки та сильні щоденні зливи досить сильно впливають, опріснюючи верхній шар води. Умовна густина 22,0-23,0. Вміст кисню 3,0-4,0 мл/л; фосфатів — 0,5-1,0 мкг-ат/л.

Тропічні

Товщина шару — 300–400 м. Горизонтальна швидкість переміщення становить від 10-20 до 50-70 см/с. Вертикальне перемішування відбувається зі швидкістю 10−3 см/с. Температура вод становить від 18-20 до 25-27°С. Середня солоність 34,5-35,5 ‰. Умовна густина 24,0-26,0. Вміст кисню 2,0-4,0 мл/л; фосфатів — 1,0-2,0 мкг-ат/л.

Субтропічні

Товщина шару — 400–500 м. Горизонтальна швидкість переміщення становить від 20-30 до 80-100 см/с. Вертикальне перемішування відбувається зі швидкістю 10−3 см/с. Температура вод становить від 15-20 до 25-28°С. Середня солоність від 35-36 до 36-37 ‰. Умовна густина від 23,0-24,0 до 25,0-26,0. Вміст кисню 4,0-5,0 мл/л; фосфатів — <0,5 мкг-ат/л.

Субполярні

Товщина шару — 300–400 м. Горизонтальна швидкість переміщення становить від 10-20 до 30-50 см/с. Вертикальне перемішування відбувається зі швидкістю 10−4 см/с. Температура вод становить від 15-20 до 5-10°С. Середня солоність 34-35 ‰. Умовна густина 25,0-27,0. Вміст кисню 4,0-6,0 мл/л; фосфатів — 0,5-1,5 мкг-ат/л.

Полярні

Товщина шару — 100–200 м. Горизонтальна швидкість переміщення становить від 5-10 до 30-50 см/с. Вертикальне перемішування відбувається зі швидкістю 10−3 10−4 см/с. Температура вод становить від 0-5 до −1,8°С. Середня солоність 32-34 ‰. Умовна густина 27,0-28,0. Вміст кисню 5,0-7,0 мл/л; фосфатів — 1,5-2,0 мкг-ат/л.

Дослідження При вивченні водних мас використовують методику Т, S-кривих та ізопікнічний метод, що дозволяють встановлювати гомогенність температури, солоності та інших фізико-хімічних показників на кривій вертикального розподілу.

Примітки

Література Агеноров В. К. Об основных водных массах в гидросфере, М. — Свердловск, 1944. Географический энциклопедический словарь. Понятия и термины / Гл. ред. А. Ф. Трешников. — М. : Сов. энциклопедия, 1988. — 432 с. (с. 40) Добровольский А. Д. Об определении водных масс // Океанология, 1961, т. 1, выпуск 1. Зубов Н. Н. Динамическая океанология. М. — Л., 1947. Муромцев А. М. Основные черты гидрологии Тихого океана, Л., 1958. Муромцев А. М. Основные черты гидрологии Индийского океана, Л., 1959. Океанографическая энциклопедия / Под ред. Р. М. Деменицкой, Г. И. Баранова, В. В. Панова и др. — Л. : Гидрометеоиздат, 1974. — 632 с. (с. 114—118) Defant A., Dynamische Ozeanographie, B., 1929. Emery, W.J. and J. Meincke. 1986 Global water masses: summary and review. Oceanologica Acta, 9:-391. Sverdrup Н. U., Jonson М. W., Fleming R. Н., The oceans, Englewood Cliffs, 1959.

Посилання Tables and software for thermophysical properties of seawater