11.2. Распределение солености
Соленость на поверхности океана определяется соотношением осадков и испарения (пресным балансом), речным стоком, переносом солей морскими течениями, образованием и таянием льда.
На распределение солености в поверхностном слое Мирового океана оказывают влияние процессы, как уменьшающие, так и увеличивающие соленость. Речной сток оказывает значительное местное влияние на соленость морей (особенно внутренних) и приустьевых участков океанов. Таяние льда влияет на соленость лишь в высоких широтах в определенное время года. Поэтому ведущим процессом в формировании солености поверхностного слоя является соотношение значений испарения и осадков, интенсивность которых в отдельных районах и в разные сезоны не одинакова и зависит от климатических условий.
Средняя соленость на поверхности океанов без учета ледовых районов и морей близка к 35‰, и эту величину часто принимают как характерную среднюю соленость всего Мирового океана.
Соленость поверхностных вод колеблется, если не считать полярных и приустьевых районов, в сравнительно небольшом диапазоне (32-38‰) Однако даже самые незначительные изменения общего содержания солей (солености) оказывают большое влияние на процессы, протекающие в океане (перемешивание, градиентные течения, устойчивость слоев и др.)
В морях пределы колебания солености гораздо более широкие (примерно от 1 до 42‰), что существенно сказывается на их гидрологическом режиме.
Распределение солености на поверхности океанов в основных чертах симметрично относительно экваториальной области пониженной солености.
Пониженная соленость в экваториальных областях океанов объясняется значительным положительным пресным балансом. В этих областях встречаются пассаты обоих полушарий, что приводит к восходящим движениям, образованию мощной кучевой облачности и сильным ливням. В то же время, несмотря на высокую температуру, в условиях высокой влажности испаряется всего около 4 мм в сутки. Поэтому соленость в экваториальной зоне Мирового океана понижена и составляет в среднем 34.43‰. При этом она наиболее низка в Тихом океане (34.04‰), выше в Индийском (34.62‰) и еще выше в Атлантическом океане (35.01‰). В Индийском океане из-за смещения штилевой зоны в южное полушарие минимум солености также смещен и отмечается между 10 и 15° ю. ш.
Самой характерной особенностью поля солености являются тропические области максимальной солености, совпадающие с областями отрицательного пресного баланса. Воды с наиболее высокой соленостью формируются в районах максимумов атмосферного давления и пассатных ветров, где наиболее благоприятны условия для сильного испарения. Нисходящие движения в антициклонах препятствуют образованию облачности; прозрачная атмосфера способствует сильному прогреву воды солнцем, а устойчивые пассатные ветры постоянно выносят испарившуюся влагу. В результате в северной тропической области Атлантического океана летом испаряется слой до 8 мм в сутки, или до 3 м в год. Это приводит к повышению солености на поверхности до 37.9‰ (максимум на поверхности открытого океана).
Таким образом, соленость большей части океана находится под непосредственным влиянием пресного баланса.
В умеренных и полярных областях пресный баланс также положителен, и соленость в общем понижается с увеличением широты. Но здесь на поле солености сильный отпечаток накладывают течения. Система Гольфстрима и ее северные ветви выносят воды высокой солености в Норвежское море и Северный Ледовитый океан. Восточно-Гренландское и Лабрадорское течения, перенося распресненную таянием льдов и осадками воду, значительно понижают соленость в северо-западной части Атлантического океана. При встрече этих течений с Гольфстримом образуются большие горизонтальные градиенты солености – субарктический фронт.
Из других особенностей поля солености следует отметить хорошо выраженное у берегов распресняющее влияние таких крупных рек, как Амазонка и Конго, а также осолонение поверхностных вод в областях подъема глубинных вод у западного побережья Африки, Северной и Южной Америки.
Соленость поверхностных вод Северного Ледовитого океана понижена вследствие положительного пресного баланса, обусловленного стоком сибирских рек, и сильно зависит от образования и таяния морского льда. Летом между плавающими и тающими льдами в центральной части океана соленость снижается до 30‰ и менее. Зимой при ледообразовании соленость повышается до 34‰.
Вокруг Антарктиды преобладает зональный перенос вод, поэтому распределение солености имеет хорошо выраженный широтный характер с понижением значений к Антарктиде из-за таяния льдов и положительного пресного баланса.
Распределение солености на поверхности морей характеризуется большими контрастами и разнообразием, обусловленным влиянием речного стока и климатическими условиями окружающих материков. Так, вблизи устьев рек соленость падает до нескольких промилле, тогда как в условиях сильного осолонения при испарении соленость доходит до 42‰ (Красное море, Персидский залив). В Средиземном море высокая соленость (до 40‰) наблюдается в восточной части, в то время как сообщающееся с ним Черное море имеет соленость поверхностного слоя всего около 17‰, а Азовское - 12‰ из-за значительного речного стока в эти моря.
Еще большие контрасты солености наблюдаются в отдельных районах морей. Так, в заливе Акаба (Красное море) соленость достигает 46.5‰ (абсолютный максимум на поверхности Мирового океана).
Распределение солености по вертикали имеет сложный характер. Значительные изменения солености происходят в поверхностном слое океана до глубины 1500-2000 м. Ниже 2000 м изменения солености заключены в диапазоне 34.6-35.8‰, а в придонном слое соленость сохраняется в пределах 34.7-34.9‰.
В
Мировом океане В. Н. Степанов и В. А. Шагин
выделили семь наиболее характерных
типов распределения солености с глубиной
(рис. 28).
Рис. 28. Типы вертикального распределе-ния солености в Мировом океане
1. Полярный тип. Изменение солености с глубиной характеризуется сильным опреснением поверхностного слоя (50-100 м), увеличением солености до глубины 300-500 м и малой изменчивостью ее с дальнейшим увеличением глубины.
2. Субполярный тип. Отличается от полярного меньшим опреснением, но большей глубиной (1000-1500 м) погружения поверхностных вод.
3. Умеренно-тропический тип. Встречается в тропических и субтропических широтах, где высокая соленость на поверхности океана связана с отрицательным пресным балансом. Опресненная прослойка на глубине 800-1000 м создается водными массами полярного и субполярного происхождения.
4. Экваториально-тропический тип. Характеризуется сложным изменением солености по глубине. Поверхностный слой распреснен вследствие положительного пресного баланса, а на глубине 800-1000 м прослеживается распресненная прослойка, обусловленная водными массами полярного и субполярного происхождения. Между ними на глубине 100-200 м располагается подповерхностный слой высокой солености, образование которого связано с опусканием в низких широтах поверхностных вод высокой солености и перемещением их глубинными течениями.
5. Североатлантический тип. Характеризуется высокой соленостью на поверхности и отсутствием промежуточных опресненных вод.
6. Присредиземноморский тип. Имеет прослойку высокосоленых вод, поступающих из Средиземного, Красного морей и Персидского залива. В Атлантическом океане высокосоленая прослойка располагается на глубине 1000 м, а в Индийском - на глубине 500 м.
7. Индомалайский тип. На поверхности имеет низкую соленость вследствие превышения осадков над испарением, а на глубине 200-500 м соленую прослойку, обусловленную глубинными течениями.
В целом, в изменении солености по вертикали имеются большие различия как между океанами, так и между отдельными их частями.
Слой в океане (море), в котором вертикальные градиенты солености повышены по сравнению с градиентами выше- или нижележащих слоев, называется галоклином. Резко выраженный постоянный слой скачка солености наблюдается в таких морях, как Черное и Балтийское, где он обусловлен распреснением поверхностных вод речным стоком и поступлением в придонные слои более соленых вод из соседних бассейнов.
В высоких широтах Мирового океана наблюдается хорошо выраженный сезонный слой скачка солености, образование которого связано с периодом интенсивного таяния льда.
Колебания солености в течение года (годовые амплитуды, под которыми понимается разность максимальных и минимальных значений солености за год) в открытом океане незначительны и не превышают 0.2‰. Исключение составляют полярные области, где в летнее время наблюдается уменьшение солености вследствие таяния льдов. Годовые амплитуды солености здесь могут превышать 0.7‰.
В морях и прибрежных районах океанов, где отмечается интенсивный береговой сток, колебания солености могут составлять нескольких промилле.
Суточные изменения солености могут достигать еще больших величин, особенно в прибрежных районах после выпадения интенсивных осадков и усиленного выноса пресных вод.