Соленость воды и ее определение.
Соленость морской воды – это содержание в граммах всех минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды, при условии, что бром и йод замещены эквивалентным количеством хлора, все углекислые соли переведены в оксиды, а все органические вещества сожжены при температуре 480°С.
Соленость воды выражается в г/кг, т.е. в тысячных долях – промилле (‰). Соленость воды определяют по концентрации хлора, а точнее по хлорности.
Хлорностью называется суммарное в граммах на 1 кг морской воды галогенов – хлора, брома и йода при пересчете последних на эквивалентное содержание хлора. Этот способ при оптимальных возможностях позволяет определить соленость с точностью до 0,01%.
В 1967г. Международным соглашением принята точная формула определения соленности (она получила название «международной»)
S ‰ = 1,80655 Cl ‰, где Cl – хлорность воды.
Так как солевой состав окрашенных и средиземноморских морей несколько отличается от среднего солевого состава океанических вод, существуют специальные формулы для отдельных морей.
Так, для Черного моря используют формулу:
S ‰ = 1,1856+1,7950 Cl ‰,
для Азовского - S ‰ = 0,21+1,794 Cl ‰,
для Балтийского - S ‰ = 0,115+1,805 Cl ‰,
для каспийского - S ‰ = 0,140 +2,360 Cl ‰,
10.4.3. Распределение солености в Мировом океане
Распределение солености воды на поверхности океана. В целом оно находится в полном согласии с распределением составляющих водного баланса океана – с осадками и испарением (см. рис. 10.2, рис. 10.3).
Зональные закономерности в распределении солености на поверхности океана показывают средние годовые карты изолиний равной солености - изогалин (рис. 10.3). По картам видна общая картина уменьшения солености в направлении к высоким широтам, связанная с увеличением в этом направлении разницы x-z и материкового стока, и понижения солености воды (до 34 - 35 ‰) непосредственно в экваториальной зоне, обусловленная резким повышением количества осадков и несколько пониженными значениями испарения (зона штилей и повышенной влажности воздуха). Выделяют зоны повышенной солености в тропических районах по обе стороны экватора, связанные с пониженным количеством осадков и повышенным испарением в районах сильных пассатных ветров.
Широтное (зональное) распределение солености воды на поверхности Мирового океана нарушают три фактора: течения, реки и льды.
Течения в океанах в средних широтах (около 40 °) у западных берегов направлены на север и юг от пассатных потоков в сторону полюсов: на север в Северном полушарии и на юг в Южном. Они переносят более соленые (и теплые) воды в направлении высоких широт. С севера и юга из умеренных широт, вдоль восточных берегов океанов течения направлены к области пассатов, они несут менее соленые воды. Оба эти элемента общей циркуляции вод нарушают зональное распределение солености, и у западных и восточных берегов океанов наблюдается почти меридиональное направление изогалин. Например, в Атлантическом океане у восточных берегов Северной Америки соленость значительно ниже, чем у побережья Европы.
Реки опресняют предустьевые районы океанов и особенно морей. Очень велико влияние Ганга, Нигера, Конго (Заир) и, конечно, Амазонки, опресняющее влияние которой ощущается в океане на расстоянии порядка 1000 км от места впадения реки в океан. Существенно опресняют арктические моря Обь, Енисей, Лена.
Роль сезонных льдов еще недостаточно оценена. Зимой, в стадии замерзания, они приводят к осолонению воды, а весной - наоборот, таяние льда приводит к заметному уменьшению солености воды. Помимо общего уменьшения солености к высоким широтам, связанного с превышением осадков над испарением и таянием материковых пресных льдов, существенное опресняющее влияние имеют льды, тающие в заливах, особенно весной.
Из общей схемы распределения солености воды на поверхности Мирового океана, представленной картами (см. рис. 10.3), выпадают внутренние моря, где опресняющее влияние рек часто очень велико. Так, соленость воды Балтийского (10 - 12 ‰, в заливах 2 - 6 ‰), Белого (24-30 ‰), Черного (16-18 %с), Азовского (10-12 ‰) морей заметно меньше солености вод океана. Но бывает и наоборот - существенное увеличение солености в некоторых внутренних морях. Например, если пресная составляющая водного баланса невелика, а испарение воды значительно, соленость вод может достигать 38 - 39 ‰ (Средиземное море, Персидский залив) и даже 40 - 42 ‰ (Красное море).
К более соленым по сравнению с другими океанами относятся поверхностные воды Атлантического океана (в среднем 35,3 ‰ без внутренних морей). Менее соленая вода в Тихом (34,6 ‰) и Индийском (34,7 ‰) океанах. Значительно опреснена вода верхних слоев в Северном Ледовитом океане (29 - 34 ‰, у берегов менее 10 ‰).
Распределение солености в толще вод океана. На поверхности океана различия в солености наибольшие, здесь они определяются процессами, формирующими водный баланс: соленость выше там, где пресная составляющая мала, и ниже в районах, где приток пресной воды высок. Распределение солености на глубинах зависит от условий перемешивания с вышележащими слоями и от горизонтального переноса вод течениями. Поэтому вертикальная структура вод океана весьма неоднородна, в океане существуют слои повышенной и пониженной солености толщиной в несколько сотен метров, простирающиеся по горизонтали на тысячи километров. Общую закономерность их распределения хорошо показывают разрезы вдоль меридианов для трех океанов (рис. 10.4). Для Атлантического океана повышенная по сравнению с другими океанами соленость на поверхности сохраняется и на нижележащих горизонтах; для этого океана вообще характерна наибольшая вертикальная изменчивость солености. В Тихом океане, напротив, соленость наиболее однородна по вертикали. В целом соленость в высоких широтах с глубиной повышается, а в тропических областях понижается. Соленость вблизи дна во всех океанах составляет 34,6 - 35,0 ‰.