Водные массы и фронтальные зоны Мирового океана.

Распределение температуры, солености и плотности воды в Мировом океане обуславливает формирование в нем однородных, довольно крупных объемов вод, различных по физико-химическим свойствам и по составу живущих в них организмов. Это как бы океанические аналоги природных ландшафтов суши. В океане они называются водные массы. По Добровольскому, «водной массой следует называть некоторый, сравнительно большой объем воды, формирующийся в определенном районе Мирового океана – очаге (источнике) этой водной массы, обладающей в течение длительного времени почти постоянным и непрерывным распределением физических, химических и биологических характеристик, составляющих единый комплекс и распространяющихся как единое целое»

В этой формулировке водная масса справедливо определяется как некая природная индивидуальность в отличие от «массы воды» как вещества, заполняющего чашу океана или моря.

Каждая водная масса в качестве географического понятия характеризуется определенным комплексом показателей. К ним относятся температура, соленость, плотность, цвет, прозрачность воды, содержание кислорода и др. Главные показатели водной массы - ее температура и соленость. В некоторых случаях учитываются величины содержания растворенного кислорода.

Водные массы создаются главным образом на поверхности океана под влиянием климатических условий циркуляции вод. Следовательно, водная масса отражает физико-географические черты района ее формирования, где она получила свои характерные свойства.

Различное расположение очагов формирования водных масс и связанное с этим разнообразие их природных свойств позволяют классифицировать водные массы по географическим показателям. Так, выделяют экваториальные, тропические, субтропические, умеренных широт, субполярные и полярные. В каждом океане они имеют свои специфические особенности, поэтому водные массы отдельных океанов дифференцируются: например, экваториальная атлантическая или тропическая южно-тихоокеанская.

На основе анализа распределения температуры и солености от поверхности до дна Мирового океана по этим характеристикам в нем выделяют следующие водные массы по вертикали: поверхностные (до горизонтов 75-100м), подповерхностные (до горизонта 300м), промежуточные (500-1000м), глубинные(1200-5000м) и придонные.

Распределение водных масс Мирового океана по пространству и глубинам отражает горизонтальную и вертикальную зональность как одну из основных географических закономерностей природы Земли.

Граница между различными водными массами называется океаническим фронтом. Обычно он представляет собой сравнительно неширокую зону, в которой наблюдается резкое изменение температуры или солености по горизонтали, поэтому принят термин фронтальная зона. В такой зоне выделяется фронтальный раздел, представляющий собой некую поверхность в пределах фронтальной зоны, характеризующуюся наибольшими значениями градиентов океанологических характеристик – температуры, солености, плотности, скорости течений и т.п.

Фронт – это линия пересечения поверхности фронтального раздела с поверхностью океана (или с какой-нибудь другой поверхностью в толще вод океана).

Существует много видов фронтальных зон и фронтов в океане, но особенно важную роль играют климатические фронты. Они, как это следует из названия, характеризуются взаимодействием между водами различных климатических зон. Таких фронтов существует шесть: северный полярный, северный субполярный, северный тропический, южный тропический, южный субполярный и южный полярный.

Северный полярный фронт находится целиком в пределах Северного Ледовитого океана и его положение определяется положением кромки полярных льдов.

В Атлантическом океане северный субполярный фронт, ярче всего выделяющийся как граница между течениями Лабрадорским и Гольфстримом, проходит от района Ньюфаундленда до Исландии. В Индийском океане этого фронта нет, а в Тихом он проходит от района островов Рио-Кю на восток около параллели 40^о с.ш. и особенно четко выражен к востоку от Японских островов в виде границы между Куросио и Курильско-Камчатским течением. Здесь фронтальная зона имеет большую ширину.

Северный тропический фронт в Атлантическом океане проходит около параллели 20° с.ш., приблизительно по северной границе Северного пассатного течения. В Индийском океане этот фронт тоже отсутствует, а в Тихом океане он проходит от Филиппинских островов около той же параллели к полуострову Калифорния.

К югу от этого фронта расположена тропическая зона - она есть и в Индийском океане. Эта зона характеризуется сложной системой поверхностных и подповерхностных течений и вертикальных движений вблизи экватора.

Южный тропический фронт расположен несколько южнее тропической зоны и в Атлантическом океане идет от берегов Южной Америки (около параллели 10° ю.ш.) на юго-восток к мысу Игольному. В Индийском океане он лежит около параллели 10^о ю.ш. у берегов Африки и вблизи экватора у берегов Суматры. В Тихом океане он тоже начинается около параллели 10° ю.ш. у Новой Гвинеи и подходит к берегам Южной Америки около параллели 20° ю.ш.

Южный субполярный (субантарктический) фронт охватывает весь Мировой океан в широтах около 40^о ю.ш. у восточных берегов Южной Америки, проходя южнее Австралии и пересекая Новую Зеландию, подходит к району западной Южной Америки у параллели 50^о ю.ш.

Наконец, южный полярный (антарктический) фронт тоже охватывает весь Мировой океан кольцом по широтам около 60° ю.ш.

Таким образом, климатические фронты планетарного масштаба подчеркивают генеральную картину зональности распределения океанологических характеристик и структуры динамической системы циркуляции вод на поверхности Мирового океана. Они же служат границами климатических зон на его поверхности.

Картина распределения планетарных климатических фронтов в Мировом океане по существу служит основой для климатологического районирования океана.

Но кроме планетарных климатических фронтов существуют еще и синоптические, связанные с динамикой атмосферы малых периодов - с погодой. Эти атмосферные процессы, связанные с динамикой океана, проявляются в виде так называемых «синоптических вихрей», отдельных динамических образований в воде, подобных циклонам и антициклонам в атмосфере. В открытом океане такие вихри могут перемещаться подобно атмосферным образованиям. Только размеры их значительно меньше, как и скорость перемещения, а продолжительность существования значительно больше.

Эти вихри также связаны с существованием фронтов на границах течений, но эти фронты, как правило, не имеют стационарного характера.

Фронтальные зоны и фронты существуют еще и в приустьевых участках океана, где в морские соленые воды вливаются пресные воды рек. Масштаб образующихся в этих случаях фронтальных зон связан с размером рек. Наиболее значительные фронтальные зоны наблюдаются в океанских окрестностях устьев Амазонки, Конго, рек Сибири.

Выделяются также фронтальные зоны и фронты в районах, где встречаются воды с резко различными характеристиками: поверхностные, глубинные и промежуточные.

Явление фронтальной зоны и фронта имеет очень существенное практическое значение. Контрасты характеристик, свойственные фронтальной зоне, приводят к ускорению процесса изменения этих характеристик за счет взаимовлияния вод с разными характеристиками, то есть к формированию некоторой пограничной зоны, в которой совершается скачкообразный переход от одного состояния к другому. Это может вызывать в данном районе изменения концентрации косяков рыбы, характера течений, акустической структуры вод и т.д.

Все это показывает практическую важность знания расположения и характеристик фронтальных зон и фронтов, подтверждает необходимость изучения их.