Водные массы, температура и соленость. Течения


В глубинах центральной части Северного Ледовитого океана встречаются воды различных типов и различного происхождения.

Познакомимся с особенностями этих водных масс.

Верхние слои толщиной около 50 метров заполняет поверхностная арктическая вода с низкой температурой и малой соленостью. По наблюдениям Ф. Нансена, П. П. Ширшова (станция «Северный полюс-1») и В. X. Буйницкого («Г. Седов»), температура этого слоя на поверхности в летнее время равна приблизительно минус 1,5 градуса, в зимнее — около минус 1,7-1,8 градуса.

Пункты океанографических исследований в Центральной Арктике, проведенных воздушными высокоширотными экспедициями
Пункты океанографических исследований в Центральной Арктике, проведенных воздушными высокоширотными экспедициями

Своим происхождением этот слой обязан опресняющему действию материковых вод. Огромное количество пресной воды, которое выносится реками Сибири и Северной Америки, в конце концов поступает в центральную часть Северного Ледовитого океана, смешивается с водами морского происхождения и понижает их соленость до 30%.

В зимнее время соленость этого слоя воды несколько повышается за счет образования льда. Распреснению верхнего слоя воды летом в значительной степени способствует интенсивное таяние снега и льда.

Ниже этого распресненного слоя воды, приблизительно между 50 и 200-250 метрами глубины, залегает второй тип воды — так называемый холодный промежуточный слой, с температурой в летнее время около минус 1,6-1,7 градуса, зимой около минус 1,8-1,9 градуса. Соленость этого слоя более высокая, чем поверхностной арктической воды, и в среднем достигает 34 ‰. Образование промежуточного холодного слоя воды связано с охлаждением верхних слоев при образовании льда. Охлаждаясь до температуры замерзания, верхние слои становятся более тяжелыми и плотными и постепенно опускаются в более глубокие горизонты, до тех пор, пока не достигнут слоев с плотностью, несколько большей, чем они имеют сами.

Вертикальное распределение температуры воды и солености в Центральной Арктике
Вертикальное распределение температуры воды и солености в Центральной Арктике

Летом, когда верхние слои несколько прогреваются и распресняются вследствие таяния снега и льда, промежуточный холодный слой долго сохраняет свое положение и основные свойства, которые изменяются только к концу теплого времени. Наличие промежуточного холодного слоя характерно не только для центральной части Северного Ледовитого океана, но и для всех окраинных арктических морей. Глубина залегания его и мощность прямо пропорциональны суровости зимы и количеству образовавшегося за зиму льда.

Еще глубже располагается слой теплой воды атлантического происхождения. Мощность этого слоя в зависимости от района колеблется в пределах 400-800 метров; он характеризуется положительными температурами (в среднем около 1,5 градуса) и высокой соленостью — 34,9 ‰ и несколько выше. Своим происхождением этот мощный слой, занимающий огромную площадь центральной части Арктики, обязан теплому течению Гольфстрим, несущему массы прогретой воды из Атлантического океана в Северный Ледовитый океан.

Гольфстрим берет начало во Флоридском проливе под 84° западной долготы. По выходе из пролива Гольфстрим идет сперва вдоль материковой отмели Америки в северо-восточном направлении, затем приблизительно на параллели Нью-Йорка (40° северной широты) уклоняется к востоку и в этом направлении следует до восточных окраин Ньюфаундлендской банки. Здесь он выходит в открытый океан и направляется к северным берегам Европы под названием Атлантического течения. Приблизительно на параллели Исландии от него отделяется ветвь, которая под названием течения Ирмингера подходит к южным берегам Исландии. Течение Ирмингера в свою очередь делится «а две ветви, одна из которых огибает мыс Фарвель и затем под названием теплого Западно-Гренландского течения входит в пролив Дэвиса и море Баффина.

Основная же струя Атлантического течения проходит западнее Ирландии, направляется к берегам Норвегии и вдоль материкового склона уходит на север.

Здесь от нее отделяется еще одна ветвь, идущая на восток в Баренцево море, известная под названием Нордкапского течения. У западных берегов Шпицбергена Атлантическое течение известно под названием Шпицбергенского Атлантического течения. Полярные исследователи, направлявшиеся к Северному полюсу от Шпицбергена, .шли на север этим течением, полагая, что теплые воды приведут их к полюсу.

Средняя температура слоя атлантической воды в Центральной Арктике (по В. Т. Тимофееву); тонкие линии — изобаты, жирные линии — средняя температура
Средняя температура слоя атлантической воды в Центральной Арктике (по В. Т. Тимофееву); тонкие линии — изобаты, жирные линии — средняя температура

Пройдя северо-западную оконечность Шпицбергена, течение поворачивает на восток, уходит на глубину и проникает в центральную часть Арктики, где образует промежуточный слой с относительно высокой температурой.

Некоторая часть атлантической воды вскоре после того, как она вступит в Арктический бассейн, поворачивает под воздействием Восточно-Гренландского течения сперва на запад, а затем на юг, возвращаясь, таким образом, в северную часть Гренландского моря. Основная масса воды, как показали наблюдения воздушных высокоширотных экспедиций и дрейфующих станций, прижимаясь к материковому склону, продвигается на восток, и лишь некоторое количество ее уходит на север, достигая района Северного полюса и распространяясь за его пределы. Продвигаясь на восток, атлантические воды под влиянием силы вращения Земли отклоняются вправо и заполняют глубокие желоба, которые отходят из глубоководной впадины в Карское море и море Лаптевых.

По приблизительным подсчетам, атлантическая вода достигает северной части Карского моря через 1,5 года после того, как она пройдет порог Нансена, северной части моря Лаптевых — через 2,5 года, северных районов Восточно-Сибирского моря — через 4 года, Чукотского моря — через 5 лет. Моря Бофорта она достигает через 6 лет, а на 7-8-м году, описав огромный круговорот, в сильно измененном виде выносится в Гренландское море и, по-видимому, частично в проливы Канадского Арктического архипелага.

По мере продвижения на восток и на север атлантическая вода, охлаждаясь и смешиваясь с окружающими слоями, постепенно теряет свои основные свойства. При входе в центральную часть Арктики атлантическая вода имеет температуру около 3-4 градусов и соленость около 35-35,1 ‰.

Максимальная температура атлантической воды, измеренная экспедицией на ледокольном пароходе «Садко» летом 1935 года к северо-западу от мыса Арктический (северная оконечность Северной Земли) на 82°42' северной широты, оказалась равной 0°,7 (на глубине 300 метров).

Схема вертикальной циркуляции вод в Норвежском море:
Схема вертикальной циркуляции вод в Норвежском море: 1 — соленость более 35 ‰; 2 — температура от 0 до 2° и более; 3 — вода полярного течения с температурой ниже 0° и соленостью ниже 34,6 ‰ : 4 — вода глубоких слоев с температурой от 0 до 0°,5 и соленостью около 34,91 ‰; 5 — вода глубоких слоев с температурой ниже —0°,5 и соленостью около 34,9 ‰

Наибольшая температура, наблюдавшаяся Ф. Нансеном на 83-84° северной широты, была немного выше 1 градуса. По данным станции «Северный полюс-1», максимальная температура в слое атлантической воды в околополюсном районе не превышала 0,8 градуса.

Экспедиция на ледоколе «Красин», обнаружившая в 1935 году следы атлантической воды на материковой отмели северной части Чукотского моря, на 73°30' северной широты (меридиан острова Врангеля) отметила отрицательную температуру атлантической воды в этом районе (—0°,04). В районе работ дрейфующей станции «Северный полюс-4» слой атлантической воды имел более высокую температуру.

Наибольшая температура слоя атлантической воды в Центральной Арктике достигает 2°,5. Она наблюдается главным образом в районе, прилегающем к Шпицбергену и Земле Франца-Иосифа.

Вместе с понижением температуры и некоторым уменьшением солености происходит и уменьшение мощности теплого слоя атлантической воды. Так, если в южной части дрейфа станции «Северный полюс-1», между полюсом и Гренландией, мощность слоя атлантической воды достигала 600 метров, то в районе полюса она составляла 450 метров, а в районе «полюса относительной недоступности» — только 350 метров.

По наблюдениям экспедиций морской авиации Соединенных Штатов Америки, проводившихся в 1951 и 1952 годах, слой атлантической воды в море Бофорта достигал 400-500 метров, причем максимальная температура в этом слое не превышала 0,6 градуса.