12. Термохалинный анализ вод океана

12.1. Т,S-кривые

При перемешивании вод в море происходит одновременный обмен физическими, химическими и биологическими свойствами. При смешении двух типов вод с различной температурой и соленостью, которые являются главными физическими характеристиками морской воды, очевидно, что результат смешения должен рассматриваться в Т,S-координатах (на Т,S-диаграмме) в общем случае в виде Т,S-соотношенuй (рис. 29). Каждый тип однородной воды с парой характеристик температуры и солености на Т,S-диаграмме изображается точкой. Построение натурных Т,S -­соотношений вод Мирового океана (они называются Т,S-кривые) и их анализ составляют содержание термохалинного анализа (Т,S-анализа) морских вод. Этот анализ позволяет выявить влияние процессов перемешивания на формирование основных водных масс Мирового океана.

Рис. 29. Т,S-соотношение и прямая смешения двух водных масс

Т,S-кривую можно построить по данными распределения с глубиной температуры и солености какой-либо океанологической станции. Для этого на Т,S-диаграмму наносятся Т,S-точки по температуре и солености, которые наблюдались на каждом из горизонтов. Подписывая у точек значения глубины со­ответствующих горизонтов и соединяя эти точки плавной кривой, получим Т,S-кривую океанологической станции.

Метод интерпретации океанологических наблюдений в виде Т,S-кривых был введен Гелланд-Ганзеном (1918) и оказался весьма эффективным средством океанографического анализа. Первые опыты построения Т,S-кривых, предпринятые Гелланд-Ганзеном и другими исследователями, показали, что Т,S-кривые многих

океанологических станций, лежащих в одном и том же районе, даже очень большом по площади, зачастую весьма сходны между собой. Именно это обстоятельство позволяет идентифицировать на Т,S-диаграмме водные массы, обладающие вполне определенным сочетанием температуры и солености, а также смеси этих водных масс.

Т,S-кривая по параметру глубины z является самым важным типом Т,S-соотношения вод океана. Для сравнения Т,S,z-кривых между собой строят совокупности кривых (в виде "пучков"- в одной и той же шкале). Кроме того, на Т,S-диаграмме можно оконтурить область, в которую ложатся все Т,S-кривые того или иного района Мирового океана.

Поля Т,S-кривых для всех океанов изображены на обобщенной Т,S-диаграмме Дитриха (1962), воспроизведенной на рис. 30. Рисунок демонстрирует геометрическую интерпретацию термохалинного поля океана. "Образы" водных масс, показанные на этом рисунке, должны быть подвергнуты количественному анализу, в физической основе которого лежат представления о смешении между собой "первоначальных" двух, трех или четырех водных масс, однородных по температуре и солености.

Рис. 30. Обобщенные Т,S-соотношения водных масс Мирового океана (Дитрих,1962)

Помимо глубины z, в качестве параметра на Т,S-кривых могут выступать и другие величины, например, время t, расстояние по горизонтали х, повторяемость n. В частности, Т,S, t-кривые характеризуют либо изменение температуры и солености в какой-либо точке океана за счет периодических процессов, либо их изменение в процессе трансформации на каком-нибудь горизонте. Т,S-соотношения по параметру n представляют основу для объемного статистического Т,S-анализа.