Особливості розподілу океанологічних характеристик за площею моря та з глибиною, добре розвинене перемішування, приплив поверхневих вод із суміжних басейнів та ізоляція від них глибинних морських вод формують основні риси гідрологічної структури Японського моря. Вся товща його вод поділяється на дві зони: поверхневу (до глибини в середньому 200 м) та глибинну (від 200 м до дна). Води глибинної зони характеризуються відносно однорідними фізичними властивостямиу всій їхній масі протягом року. Вода поверхневої зони під впливом кліматичних та гідрологічних факторів змінює свої характеристики у часі та просторі набагато інтенсивніше.
У Японському морі виділяються три водні маси: дві в поверховій зоні - поверхнева тихоокеанська, характерна для південно-східної частини моря, і поверхнева япономорська, властива північно-західній частині моря, і одна в глибинній зоні - глибинна япономорська водна маса. За своїм походженням ці водні маси є результатом трансформації тихоокеанських вод, що надходять у море.
Поверхнева тихоокеанська водна маса формується переважно під впливом Цусімського течії, найбільший обсяг вона має на півдні та південному сході моря. У міру просування на північ її товщина і площа поширення поступово зменшуються приблизно в районі 48° с. ш. внаслідок різкого зменшення глибин вона виклинюється на мілководді. Взимку, коли Цусімська течія слабшає, північний кордон тихоокеанських вод розташовується приблизно на 46-47 ° с. ш.
Поверхнева тихоокеанська вода характеризується високими значеннями температури (близько 15-20 °) та солоності (34,0-35,5 ‰). У водній масі, що розглядається, виділяється кілька шарів, гідрологічні характеристики яких і товщина змінюються протягом року. Поверхневий шар, де температура протягом року змінюється від 10 до 25 °, а солоність від 33,5 до 34,5 ‰. Товщина поверхневого шару змінюється від 10 до 100 м. Верхній проміжний шар, товщина якого протягом року змінюється від 50 до 150 м. У ньому відзначаються значні градієнти температури, солоності та щільності. Нижній шар завтовшки від 100 до 150 м. Протягом року змінюються глибина залягання, межі його поширення, температура від 4 до 12°, солоність від 34,0 до 34,2 ‰. Нижній проміжний шар із дуже незначними вертикальними градієнтами температури, солоності та щільності. Він відокремлює поверхневу тихоокеанську водну масу від глибинної япономорської.
У міру просування на північ тихоокеанська вода поступово змінює свої характеристики під впливом кліматичних факторів і внаслідок перемішування її з глибинною підстилаючою япономорською водою. В результаті охолодження та розпресування тихоокеанської води на широтах 46-48 ° с. ш. формується поверхнева япономорська водна маса. Вона характеризується відносно низькими величинами температури (в середньому близько 5-8 °) та солоності (32,5-33,5 ‰). Уся товща цієї водної маси ділиться на три шари: поверхневий, проміжний та глибинний. Як і в тихоокеанській, у поверхневій япономорській воді найбільші зміни гідрологічних характеристик відбуваються у поверхневому шарі. Температура тут протягом року змінюється від 0 до 21 °, солоність від 32,0-34,0 ‰, а товщина шару від 10 до 150 м і більше. У проміжному та глибинному шарах сезонні зміни гідрологічних характеристик незначні. Взимку поверхнева япономорська вода займає більшу площу, ніж улітку, внаслідок інтенсивного надходження в море тим часом тихоокеанських вод.
Глибинна япономорська вода утворюється внаслідок трансформації поверхневих вод, що опускаються на глибини внаслідок процесу зимової конвекції за рахунок загальної циклонічної циркуляції. Зміни характеристик глибинної япономорської води по вертикалі дуже малі. Переважна більшість цих вод має взимку температуру 0,1-0,2°, влітку 0,3-0,5°; солоність протягом року 34,10-34,15 ‰.
Схема розташування водних мас і типів вертикальної структури вод на умовному розрізі поперек шельфу північно-західної частини Японського моря у лютому (угорі) та у серпні (внизу).
фізико-географічні умови. Основними факторами, що формують Водні маси, є тепловий та водний баланси даного району і, отже, основні показники Водні маси- температура та солоність. Часто під час аналізу Водні масивраховуються також показники вмісту в ній кисню та інших гідрохімічних елементів, які дають змогу простежити поширення Водні масиз району її формування та трансформацію. Характеристики Водні масине залишаються постійними, вони піддаються у певних межах сезонним та багаторічним коливанням та змінюються у просторі. У міру поширення з району формування Водні маситрансформуються під впливом змін умов теплового та водного балансів та перемішуються з навколишніми водами. Розрізняють первинні та вторинні Водні масиДо первинних Водні масивідносяться ті, відмінні ознакияких формуються під безпосереднім впливом атмосфери та характеризуються найбільшими межами змін у певному обсязі води. До вторинних - Водні маси, що формуються в результаті перемішування первинних Водні масиі що відрізняються найбільшою однорідністю своїх ознак. У вертикальній структурі Світового океану виділяються Водні маси: поверхневі (первинні) - до глибини 150-200 м; підповерхневі (первинні та вторинні) - на глибині від 150-200 мдо 400-500 м; проміжні (первинні та вторинні) - на глибині від 400-500 мдо 1000–1500 м, глибинні (вторинні) – на глибині від 1000-1500 мдо 2500-3000 м; придонні (вторинні) – нижче 3000 м. Межами між Водні масиє зони фронтів Світового океану, зони розділу та зони трансформації, які простежуються за горизонтальними і вертикальними градієнтами основних показників, що збільшуються. Водні масиУ кожному з океанів є характерні для них Водні масиНаприклад, в Атлантичному океані розрізняються: Водні масиГольфстріма, Північна тропічна, Південна тропічна та ін. Водні маси Водні маси, Північна атлантична, Південна атлантична та ін. Водні маси, Середземноморська глибинна Водні масита ін; у Тихому океані - Північна тропічна, Північна центрально-субтропічна, Південна тропічна та ін. Водні маси, Північна субтропічна, Південна субтропічна та ін. Водні маси, Північна тихоокеанська, Південна тихоокеанська та ін. Водні маси, Тихоокеанські глибинні Водні масита ін.
При вивченні Водні масизастосовується метод Т, -кривих та ізопікнічний метод, що дозволяють встановити однорідність температури, солоності та інших показників на кривій їх вертикального розподілу.
Літ.:Агеноров Ст До., Про основні водні маси в гідросфері, М. - Свердловськ, 1944; Зубов Н. Н., Динамічна океанологія, М. – Л., 1947; Муромцев А. М., Основні риси гідрології Тихого океану, Л., 1958; його ж, Основні риси гідрології
Вся маса вод Світового океану умовно поділяється на поверхневі та глибинні. Поверхневі води – шар завтовшки 200–300 м – за природними властивостями дуже різноманітні; їх можна назвати океанічної тропосфери.Інші води - океанічна стратосфера,складова основну масу вод, однорідніше.
Поверхневі води – зона активної термічної та динамічної взаємодії
океану та атмосфери. Відповідно до зональних кліматичних змін вони поділяються на різні водні маси, насамперед за термогалинними властивостями. Водні маси- Це порівняно великі об'єми води, що формуються в певних зонах (осередках) океану і володіють протягом тривалого часу стійкими фізико-хімічними та біологічними властивостями.
Виділяють п'ять типівводних мас: екваторіальні, тропічні, субтропічні, субполярні та полярні.
Екваторіальні водні маси (0-5 ° с. ш.) утворюють міжпасатні протитечі. Вони мають постійно високі температури (26-28 °С), чітко виражений шар температурного стрибка на глибині 20-50 м, знижену щільність і солоність - 34 - 34,5 ‰, малий вміст кисню - 3-4 г/м 3 , невеликий насиченістю життєвими формами. Переважає підйом водних мас. В атмосфері над ними розташовується пояс низького тиску та штилів.
Тропічні водні маси (5– 35 ° пн. ш. і 0-30 ° пд. ш.) поширені за екваторіальними периферіями субтропічних баричних максимумів; вони утворюють пасатні течії. Температура влітку досягає +26 ... +28 ° С, взимку опускається до +18 ... +20 ° С, причому вона відрізняється у західних і східних узбереж через течії і прибережних стаціонарних апвелінгів і даун-веллінгів. Апвеллінг(англ. upwelling - Спливання) - висхідний рух води з глибини 50-100 м, що породжується згінними вітрами біля західних узбереж материків у смузі 10-30 км. Маючи знижену температуру і у зв'язку з цим значною насиченістю киснем, глибинні води, багаті біогенними та мінеральними речовинами, входячи в поверхневу освітлену зону, збільшують продуктивність водної маси. Даунвеллінги- низхідні потоки біля східних узбереж материків за рахунок нагону води; вони заносять вниз тепло та кисень. Шар температурного стрибка виражений весь рік, солоність 35-35,5 ‰, вміст кисню 2-4 г/м 3 .
Субтропічні водні маси мають найбільш характерні і стійкі властивості в «ядрі» – кругових акваторіях, обмежених великими кільцями течій. Температура протягом року змінюється від 28 до 15 ° С, є шар температурного стрибка. Солоність 36-37 ‰, вміст кисню 4-5 г/м 3 . У центрі кругообігів відбувається опускання вод. У теплих течіях субтропічні водні маси проникають у помірні широти до 50° пн. ш. і 40-45 ° пд. ш. Ці трансформовані субтропічні водні маси займають тут майже повністю акваторії Атлантичного, Тихого та Індійського океанів. Охолоджуючись, субтропічні води віддають величезну кількість тепла атмосфері, особливо взимку, граючи значну роль планетарному теплообміні між широтами. Кордони субтропічних і тропічних вод дуже умовні, тому деякі океанологи об'єднують в один тип тропічних вод.
Субполярні – субарктичні (50 – 70° пн. ш.) та субантарктичні (45–60° пд. ш.) водні маси. Для них типова різноманітність характеристик і по сезонах року, і півкулями. Температура влітку 12-15 ° С, взимку 5-7 ° С, зменшуючись у бік полюсів. Морських льодів практично немає, але є айсберги. Шар температурного стрибка виражений лише влітку. Солоність зменшується від 35 до 33 ‰ у напрямку до полюсів. Вміст кисню 4 – 6 г/м 3 тому води багаті життєвими формами. Ці водні маси займають північ Атлантики та Тихого океану, проникаючи у холодних течіях вздовж східних берегів материків у помірні широти. У південній півкулі вони утворюють суцільну зону на південь від материків. Загалом це західна циркуляція повітряних та водних мас, смуга штормів.
Полярні водні маси в Арктиці і навколо Антарктиди мають низьку температуру: влітку близько 0°С, взимку –1,5...–1,7°С. Тут постійні солонуваті морські та прісні материкові льоди та їх уламки. Шару температурного стрибка немає. Солоність 32-33 ‰. У холодних водах розчинено максимальну кількість кисню – 5–7 г/м 3 . На кордоні із субполярними водами спостерігається опускання щільних холодних вод, особливо взимку.
Кожна водна маса має своє вогнище формування. При зустрічах водних мас з різними властивостями утворюються океанологічні фронти, або зони конвергенції (Лат. converge - Схожу). Зазвичай вони формуються на стику теплих та холодних поверхневих течій та характеризуються опусканням водних мас. У Світовому океані кілька фронтальних зон, але основних – чотири, по дві у північній та південній півкулях. У помірних широтах вони виражені біля східних берегів материків на межах субполярного циклонічного і субтропічного антициклонічного кругообігу з їх відповідно холодними і теплими течіями: у Ньюфаундленду, Хоккайдо, Фолклендських островів та Новій Зеландії. У цих фронтальних зонах гідротермічні характеристики (температура, солоність, щільність, швидкість течії, сезонні коливання температури, розміри вітрових хвиль, кількість туманів, хмарність тощо) досягають екстремальних значень. На схід через перемішування вод передні контрасти розмиваються. Саме у цих зонах зароджуються фронтальні циклони позатропічних широт. Дві фронтальні зони існують і з обох боків від термічного екватора біля західних берегів материків між тропічними відносно холодними водами та теплими екваторіальними водами міжпасатних протитечій. Вони теж відрізняються високими значеннями гідрометеорологічних характеристик, великою динамічною та біологічною активністю, інтенсивною взаємодією океану та атмосфери. Це райони зародження тропічних циклонів.
Є в океані та зони дивергенції (Лат. diuergento – відхиляюся) – зони розбіжності поверхневих течій та підйому глибинних вод: біля західних берегів материків помірних широт та над термічним екватором біля східних берегів материків. Такі зони багаті на фіто- і зоопланктон, відрізняються підвищеною біологічною продуктивністю і є районами ефективного рибного промислу.
Океанічну стратосферу по глибині ділять на три шари, що розрізняються за температурою, освітленістю та іншими властивостями: проміжні, глибинні та придонні води. Проміжні води розташовуються на глибинах від 300 - 500 до 1000-1200 м. Товщина їх максимальна в полярних широтах і центральних частинах антициклонічних кругообігів, де переважає опускання вод. Їхні властивості дещо різні залежно від широти поширення. Загальне перенесення цих вод спрямоване від високих широт до екватора.
Глибинні та особливо придонні води (товщина шару останніх – 1000–1500 м над дном) відрізняються великою однорідністю (низькими температурами, багатством кисню) та повільною швидкістю переміщення у меридіональному напрямку від полярних широт до екватора. Особливо поширені антарктичні води, «сповзають» з материкового схилу Антарктиди. Вони не тільки займають всю південну півкулю, а й доходять до 10-12 ° с. ш. у Тихому океані, до 40° пн. ш. в Атлантиці та до Аравійського моря в Індійському океані.
З характеристики водних мас, особливо поверхневих, та течій яскраво видно взаємодію океану та атмосфери. Океан дає атмосфері основну масу тепла, перетворюючи променисту енергію Сонця на теплову. Океан - величезний дистилятор, що забезпечує сушу за допомогою атмосфери прісною водою. Тепло, що надходить в атмосферу від океанів, зумовлює різне атмосферний тиск. Через різницю в тиску виникає вітер. Він викликає хвилювання та течії, які переносять тепло у високі широти чи холод у низькі тощо. буд. Процеси взаємодії двох оболонок Землі – атмосфери і океаносфери – складні і різноманітні.
Водні маси,об'єм води, порівнянний з площею і глибиною водоймища і має відносну однорідність фізико-хімічних характеристик, що формуються в конкретних фізико-географічних умовах. Основними факторами, що формують Ст м., є тепловий і водний баланси даного району і, отже, основні показники Ст м. - температура і солоність. Часто при аналізі Ст м. враховуються також показники вмісту в ній кисню та інших гідрохімічних елементів, які дають можливість простежити поширення Ст м. з району її формування та трансформацію. Характеристики Ст м. не залишаються постійними, вони піддаються в певних межах сезонним і багаторічним коливанням і змінюються в просторі. У міру поширення з району формування Ст м. трансформуються під впливом змін умов теплового і водного балансів і перемішуються з навколишніми водами. Розрізняють первинні та вторинні Ст м. До первинних Ст м. відносяться ті, відмітні ознаки яких формуються під безпосереднім впливом атмосфери і характеризуються найбільшими межами змін у деякому обсязі води. До вторинних - Ст м., що формуються в результаті перемішування первинних Ст м. і відрізняються найбільшою однорідністю своїх ознак. У вертикальній структурі Світового океану виділяються Ст м.: поверхневі (первинні) - до глибини 150-200 м; підповерхневі (первинні та вторинні) - на глибині від 150-200 мдо 400-500 м; проміжні (первинні та вторинні) - на глибині від 400-500 мдо 1000–1500 м, глибинні (вторинні) – на глибині від 1000-1500 мдо 2500-3000 м; придонні (вторинні) – нижче 3000 м. Межами між Ст м. є зони фронтів Світового океану, зони розділу і зони трансформації, які простежуються по горизонтальних і вертикальних градієнтах основних показників Ст м., що збільшуються.
У кожному з океанів є характерні для них Ст м. Наприклад, в Атлантичному океані розрізняються: Ст м. Гольфстріму, Північна тропічна, Південна тропічна та ін. м., Північна атлантична, Південна атлантична та ін. проміжні Ст м., Середземноморська глибинна Ст м. та ін; в Тихому океані - Північна тропічна, Північна центрально-субтропічна, Південна тропічна та ін. , Тихоокеанські глибинні Ст м. та ін.
При вивченні Ст м. застосовується метод Т, S-кривих та ізопікнічний метод, що дозволяють встановити однорідність температури, солоності та інших показників на кривій їх вертикального розподілу.
Літ.:Агеноров Ст До., Про основні водні маси в гідросфері, М. - Свердловськ, 1944; Зубов Н. Н., Динамічна океанологія, М. – Л., 1947; Муромцев А. М., Основні риси гідрології Тихого океану, Л., 1958; його ж, Основні риси гідрології Індійського океану, Л., 1959; Добровольський А. Д., Про визначення водних мас, "Океанологія", 1961, т. 1, ст. 1; Основні риси гідрології Атлантичного океану, За ред. А. М. Муромцева, М., 1963; Defant A., Dynamische Ozeanographie, B., 1929; Sverdrup Н. U., Jonson М. W., Fleming R. Н., The oceans, Englewood Cliffs, 1959.
А. М. Муромцев.
Водні маси Світового океану можуть бути поділені на типи, що характеризуються певними властивостями або певним співвідношенням різних характеристик. Назва кожної Водної маси відображає район формування (джерело) та шляхи її переміщення. Наприклад, антарктична придонна вода утворюється в різних районах навколо Антарктичного материка і виявляється біля дна великих ділянках океану. Водні маси утворюються або в результаті термохалінних змін, зумовлених взаємодією моря та атмосфери, або внаслідок перемішування двох або більше вод. Після формування Водна маса зміщується на горизонт, що визначається її щільністю, залежно від вертикального розподілу щільності навколишньої води, і поступово перемішуючись або взаємодіючи з атмосферою (якщо Водна маса поширюється на поверхні або на горизонтах, близьких до поверхні), втрачає характерну рису(або риси), яку вона набула у районі формування.
Основні водні маси Світового океану утворюються внаслідок термохалінних змін. Такі Водні маси мають екстремум за однією або багатьма характеристиками. Шар, в якому спостерігається цей екстремум (глибина шару визначається густиною води), називається серединним шаром. Цей шар може бути виявлений при дослідженні вертикального розподілу типових властивостей Ст м.
Найбільшу частину поверхневих та підповерхневих водних мас становлять центральні водні маси, які виявляються в помірних широтах в обох півкулях. Вони характеризуються високою солоністю і досить високими температурами і можуть бути поділені на такі підтипи, як західна та східна центральні водні маси. Це саме ті Водні маси, які є джерелом серединного шару з низьким максимумом солоності (субтропічна протитечія), що формується внаслідок опускання поверхневих вод у зонах субтропічних конвергенцій (35—40° пн. і пд. ш.) у більшості тропічних районів океану. Між центральними Водними масами північного та південної півкулізнаходиться екваторіальна вода. Ця Водна маса добре розвинена в Тихому та Індійському океанах, але її немає в Атлантичному океані.
У напрямку до полюсів центральні Водні маси охолоджуються, що пов'язано з таненням льоду та температурним контрастом між водою та атмосферою. Між полярними поверхневими водними масами та глибинними водами існують води проміжної зони — субарктична та субантарктична. поверхневі води. При стику водних мас проміжної зони відбувається опускання вод вздовж зони конвергенції. Цю зону, чи полярний фронт, можна як район освіти проміжних Водних мас Світового океану. Вони холодні, мають низьку солоність та відокремлюють верхню теплу водну сферу від нижньої холодної. В Атлантичному океані найбільш поширеною проміжною Водною масою є антарктична проміжна вода, що утворюється в межах південного фронту полярного; вона може бути простежена методом ядра до 20 ° с. ш. На північ від цієї широти існує серединний шар з неяскраво вираженим мінімумом солоності.
Субарктична проміжна вода зустрічається у північніших широтах, але вона набагато менш яскраво виражена і не поширюється так широко, як антарктична проміжна вода.
Через мілководність Берингова протокациркуляція між Північним Льодовитим океаном та північною частиною Тихого океану обмежена; тому субарктична проміжна вода в Тихому океані має мале поширення Однак біля узбережжя Росії відбувається опускання вод і формування проміжної Водної маси, дуже схожої на субарктичну; оскільки ця Водна маса неарктичного походження, вона названа північно-тихоокеанською проміжною водою.
Глибинні та придонні води утворюються в полярних районах, найактивніше — навколо Антарктичного материка та в районах, що прилягають до Південної Гренландії. Вплив Арктичного басейну на глибоководну циркуляцію Світового океану незначний внаслідок відчленованості глибин Арктичного басейну підводними хребтами - порогами. Припускають, що джерелом більшої частини глибинних та придонних вод є атлантичний сектор Південного океану (море Уедделла). Сильна глибоководна циркуляція призводить до того, що вплив Атлантичного океану відчувається у більшості районів Світового океану. Тихий океан немає великих джерел глибинної води, і тому потік нижче 2000 м, мабуть, слабкий. Індійський океан має складну систему глибинних вод, яка залежить швидше від змішування багатьох інших водних мас, ніж від утворення типів водних мас в результаті термохалінних змін.