
книги из ГПНТБ / Степанов В.Н. Мировой океан. Динамика и свойства вод
.pdfИзменение солености по вертикали в северных частях океа нов, как уже выше указывалось, весьма различно. В северной половине Тихого океана отмечается примерно то же, что и в южных частях океанов. Это связано с низкой соленостью по верхностных вод; опускаясь в зоне субполярного фронта, они не могут распространиться на значительную глубину и потому образуют язык пониженной солености, характерный для об ласти распространения промежуточных водных масс. Однако в противоположность южным частям океанов в подповерхност ном слое высокая соленость не наблюдается (вследствие пони женной солености на поверхности).
В северной части Атлантического океана при высокой соле ности поверхности не только в тропических, но и умеренных широтах происходит опускание вод на большую глубину. При постепенном понижении здесь солености по вертикали нет ус ловий для образования промежуточных вод повышенной и пониженной солености.
В северо-западной части Индийского океана по тем же при чинам, которые были только что рассмотрены, изменения со лености воды по вертикали таковы же, как и в северной Атлан тике. На северо-востоке Индийского океана имеют место некоторые изменения за счет большого опреснения поверхност ных вод; под сильно опресненным поверхностным слоем, тол щиной около 150 — 200 м, залегают воды с высокой соленос тью, свойственной большим глубинам Мирового океана.
Закономерности изменения солености по вертикали, кото рые были рассмотрены выше, характерны главным образом для тропических и умеренных широт. В полярных зонах после быстрого увеличения солености в поверхностном слое наблю дается очень медленное ее повышение, а с глубины около 1000 м она остается почти неизменной.
Соленость воды поверхностной структурной зоны. Не толь ко в верхнем, но и в нижнем слое этой зоны поле солености формируется под влиянием тех же факторов, которые опреде ляют его особенности на поверхности Мирового океана. Даже у нижней границы поверхностной структурной зоны, на глуби не 200 м, в тропических и субтропических широтах соленость имеет максимальные значения, понижаясь к экватору и к по люсам (рис. 44). Однако в нижнем слое экваториальной зоны и смежных тропических широтах соленость оказывается выше, чем в поверхностном слое и водах промежуточной зоны (рис. 46). Это объясняется тем, что воды, опускающиеся в суб тропических антициклонических макроциркуляционных систе-
13* 195
Глубина, м
0
25
50
100
150
200
800
400
500
600
800
1000
1500
2000
3C00
4000
5000
Т а б л и ц а 21 Средние широтные величины солености воды на различных глубинах в Атлантическом океане
|
С евер н ая |
ш ирота |
|
|
|
||
О |
О |
О |
20° |
О |
О |
О |
О |
8 |
О |
со |
Т*Н |
СМ |
|||
|
О |
|
О |
О |
0 |
О |
|
1 |
|
1 |
— |
1 |
1 |
г—< |
1 |
|
1 |
||||||
г |
5? |
О |
30 |
О |
О |
о |
|
гг |
СМ |
Г-Н |
О |
|
|||
|
|
|
j |
|
|
|
|
34,75 |
35,16 |
36,37 |
3 6 ,7 4 |
36,06 |
3 5 ,0 9 |
35,84 |
36,65 |
3 4 ,7 8 |
35,20 |
36,36 |
36,70 |
36,07 |
3 5 ,1 0 |
35,77 |
36,58 |
34,83 |
35,22 |
36,33 |
3 6 ,7 0 |
36,06 |
35,12 |
35,65 |
36,35 |
34,92 |
35,28 |
36 ,2 8 |
36,63 |
36,05 |
35,17 |
3 5 ,5 0 |
36,05 |
34,98 |
35,36 |
36,25 |
36,58 |
36,02 |
35,22 |
35,38 |
35,75 |
3 5 ,0 4 |
35,42 |
36,20 |
36,48 |
36,00 |
35,22 |
35,19 |
35,38 |
35,07 |
35,36 |
36,06 |
36,32 |
35,56 |
3 5 ,0 0 |
34,95 |
35,04 |
35,05 |
35,25 |
35,90 |
36,15 |
35,22 |
34,78 |
34,74 |
34 .73 |
35,07 |
35,26 |
35,77 |
35,90 |
35,11 |
34,74 |
34,67 |
34,67 |
35,02 |
35,26 |
35,65 |
35 ,7 0 |
35,00 |
34,68 |
34,60 |
34,59 |
35,02 |
35,25 |
35,44 |
35,20 |
34,82 |
34,57 |
34,49 |
3 4 ,4 5 |
34,98 |
35,22 |
35,36 |
35,08 |
34,86 |
34,67 |
34,60 |
34,60 |
34,93 |
35,12 |
35,17 |
35,08 |
34,98 |
34,96 |
34,94 |
34,87 |
34,93 |
34,96 |
35,02 |
35,02 |
34,98 |
34,96 |
34,96 |
34,92 |
34,96 |
34,96 |
34,96 |
34,95 |
34,94 |
34,93 |
34,91 |
34,90 |
— |
3 4 ,9 2 |
34,92 |
34,90 |
34,90 |
34,89 |
34,87 |
34,82 |
— |
— |
— |
34,86 |
34,88 |
34,85 |
34,74 |
34,80 |
20 — 30°
35,16
36,10 36, СО
35,82
35,65
35,48
35,20
34,87
34,73
34,60
34,37
34,44
34,75
3 4 ,8 8
34,90
34,80
34,76
Ю ж ная
О
О
1
О
со
35,25
35 ,2 5
35,24
35,20
35,16
35 ,1 2
35,01
34,87
34,72
34,59
34,27
с о |
Со О |
34,53
34,78
34,86
34,72
3 4 ,7 0
ш ирота |
|
|
0 ° |
0 ° |
70° |
- 5 |
- 6 |
— |
4 0 |
5 0 |
60 |
34,24 |
33,88 |
3 3 ,9 3 |
34,24 |
3 3 ,9 0 |
34,02 |
34,25 |
33,97 |
- 34,15 |
34,25 |
34,10 |
34,30 |
34,26 |
3 4 ,2 3 |
34,44 |
34,26 |
3 4 ,3 4 |
34,60 |
34,22 |
34,44 |
- |
3 4 ,2 0 |
34,50 |
34,67 |
34,22 |
34,54 |
— |
3 4 ,2 3 |
34,56 |
34,67 |
34,33 |
3 4 ,6 3 |
34,69 |
34,42 |
3 4 ,6 6 |
34,69 |
34,64 |
34,68 |
34,65 |
34,74 |
34,70 |
34,67 |
34,70 |
34,67 |
34,66 |
34,71 |
34.65 |
— |
. 34,68 |
— |
— |
Т а б л и ц а 22 Средние широтные величины солености воды на различных глубинах в Индийском океане
"5 |
|
Северная |
широта |
|
|
|
Южная широта |
|
|
|
||
ей |
Аравий Бенгаль |
я |
О |
|
О |
О |
О |
|
|
|
<и |
|
|
О |
О |
|
О |
||||||||
О |
О |
О |
О |
О |
О |
|||||||
ское |
ский за- |
о. |
О |
О |
CN |
СО |
I |
ю |
СО |
а |
||
ч |
и |
| |
|
|
|
|
1 |
I |
|
|||
море |
Л И В |
S о |
О |
1 |
О |
О |
О |
о |
1 |
1 |
о |
|
U |
|
О |
§ 8 |
|||||||||
|
|
U |
|
О |
|
(М |
со |
|
|
ю |
||
0 |
36,03 |
33,30 |
35,01 |
34,54 |
34,84 |
34,59 |
35,39 |
35,53 |
34,32 |
33,89 |
33,77 |
|
25 |
35,96 |
33,57 |
35,06 |
34,75 |
34,86 |
34,66 |
35,37 |
35,51 |
34,30 |
33,89 |
33,86 |
|
50 |
36,01 |
33,75 |
35,16 |
34,98 |
34,94 |
34,71 |
35,40 |
35,50 |
34,30 |
33,92 |
34,01 |
|
100 |
35,96 |
34,55 |
35,43 |
35,14 |
35,02 |
34,92 |
35,44 |
35,45 |
34,34 |
34,01 |
34,31 |
|
150 |
35,85 |
34,72 |
35,43 |
35,05 |
35,00 |
34,99 |
35,48 |
35,42 |
34,37 |
34,16 |
34,43 |
|
200 |
35.83 |
34,76 |
35,43 |
35,05 |
34,98 |
35,10 |
35,50 |
35,37 |
34,40 |
34,32 |
34,50 |
|
300 |
35,82 |
34,85 |
35,46 |
35,07 |
34,97 |
35,10 |
35,33 |
35,24 |
34,43 |
34,50 |
34,58 |
|
400 |
35,79 |
34,91 |
35,46 |
35,07 |
34,95 |
35,00 |
35,27 |
35,11 |
34,42 |
34,57 |
34,64 |
|
500 |
35,96 |
34,95 |
35,58 |
35,05 |
34,94 |
34,87 |
35,12 |
35,00 |
34,41 |
34,61 |
34,67 |
|
600 |
35,92 |
34,96 |
35,56 |
35,05 |
34,93 |
34,78 |
34,97 |
34,91 |
34,41 |
34,64 |
34,68 |
|
800 |
35,48 |
35,11 |
35,34 |
35,04 |
34,89 |
34,70 |
34,76 |
34,71 |
34,41 |
34,69 |
34,70 |
|
1000 |
35,33 |
34,93 |
35,18 |
35,02 |
34,87 |
34,67 |
34,57 |
34,61 |
34,46 |
34,71 |
34,70 |
|
1500 |
35,01 |
34,84 |
34,95 |
34,90 |
34,81 |
34,70 |
34,64 |
34,68 |
34,63 |
34,72 |
34,69 |
|
2000 |
34,83 |
34,80 |
34,82 |
34,84 |
34,79 |
34,73 |
34,70 |
34,78 |
34,73 |
34,71 |
34,68 |
|
3000 |
34,80 |
34,73 |
34,77 |
34,79 |
34,74 |
34,72 |
34,72 |
34,84 |
34,74 |
34,68 |
34,67 |
|
4000 |
34,73 |
— |
— |
34,76 |
34,71 |
34,71 |
34,69 |
34,81 |
34,71 |
34,66 |
34,67 |
|
5000 |
— |
— |
— |
34,71 |
34,73 |
34,75 |
34,67 |
34,75 |
34,68 |
34,66 |
34,66 |
О
4
Т а б л и ц а 23 Средние широтные величины солености воды па различных глубинах в Тихом океане
м |
] I |
, |
|
Глубина |
севернее 50° |
s o-r o c
Северная широта
О |
о |
10° |
с о |
СМ |
|
О |
О |
|
1 |
1 |
- |
о |
О |
20 |
ТГ |
со |
0 |
О |
О |
О |
О |
|||
О |
0 |
см |
СО |
1 |
1 |
1 |
1 |
О |
о |
о |
|
|
о |
|
гм |
Южная широта
40° |
О |
06° |
О |
||
|
Ю |
|
- |
1 |
- |
0 |
О |
0 |
3 |
|
5 |
О<и
О<и
V-
1 |
|
О |
i s |
СО |
0 |
32,50 |
32,86 |
34,15 |
31,76 |
34,34 |
34,27 |
34,87 |
35, СО 35,40 |
35,10 |
34,59 |
34,12 |
33,75 |
33,66 |
|
25 |
32.77 |
32,99 |
34,20 |
34,76 |
34,39 |
34,38 |
35,00 |
35,61 |
35,39 |
35,13 |
34,59 |
34,12 |
33,85 |
33,79 |
50 |
32,80 |
33,14 |
34,19 |
34,76 |
34,50 |
34,61 |
35,09 |
35,62 |
35,48 |
35,15 |
34,61 |
34,13 |
33,98 |
34,06 |
100 |
33,05 |
33,28 |
34,17 |
34,86 |
34,80 |
34,93 |
35,29 |
35,73 |
35,48 |
35,08 |
34,61 |
34,16 |
34,15 |
34,30 |
150 |
33,46 |
33,56 |
34,19 |
34,70 |
34,81 |
34,93 |
35,33 |
35,73 |
35,45 |
35,04 |
34,56 |
34,19 |
34,31 |
34,42 |
200 |
33,77 |
33,74 |
34,28 |
34,61 |
34,76 |
34,83 |
35,29 |
35,63 |
35,40 |
34,99 |
34,55 |
34,21 |
34,42 |
34,53 |
300 |
33,96 |
33,88 |
34,22 |
34,45 |
34,62 |
34,74 |
34,97 |
35,07 |
35,13 |
34,88 |
34,54 |
34,26 |
34,54 |
34,63 |
400 |
34,08 |
33,97 |
34,18 |
34,36 |
34,53 |
34,69 |
34,80 |
34,73 |
35,88 |
34,73 |
34,49 |
34,30 |
34,60 |
34,69 |
500 |
34,15 |
34,09 |
34,16 |
34,29 |
34,53 |
34,63 |
34,72 |
34,61 |
35,66 |
34,63 |
34,46 |
34,33 |
34,62 |
34,73 |
600 |
34,23 |
34,16 |
34,18 |
34,26 |
34,52 |
34,60 |
34,66 |
34,53 |
34,53 |
34,54 |
34,43 |
34,35 |
34,65 |
34,77 |
800 |
34,32 |
34,29 |
34,24 |
34,32 |
34,52 |
34,57 |
34,61 |
34,49 |
34,43 |
34,45 |
34,40 |
34,42 |
34,69 |
34,78 |
1000 |
34.40 |
34,39 |
34,36 |
34,43 |
34,55 |
34,59 |
34,60 |
34,52 |
34,44 |
34,42 |
34,41 |
34,48 |
34,71 |
34,76 |
1500 |
34,51 |
34,50 |
34,52 |
34,56 |
34,61 |
34,62 |
34,61 |
34,59 |
34,65 |
34,55 |
34,54 |
34,62 |
34,72 |
34,73 |
2000 |
34,60 |
34,59 |
34,59 |
34,61 |
34,63 |
34,63 |
34,63 |
34,63 |
34,66 |
34,62 |
34,67 |
34,71 |
34,72 |
34,72 |
3000 |
34,62 |
34,68 |
34,66 |
34,64 |
34,66 |
34,66 |
34,68 |
34,66 |
34,67 |
34,69 |
34,70 |
34,73 |
34,71 |
34,71 |
4000 |
34,72 |
34,72 |
34,69 |
34,62 |
34,67 |
34,70 |
34,70 |
34,68 |
34,70 |
34,73 |
34,70 |
34,71 |
34,70 |
— |
5000 |
34,72 |
34,74 |
34,71 |
— |
34,74 |
34,69 |
— |
34,69 |
— |
34,71 |
_ |
34,70 |
34,70 |
— |
'■ __ rtO |
12» |
18» |
120 |
<pp — i- |
|
|
|
1 . . . J ^ v
I-— - u - ^ y ^ } ^ ; ''5 х Ч ^ Г ~~— Г
80 |
Г-'П |
180 |
l-'O |
Рис. 44. Соленость воды Мирового океана на глубине 200 м (вверху) и 500 м (внизу).
199
Рис. 45. Величина промежуточного минимума солености воды Мирового океана (вверху) и глубина, на которой он наблюдается (внизу).
Жирной прерывистой линией ограничена акватория, в пределах кото рой промежуточного минимума солености нет.
200
мах, перемещаются затем в нижнем слое поверхностной струк турной зоны к экватору и в направлении субполярного фронта.
В умеренной зоне южного полушария наблюдается пони женная соленость, что объясняется опусканием поверхностных опресненных вод, из которых образуются субантарктические промежуточные водные массы. По той же причине низка со леность в северных умеренных широтах Тихого океана и на крайнем северо-западе Атлантического. В остальной же части Атлантического океана и на северо-западе Индийского отме чается высокая соленость, обусловленная опусканием осолоненных поверхностных вод.
Вполярной зоне повышение солености, прослеживающееся
судалением от поверхности, на глубине 200 м доходит до ве личин, близких к солености глубинных вод. В Антарктике, в областях циклонического круговорота вод (в районе морей Уэдделла и Росса, а также на юге Индийского океана), отме чаются кольцеобразные изог.алины, оконтуривающие зоны подъема глубинных вод, где соленость достигает 34,68 —
34,70%0.
Соленость воды промежуточной структурной зоны. Поле со лености этой структурной зоны отличается наибольшей слож ностью. В субтропических широтах выше оси промежуточных вод сохраняются области максимальной солености (рис. 44). С удалением от верхней границы промежуточной структурной зоны в глубину они размываются и смещаются к западу. К оси промежуточных вод эти области максимальных соленостей полностью исчезают (рис. 46).
Начиная с верхней границы промежуточной структурной зоны в субполярных районах происходит образование проме жуточных опресненных вод и появляются области с минималь ной соленостью. О распространении этих вод можно получить косвенное представление по изменению величины промежуточ ного минимума и глубины его расположения (рис. 45). С уда лением от областей их формирования соленость постепенна повышается. От величин, близких к 34%о, она доходит в Атлан тическом океане до 34,9%о, на крайнем северо-западе Индий ского океана — до 35,3%о, а в экваториальной области Тихого океана — до 34,5%о. В северной части Тихого океана наблю дается увеличение минимальной солености воды от области субантарктического фронта к экватору, от 33,5 — 34,0%0 до 34,5%о. Такое увеличение солености определяется пределами распространения субантарктической водной массы в южной части Мирового океана и субарктической в северной половине
201
Рис. 46. Соленость воды Мирового океана на глубине 1000 м (вверху) и
2000 м (внизу).
202
Тихого океана. Оно обусловливается смешением промежуточ ных субполярных вод с выше- и нижележащими более соле ными водными массами.
Значительно сложнее изменяется глубина, на которой на блюдается минимальная соленость воды. У антарктического фронта она отмечается на 200—300 м, а к северу от него быст
ро увеличивается и в области расположения |
субантарктиче |
|
ского фронта (где преобладают нисходящие |
движения |
вод) |
доходит до 1000— 1200 м, а на юго-западе Индийского |
океа |
н а — даже до 1500 м. С дальнейшим продвижением на север промежуточные воды поднимаются вследствие того, что их плотность (за счет пониженной солености) оказывается мень ше плотности нижележащих глубинных вод; поэтому мини мальная соленость отмечается на глубине 500 — 800 м.
На севере Тихого океана минимальная соленость в области образования промежуточных субарктических вод зафиксиро вана на глубине 200 м, а с удалением на юг она быстро увели чивается до 800 м. С дальнейшим продвижением к экватору, у 10 — 20° с. ш., в результате подъема промежуточных вод ми нимальная соленость прослеживается на 400 — 200 м.
В северных частях Атлантического и Индийского океанов распространяются высокосоленые промежуточные воды. Наи более ярко они проявляются у Средиземного, Красного морей и Персидского залива.
Ниже оси промежуточных вод (глубже 800— 1000 ш), в соответствии с усилением меридиональных переносов, разли чие в солености отдельных частей океанов постепенно умень-
.шается. В Атлантическом и Индийском океанах наблюдается понижение солености с севера на юг до минимальных значений у 40° ю. ш., а затем небольшое увеличение до максимума, рас положенного примерно у 60° ю. ш. Это связано с распростра нением глубинных высокосоленых североатлантических и се вероиндийских водных масс. Минимальная соленость у 40°
•ю. ш. объясняется опусканием промежуточных субантарктиче ских вод. Некоторое повышение солености в южных умерен ных и полярных областях вызывается подъемом глубинных ■соленых вод. Последнее характерно и для Тихого океана; в остальной его части прослеживается небольшое увеличение со лености от субполярных фронтов в направлении экватора, что
•определяется перемещением субполярных промежуточных вод ных масс.
Соленость воды глубинной структурной зоны. При доволь но однородной солености глубинных вод Атлантического и Ин
203
дийского океанов можно еще усмотреть небольшое ее умень шение с севера на юг. На всем пространстве Атлантического океана увеличение солености составляет около 0,5%о, а в Ин дийском океане оно не превышает 0,1— 0,2%0. На глубине 2000 м, близкой к верхней границе глубинной структурной зо ны, прослеживается еще влияние промежуточных североат лантических и североиндийских вод (рис. 46). На глубине 2500 м оно полностью исчезает. Наиболее однородна соленость глубинных тихоокеанских вод, изменяющаяся приблизительно от 34,7%0 на юге до 34,6°/оо на севере океана.
Соленость воды придонной структурной зоны. Она весьма однородна. Однако по полю солености можно (особенно в Ат лантическом океане) проследить на глубинах свыше 4000 — 5000 м перемещение придонных антарктических вод. В Атлан тическом океане, где соленость придонных вод наиболее высо ка, она изменяется от 34,9%о на севере до 34,7%о на юге. В Ин дийском и Тихом океанах соленость придонных вод значитель но однороднее; в первом из них она примерно от 34,75%о на севере уменьшается до 34,65 на юге, а во втором эти изменения в основном не выходят за пределы 34,75—34,70%о.
ГЛАВА IX
ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ МИРОВОГО ОКЕАНА
Поле плотности воды Мирового океана в основном подобно полю температуры. Только в полярных областях и некоторых морях главную роль играет соленость. В соответствии с тем что температура воды в тропических и умеренных широтах уменьшается от поверхности ко дну, а в полярных широтах в том же направлении увеличивается соленость, плотность вод повсеместно растет с увеличением глубины.
1. ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ НА ПОВЕРХНОСТИ МИРОВОГО ОКЕАНА
Характеристика плотности воды на поверхности океанов и морей дается по той же схеме, по которой рассматривались температура и соленость.
Средние величины плотности поверхностных вод океанов. Средняя плотность на поверхности Мирового океана в целом (включая моря и полярные районы) составляет 1,02474 (табл. 24). Если исключить полярные районы, то средняя ее
204