Kaip ir oro erdvė, vandens erdvė yra nevienalytė savo zonine struktūra. Šiame straipsnyje kalbėsime apie tai, kas vadinama vandens mase. Mes nustatysime pagrindinius jų tipus, taip pat nustatysime pagrindines vandenynų vandenų hidrotermines charakteristikas.
Kaip vadinama Pasaulio vandenyno vandens masė?
Vandenyno vandens masės yra palyginti dideli sluoksniai vandenyno vandenys, turintys tam tikros savybės(gylis, temperatūra, tankis, skaidrumas, druskų kiekis ir kt.), būdingas šio tipo vandens erdvė. Savybių formavimas tam tikro tipo vandens masės pasireiškia visame ilgas laikotarpis laiko, todėl jos santykinai pastovios, o vandens masės suvokiamos kaip viena visuma.
Pagrindinės jūros vandens masių charakteristikos
Sąveikos su atmosfera procese įgyja vandenyno vandens masės įvairių savybių, skiriasi priklausomai nuo poveikio laipsnio, taip pat nuo susidarymo šaltinio.
Pagrindinės Pasaulio vandenyno vandens masių zonos
Sudėtingos vandens masių charakteristikos susidaro veikiant ne tik teritorinėms savybėms kartu su klimato sąlygos, bet ir dėl skirtingų vandens srautų maišymosi. Viršutiniai vandenyno vandens sluoksniai yra jautresni atmosferos maišymui ir poveikiui nei gilesni to paties vandens sluoksniai. geografinis regionas. Atsižvelgiant į šį veiksnį, Pasaulio vandenyno vandens masės yra padalintos į dvi dideles dalis:
Okeaninės troposferos vandenų tipai
Vandenyno troposfera susidaro veikiama dinaminių veiksnių derinio: klimato, kritulių ir žemyninių vandenų potvynių. Dėl to paviršinis vanduo dažnai svyruoja temperatūra ir druskingumo lygis. Vandens masių judėjimas iš vienos platumos į kitą formuoja šiltų ir
Stebimas didžiausias gyvybės formų prisotinimas žuvų ir planktono pavidalu. Vandens masių tipai vandenyno troposferoje paprastai skirstomi pagal geografinės platumos su išreikšta klimato veiksnys. Išvardinkime pagrindinius:
- Pusiaujo.
- Atogrąžų.
- Subtropinis.
- Subpoliarinis.
- Poliarinis.
Pusiaujo vandens masių charakteristikos
Pusiaujo vandens masių teritorinis zoniškumas apima geografinę juostą nuo 0 iki 5 šiaurės platumos. Pusiaujo klimatui būdingas beveik vienodai aukštas temperatūros sąlygos per visus kalendorinius metus, taigi ir vandens masės šio regiono pakankamai pašildyti, pasiekti 26-28 laipsnių temperatūrą.
Dėl gausių kritulių ir gėlo vandens antplūdžio upės vanduo nuo žemyno, pusiaujo vandenyno vandenys turi nedidelį procentą druskingumo (iki 34,5‰) ir mažiausią sąlyginį tankį (22-23). Sodrumas vandens aplinka deguonies regionas taip pat turi žemiausia norma(3-4 ml/l) dėl aukštos vidutinės metinės temperatūros.
Tropinių vandens masių charakteristikos
Tropinių vandens masių zona užima dvi juostas: 5-35 šiaurinis pusrutulis(šiaurės atogrąžų vandenys) ir iki 30 pietų (pietų atogrąžų vandenys). Susidarė veikiant klimato ypatybėms ir oro masės- pasatai.
Vasaros temperatūros maksimumas atitinka pusiaujo platumą, tačiau žiemą šis skaičius nukrenta iki 18–20 laipsnių virš nulio. Šiai zonai būdingi kylantys vandens srautai iš 50–100 metrų gylio prie vakarinės pakrantės žemyno linijų ir žemyn, ties rytiniais žemyno krantais.
Atogrąžų vandens masių tipai turi didesnį druskingumo indeksą (35-35,5‰) ir sąlyginį tankį (24-26) nei pusiaujo zonoje. Atogrąžų vandens srautų prisotinimas deguonimi išlieka maždaug toks pat, kaip ir pusiaujo juostoje, tačiau prisotinimas fosfatais yra didesnis: 1-2 µg-at/l, palyginti su 0,5-1 µg-at/l pusiaujo vandenyse.
Subtropinės vandens masės
Temperatūra ištisus metus yra subtropinė vandens zona gali sumažėti iki 15. Atogrąžų platumose vandens gėlimas vyksta mažiau nei kitose platumose klimato zonos, nes čia mažai kritulių, o vyksta intensyvus garavimas.
Čia vandens druskingumas gali siekti iki 38‰. Subtropinės vandenyno vandens masės, žiemą atvėsusios, išskiria daug šilumos, todėl labai prisideda prie planetos šilumos mainų proceso.
Sienos subtropinė zona pakilti iki maždaug 45 pietinis pusrutulis ir iki 50 N. platumos. Didėja vandenų prisotinimas deguonimi, taigi ir gyvybės formomis.
Subpolinių vandens masių charakteristikos
Tolstant nuo pusiaujo, vandens srovių temperatūra mažėja ir kinta priklausomai nuo metų laiko. Taigi popoliarinių vandens masių (50-70 N ir 45-60 S) teritorijoje žiemą vandens temperatūra nukrenta iki 5-7, o vasarą pakyla iki 12-15. apie S.
Vandens druskingumas linkęs mažėti nuo subtropinių vandens masių link ašigalių. Taip nutinka dėl ledkalnių – gėlo vandens šaltinių – tirpimo.
Poliarinių vandens masių charakteristikos ir ypatumai
Poliarinių vandenynų masių lokalizacija – aplinkžemyninė poliarinė šiaurinė ir pietinės erdvės Taigi okeanologai pabrėžia Arkties ir Antarkties vandens masių buvimą. Išskirtiniai bruožai Poliariniai vandenys, žinoma, turi žemiausius temperatūros rodiklius: vasarą vidurkis 0, o žiemą 1,5-1,8 žemiau nulio, o tai turi įtakos ir tankumui – čia jis didžiausias.
Be temperatūros, mažas druskingumas (32–33 ‰) pastebimas ir dėl žemyninių šviežių ledynų tirpimo. Vanduo poliarinės platumos labai daug deguonies ir fosfatų, o tai teigiamai veikia organinio pasaulio įvairovę.
Vandens masių rūšys ir savybės vandenyno stratosferoje
Okeanologai paprastai skirsto vandenyno stratosferą į tris tipus:
- Tarpiniai vandenys dengia vandens stulpelius nuo 300–500 m iki 1000 m, o kartais ir 2000 m, lyginant su kitomis dviejų tipų vandens masėmis stratosferoje, tarpinis sluoksnis yra labiausiai apšviestas, šiltas ir labiausiai apšviestas. didesniu mastu turtingas deguonies ir fosfatų, todėl turtingesnis povandeninis pasaulis planktonas ir įvairių tipųžuvis Troposferos, kurioje vyrauja greitai tekanti vandens masė, artumo įtakoje vandens srautų hidroterminės charakteristikos ir tėkmės greitis tarpiniame sluoksnyje yra labai dinamiški. Bendra tendencija Tarpinių vandenų judėjimas stebimas kryptimi nuo didelių platumų iki pusiaujo. Okeaninės stratosferos tarpinio sluoksnio storis ne visur vienodas, prie poliarinių zonų pastebimas platesnis sluoksnis.
- Giliųjų vandenų paplitimo sritis prasideda nuo 1000–1200 m gylio ir siekia 5 km žemiau jūros lygio ir pasižymi pastovesniais hidroterminiais duomenimis. Horizontalus vandens srautų srautas šiame sluoksnyje yra daug mažesnis nei tarpiniuose vandenyse ir siekia 0,2-0,8 cm/s.
- Mažiausiai okeanologų ištirtas apatinis vandens sluoksnis dėl jo neprieinamumo, nes yra daugiau nei 5 km gylyje nuo vandens paviršiaus. Pagrindiniai apatinio sluoksnio bruožai yra beveik pastovus druskingumas ir didelis tankis.
Tam tikrų geofizinių veiksnių įtakoje. Vandens masei būdingi pastovūs ir nuolatinis paskirstymas fizikinių-cheminių ir biologines savybes ilgą laiką. Visi vandens masės komponentai sudaro vieną kompleksą, kuris gali keistis arba judėti kaip vienas. Skirtingai nei oro masės, užtenka masėms svarbus vaidmuo vertikalus zonavimas vaidina svarbų vaidmenį.
Pagrindinės vandens masių savybės:
- vandens temperatūra,
- biogeninių druskų kiekis ( fosfatai , silikatai , nitratų),
- ištirpusių dujų kiekis ( deguonies , anglies dvideginio).
Vandens masių charakteristikos nesikeičia; tam tikrose ribose svyruoti sezoniškai ir nuolat. Nėra aiškių ribų tarp vandens masių, vietoj to - pereinamosios zonos abipusio poveikio. Aiškiausiai tai galima pastebėti ties šilto ir šalčio riba jūros srovės.
Pagrindiniai vandens masių susidarymo veiksniai yra terminiai ir vandens balansus regione.
Vandens masės gana aktyviai sąveikauja su atmosfera. Jie suteikia jai šilumą ir drėgmę, biogeninį ir mechaninį deguonį, sugeria iš jo anglies dvideginį.
Klasifikacija
Yra pirminės ir antrinės vandens masės. Pirmieji apima tuos, kurių savybės susidaro veikiant žemės atmosfera. Jiems būdinga didžiausia jų savybių pokyčių amplitudė tam tikrame vandens storymės tūryje. Antrinės vandens masės apima tas, kurios susidaro susimaišius pirminėms. Jiems būdingi didžiausi homogeniškumas.
Pagal gylį ir fizines-geografines savybes jie išskiria šių tipų vandens masės:
- paviršutiniškas :
- paviršius (pirminis) - iki 150-200 m gylio,
- požeminis (pirminis ir antrinis) - nuo 150-200 m iki 400-500 m;
- tarpinis (pirminis ir antrinis) – apie 1000 m storio vandenyno vandenų vidurinis sluoksnis, esantis nuo 400-500 m iki 1000-1500 m gylyje, kurio temperatūra vos keliais laipsniais viršija vandens užšalimo tašką; nuolatinė riba tarp paviršiaus ir gilūs vandenys, kuris neleidžia jiems susimaišyti;
- gilus (antrinis) - gylyje nuo 1000-1500 m iki 2500-3000 m;
- dugnas (antrinis) – giliau nei 3 km.
Sklaidymas
Paviršinio vandens masių tipai
Pusiaujo
Ištisus metus pusiaujo vandenis stipriai kaitina saulė, kuri yra viduje zenitas. Sluoksnio storis - 150-300 g Horizontalaus judėjimo greitis svyruoja nuo 60-70 iki 120-130 cm/sek. Vertikalus maišymas vyksta 10 -2 10 -3 cm/sek greičiu. Vandens temperatūra 27°...+28°С, sezoninis svyravimas nedidelis 2°C. Vidutinis druskingumas yra nuo 33-34 iki 34-35 ‰, mažesnis nei atogrąžų platumose, nes daugybė upių ir smarkūs kasdieniai krituliai turi gana stiprų poveikį, šalindami druskas. viršutinis sluoksnis vandens. Sąlyginis tankis 22,0-23,0. Deguonies kiekis 3,0-4,0 ml/l; fosfatai - 0,5-1,0 mcg-at/l.
Atogrąžų
Sluoksnio storis - 300-400 g Horizontalaus judėjimo greitis svyruoja nuo 10-20 iki 50-70 cm/sek. Vertikalus maišymas vyksta 10 -3 cm/sek greičiu. Vandens temperatūra svyruoja nuo 18-20 iki 25-27°C. Vidutinis druskingumas yra 34,5–35,5 ‰. Sąlyginis tankis 24,0-26,0. Deguonies kiekis 2,0-4,0 ml/l; fosfatai - 1,0-2,0 µg-at/l.
Subtropinis
Sluoksnio storis - 400-500 g Horizontalaus judėjimo greitis svyruoja nuo 20-30 iki 80-100 cm/sek. Vertikalus maišymas vyksta 10 -3 cm/sek greičiu. Vandens temperatūra svyruoja nuo 15-20 iki 25-28°C. Vidutinis druskingumas yra nuo 35-36 iki 36-37 ‰. Sąlyginis tankis nuo 23,0-24,0 iki 25,0-26,0. Deguonies kiekis 4,0-5,0 ml/l; fosfatai -<0,5 мкг-ат/л.
Subpoliarinis
Sluoksnio storis - 300-400 g Horizontalaus judėjimo greitis svyruoja nuo 10-20 iki 30-50 cm/sek. Vertikalus maišymas vyksta 10 -4 cm/sek greičiu. Vandens temperatūra svyruoja nuo 15-20 iki 5-10°C. Vidutinis druskingumas yra 34-35 ‰. Sąlyginis tankis 25,0-27,0. Deguonies kiekis 4,0-6,0 ml/l; fosfatai - 0,5-1,5 mcg-at/l.
Literatūra
- (anglų k.) Emery, W. J. ir J. Meincke. 1986 m. Pasaulinės vandens masės: santrauka ir apžvalga. Oceanologica Acta, 9:-391.
- (Rusų kalba) Agenorovas V.K. Apie pagrindines vandens mases hidrosferoje, M. - Sverdlovskas, 1944 m.
- (Rusų k.) Zubovas N. N. Dinaminė okeanologija. M. - L., 1947 m.
- (Rusų k.) Muromcevas A. M. Pagrindiniai Ramiojo vandenyno hidrologijos bruožai, L., 1958 m.
- (Rusų kalba) Muromcevas A. M. Pagrindiniai Indijos vandenyno hidrologijos bruožai, Leningradas, 1959 m.
- (Rusų kalba) Dobrovolsky A.D. Apie vandens masių nustatymą // Okeanologija, 1961, 1 t., 1 numeris.
- (vokiečių kalba) Defant A., Dynamische Ozeanographie, B., 1929 m.
- (anglų kalba) Sverdrup N. U., Jonson M. W., Fleming R. N., Vandenynai, Englewood Cliffs, 1959 m.
Bendrą visų Pasaulio vandenyno vandenų masę specialistai skirsto į du tipus – paviršinius ir giluminius. Tačiau toks skirstymas yra labai sąlyginis. Išsamesnė klasifikacija apima keletą grupių, išskiriamų pagal teritorinę vietą.
Apibrėžimas
Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra vandens masės. Geografijoje šis pavadinimas reiškia gana didelį vandens kiekį, susidarantį vienoje ar kitoje vandenyno dalyje. Vandens masės skiriasi viena nuo kitos keliomis savybėmis: druskingumu, temperatūra, taip pat tankiu ir skaidrumu. Skirtumai taip pat išreiškiami deguonies kiekiu ir gyvų organizmų buvimu. Pateikėme apibrėžimą, kas yra vandens masės. Dabar turime pažvelgti į skirtingus jų tipus.
Vanduo šalia paviršiaus
Paviršiniai vandenys yra tos zonos, kuriose aktyviausiai vyksta jų šiluminė ir dinaminė sąveika su oru. Atsižvelgiant į tam tikroms zonoms būdingas klimato ypatybes, jos skirstomos į atskiras kategorijas: pusiaujo, atogrąžų, subtropikų, poliarinių, subpoliarinių. Moksleiviai, renkantys informaciją atsakydami į klausimą, kas yra vandens masės, taip pat turi žinoti apie jų atsiradimo gylį. Priešingu atveju geografijos pamokoje atsakymas bus neišsamus.
Jie pasiekia 200–250 m gylį. Jų temperatūra dažnai kinta, nes juos formuoja vanduo, veikiamas kritulių. Bangos, kaip ir horizontalios, susidaro paviršinio vandens storyje. Čia randama daugiausiai žuvų ir planktono. Tarp paviršinių ir giluminių masių yra tarpinių vandens masių sluoksnis. Jų gylis svyruoja nuo 500 iki 1000 m. Jie susidaro didelio druskingumo ir didelio garavimo vietose.
Gilios vandens masės
Žemutinė giluminio vandens riba kartais gali siekti 5000 m. Tokio tipo vandens masė dažniausiai aptinkama tropinėse platumose. Jie susidaro veikiant paviršiniams ir tarpiniams vandenims. Tiems, kurie domisi, kas tai yra ir kokios yra jų įvairių tipų savybės, taip pat svarbu turėti supratimą apie srovių greitį vandenyne. Giluminio vandens masės vertikalia kryptimi juda labai lėtai, tačiau jų horizontalus greitis gali siekti iki 28 km per valandą. Kitas sluoksnis yra dugno vandens masės. Jie randami daugiau nei 5000 m gylyje. Šiam tipui būdingas pastovus druskingumo lygis, taip pat didelis tankis.
Pusiaujo vandens masės
„Kas yra vandens masės ir jų rūšys“ – viena iš privalomų bendrojo lavinimo mokyklos kurso temų. Mokinys turi žinoti, kad vandenys gali būti skirstomi į vieną ar kitą grupę ne tik pagal jų gylį, bet ir pagal teritorinę padėtį. Pirmasis pagal šią klasifikaciją minimas tipas yra pusiaujo vandens masės. Jiems būdinga aukšta temperatūra (siekia 28°C), mažas tankis ir mažas deguonies kiekis. Tokių vandenų druskingumas mažas. Virš pusiaujo vandenų yra žemo atmosferos slėgio juosta.
Tropinės vandens masės
Jie taip pat gana gerai šildomi, o jų temperatūra skirtingais metų laikais svyruoja ne daugiau kaip 4°C. Vandenyno srovės turi didelę įtaką šiam vandens tipui. Jų druskingumas yra didesnis, nes šioje klimato zonoje yra aukšto atmosferos slėgio zona, o kritulių yra labai mažai.
Vidutinės vandens masės
Šių vandenų druskingumas yra mažesnis nei kitų, nes juos gėlina krituliai, upės ir ledkalniai. Sezoniškai tokio tipo vandens masių temperatūra gali svyruoti iki 10°C. Tačiau metų laikų kaita vyksta daug vėliau nei žemyne. Vidutinio klimato vandenys skiriasi priklausomai nuo to, ar jie yra vakariniuose ar rytiniuose vandenyno regionuose. Pirmieji, kaip taisyklė, yra šalti, o antrieji yra šiltesni dėl vidinių srovių atšilimo.
Poliarinės vandens masės
Kurie vandens telkiniai šalčiausi? Akivaizdu, kad jie yra Arktyje ir prie Antarktidos krantų. Srovių pagalba jie gali būti nunešti į vidutinio klimato ir atogrąžų vietoves. Pagrindinis poliarinių vandens masių bruožas yra plaukiojantys ledo luitai ir didžiuliai ledo plotai. Jų druskingumas itin mažas. Pietiniame pusrutulyje jūros ledas į vidutinio klimato platumas juda daug dažniau nei šiaurėje.
Formavimo būdai
Moksleiviams, kurie domisi, kokios yra vandens masės, taip pat bus įdomu sužinoti informaciją apie jų susidarymą. Pagrindinis jų formavimo būdas yra konvekcija arba maišymas. Dėl maišymo vanduo nugrimzta į nemažą gylį, kur vėl pasiekiamas vertikalus stabilumas. Toks procesas gali vykti keliais etapais, o konvekcinio maišymo gylis gali siekti iki 3-4 km. Kitas metodas yra subdukcija arba „nardymas“. Taikant šį masių formavimo būdą, dėl bendro vėjo ir paviršiaus aušinimo veikimo vanduo nuskendo.
Dideli vandens kiekiai vadinami vandens masėmis, o reguliarus jų erdvinis derinys – rezervuaro hidrologine struktūra. Pagrindiniai vandens masių telkiniuose rodikliai, leidžiantys atskirti vieną vandens masę nuo kitos, yra tokios charakteristikos kaip tankis, temperatūra, elektrinis laidumas, drumstumas, vandens skaidrumas ir kiti fizikiniai rodikliai; vandens mineralizacija, atskirų jonų kiekis, dujų kiekis vandenyje ir kiti cheminiai rodikliai; fito- ir zooplanktono kiekis bei kiti biologiniai rodikliai. Pagrindinė bet kurios vandens masės savybė rezervuare yra jos genetinis homogeniškumas.
Pagal jų kilmę skiriami du vandens masių tipai: pirminė ir pagrindinė.
Per pirminės vandens masės ežerai susidaro jų baseinuose ir upių nuotėkio pavidalu patenka į rezervuarus. Šių vandens masių savybės priklauso nuo natūralių baseinų savybių ir kinta sezoniškai, priklausomai nuo upių hidrologinio režimo fazių. Pagrindinis potvynio fazės pirminių vandens masių bruožas yra maža mineralizacija, padidėjęs vandens drumstumas ir gana didelis ištirpusio deguonies kiekis. Pirminės vandens masės temperatūra šildymo laikotarpiu paprastai būna aukštesnė, o aušinimo metu – žemesnė nei rezervuare.
Pagrindinės vandens masės susidaro pačiuose rezervuaruose; jų charakteristikos atspindi vandens telkinių hidrologinio, hidrocheminio ir hidrobiologinio režimo ypatumus. Kai kurios pagrindinių vandens masių savybės yra paveldimos iš pirminių vandens masių, kai kurios įgyjamos dėl procesų rezervuare, taip pat dėl medžiagų ir energijos mainų tarp rezervuaro, atmosferos ir dugno. dirvožemiai. Nors pagrindinės vandens masės keičia savo savybes ištisus metus, jos paprastai išlieka inertiškesnės nei pirminės vandens masės. (Paviršinio vandens masė yra viršutinis labiausiai įkaitęs vandens sluoksnis (epilimnionas); giluminio vandens masė dažniausiai yra storiausias ir santykinai vienalytis šaltesnio vandens sluoksnis (hipolimnionas); tarpinė vandens masė atitinka temperatūros šuolio sluoksnį (metalimnionas); dugno vandens masė yra siauras vandens sluoksnis dugne, kuriam būdinga padidėjusi mineralizacija ir specifiniai vandens organizmai.)
Ežerų įtaka gamtinei aplinkai pirmiausia pasireiškia per upių tėkmę.
Skiriamas bendras nuolatinis ežerų poveikis vandens ciklui upių baseinuose ir reguliavimo poveikis upių metiniam režimui. Pagrindinė žemės nuotekų telkinių įtaka žemyninei vandens ciklo daliai (taip pat druskos, nuosėdos, šiluma ir kt.) yra vandens, druskos ir šilumos mainų hidrografiniame tinkle sulėtėjimas. Ežerai (kaip ir rezervuarai) – tai vandens sankaupos, kurios padidina hidrografinio tinklo talpą. Mažesnis vandens apykaitos intensyvumas upių sistemose, įskaitant ežerus (ir rezervuarus), turi nemažai rimtų pasekmių: druskų, organinių medžiagų, nuosėdų, šilumos ir kitų upių tėkmės komponentų (plačiąja šio termino prasme) kaupimasis. rezervuarai. Iš didelių ežerų ištekančios upės, kaip taisyklė, neša mažiau druskų ir nuosėdų (Selengos upė – Baikalo ežeras). Be to, atliekų ežerai (kaip ir rezervuarai) laikui bėgant perskirsto upės tėkmę, darydami jai reguliuojamą poveikį ir išlygindami ištisus metus. Sausumos rezervuarai daro pastebimą įtaką vietinėms klimato sąlygoms, mažina žemyninį klimatą ir pailgina pavasario ir rudens trukmę, vidaus drėgmės cirkuliaciją (šiek tiek), prisideda prie kritulių kiekio padidėjimo, rūko atsiradimo ir kt. Rezervuarai taip pat turi įtakos požeminio vandens lygiui. , paprastai jį didinant, gretimų teritorijų dirvožemio augalijos dangoje ir faunoje, didinant rūšinės sudėties įvairovę, gausumą, biomasę ir kt.
