Główne rodzaje mas wodnych na szerokości geograficznej. Masy wodne

Powstawanie mas wodnych następuje zgodnie z warunkami geofizycznymi poszczególnych rejonów Oceanu Światowego. W procesie genezy znaczne ilości wody nabierają zestawu charakterystycznych właściwości fizykochemicznych i biologicznych, które pozostają praktycznie niezmienione w całej przestrzeni ich dystrybucji.

Nieruchomości

Główne właściwości mas wodnych to zasolenie i temperatura. Oba te wskaźniki zależą od czynników klimatycznych ze względu na szerokość geograficzną. Opady i parowanie odgrywają główną rolę w zmianie zasolenia wody. Na temperaturę ma wpływ klimat otaczających obszarów oraz prądy oceaniczne.

Rodzaje

W strukturze Oceanu Światowego wyróżnia się następujące rodzaje mas wodnych - dolne, głębokie, pośrednie i powierzchniowe.

Masy powierzchniowe powstają pod wpływem opadów atmosferycznych i świeżych wód kontynentalnych. To wyjaśnia ciągłe zmiany temperatury i zasolenia. Pojawiają się tu również fale i poziome prądy oceaniczne. Grubość warstwy wynosi 200–250 metrów.

Pośrednie masy wody położony na głębokości 500-1000 metrów. Tworzą się w tropikalnych szerokościach geograficznych, gdzie występuje wysoki poziom zasolenia i parowania.

Formowanie głębokich mas spowodowane mieszaniem się mas wód powierzchniowych i pośrednich. Ten rodzaj wody występuje w tropikalnych szerokościach geograficznych. Ich prędkość pozioma może wynosić do 28 km na godzinę. Temperatura na głębokościach powyżej 1000 metrów wynosi około + 2–3 stopnie.

Masy wód dennych wyróżniają się bardzo niskimi temperaturami, stałym zasoleniem i dużą gęstością. Ten rodzaj wody zajmuje tę część oceanu, która jest głębsza niż 3000 metrów.

Wyświetlenia

W zależności od położenia terytorialnego wyróżnia się takie typy mas wodnych jak równikowe, tropikalne, podzwrotnikowe, umiarkowane i polarne.

Masy wód równikowych charakteryzują się: małą gęstością i zasoleniem, wysoką temperaturą (do +28 stopni), niską zawartością tlenu.

W strefie oddziaływania prądów oceanicznych znajdują się tropikalne masy wodne. Zasolenie takich mas jest wyższe, gdyż dominuje tu parowanie nad opadami.

Na umiarkowane masy wpływają rzeki, opady i góry lodowe. Szerokości te charakteryzują się sezonowymi zmianami temperatury wody, a średnia roczna stopniowo spada w kierunku biegunów od 10 do zera stopni.

Poziom zasolenia w warstwach polarnych jest dość niski, ponieważ pływający lód ma silne działanie odsalające. W temperaturze około -2 stopni zamarza woda morska o średnim zasoleniu (im wyższe zasolenie, tym niższa temperatura zamarzania).

Czym są masy wodne?

Odpowiadając na pytanie, czym są masy wodne, warto powiedzieć o procesach zachodzących w strefach przejściowych między nimi. Kiedy masy się spotykają, wody mieszają się, podczas gdy gęstsze opadają na głębokość. Takie obszary nazywane są strefami konwergencji.

W strefach dywergencji występuje dywergencja mas wody, której towarzyszy unoszenie się wody z głębin.

Edukacja

Czym są masy wodne i ich rodzaje? Główne rodzaje mas wodnych

30 września 2017

Łączna masa wszystkich wód Oceanu Światowego jest podzielona przez specjalistów na dwa typy - powierzchniowe i głębokie. Podział ten jest jednak bardzo arbitralny. Bardziej szczegółowa kategoryzacja obejmuje kilka następujących grup, wyróżnionych na podstawie lokalizacji terytorialnej.

Definicja

Na początek podajmy definicję, czym są masy wody. W geografii to oznaczenie oznacza wystarczająco dużą objętość wody, która powstaje w tej lub innej części oceanu. Masy wodne różnią się między sobą szeregiem cech: zasoleniem, temperaturą oraz gęstością i przezroczystością. Różnice wyrażają się również w ilości tlenu, obecności żywych organizmów. Podaliśmy definicję, czym są masy wody. Teraz należy wziąć pod uwagę ich różne typy.

Woda na powierzchni

Wody powierzchniowe to te strefy, w których ich termiczne i dynamiczne oddziaływanie z powietrzem zachodzi najaktywniej. Zgodnie z cechami klimatycznymi charakterystycznymi dla niektórych stref, są one podzielone na osobne kategorie: równikowy, tropikalny, subtropikalny, polarny, subpolarny. Studenci, którzy zbierają informacje, aby odpowiedzieć na pytanie, czym są masy wody, muszą wiedzieć o głębokości ich występowania. W przeciwnym razie odpowiedź na lekcji geografii będzie niepełna.

Wody powierzchniowe osiągają głębokość 200-250 m. Ich temperatura często się zmienia, ponieważ powstają pod wpływem opadów atmosferycznych. W słupie wody powierzchniowej powstają fale i poziome prądy oceaniczne. To tutaj znajduje się najwięcej ryb i planktonu. Pomiędzy masami powierzchniowymi a głębokimi znajduje się międzywarstwa pośrednich mas wodnych. Głębokość ich lokalizacji wynosi od 500 do 1000 m. Powstają na obszarach o dużym zasoleniu i wysokim poziomie parowania.

Powiązane wideo

Masy głębinowe

Dolna granica wód głębokich może czasami sięgać 5000 m. Ten typ mas wodnych najczęściej spotykany jest w tropikalnych szerokościach geograficznych. Powstają pod wpływem wód powierzchniowych i pośrednich. Dla osób zainteresowanych tym, czym są masy wodne i jakie są cechy ich różnych typów, ważne jest również, aby mieć wyobrażenie o prędkości prądu w oceanie. Masy głębinowe poruszają się bardzo wolno w kierunku pionowym, ale ich prędkość pozioma może dochodzić do 28 km na godzinę. Kolejna warstwa to masy wód dennych. Zlokalizowane są na głębokości ponad 5000 m. Ten typ charakteryzuje się stałym poziomem zasolenia, a także dużym zagęszczeniem.

Równikowe masy wód

„Czym są masy wodne i ich rodzaje” – to jeden z obowiązkowych tematów kursu ogólnokształcącego. Uczeń musi wiedzieć, że wody można zaliczyć do tej lub innej grupy, nie tylko w zależności od ich głębokości, ale także położenia terytorialnego. Pierwszy typ wymieniony zgodnie z tą klasyfikacją to masy wód równikowych. Charakteryzują się wysoką temperaturą (do 28°C), niską gęstością, niską zawartością tlenu. Zasolenie takich wód jest niskie. Nad wodami równika występuje pas niskiego ciśnienia atmosferycznego.

Tropikalne masy wodne

Są też dość dobrze rozgrzane, a ich temperatura nie zmienia się w różnych porach roku o więcej niż 4°C. Prądy oceaniczne mają duży wpływ na ten rodzaj wód. Ich zasolenie jest wyższe, ponieważ w tej strefie klimatycznej tworzy się strefa wysokiego ciśnienia atmosferycznego, w której spada bardzo mało opadów.

Umiarkowane masy wody

Poziom zasolenia tych wód jest niższy niż innych, ponieważ opady, rzeki, góry lodowe mają na nie odsalanie. W sezonach temperatura mas wody tego typu może wahać się nawet do 10°C. Jednak zmiana pór roku następuje znacznie później niż na kontynencie. Wody umiarkowane różnią się w zależności od tego, czy znajdują się w zachodnich czy wschodnich rejonach oceanu. Te pierwsze z reguły są zimne, podczas gdy te drugie są cieplejsze z powodu nagrzewania się prądami wewnętrznymi.

Masy wód polarnych

Jakie są najzimniejsze masy wody? Oczywiście są to te, które znajdują się w Arktyce i u wybrzeży Antarktydy. Za pomocą prądów można je przenosić w rejony umiarkowane i tropikalne. Głównymi cechami mas wód polarnych są pływające bloki lodu i rozległe przestrzenie lodowe. Ich zasolenie jest niezwykle niskie. Na półkuli południowej lód morski przemieszcza się do umiarkowanych szerokości geograficznych znacznie częściej niż na północy.

Metody formacji

Uczniowie zainteresowani tym, czym są masy wodne, będą również zainteresowani poznaniem informacji o ich edukacji. Główną metodą ich powstawania jest konwekcja lub mieszanie. W wyniku mieszania woda zostaje zanurzona na znaczną głębokość, gdzie ponownie uzyskuje się stabilność pionową. Proces ten może przebiegać w kilku etapach, a głębokość mieszania konwekcyjnego może sięgać nawet 3-4 km. Następnym sposobem jest subdukcja, czyli „nurkowanie”. W tej metodzie tworzenia masy woda jest obniżana dzięki połączonemu działaniu wiatru i chłodzenia powierzchniowego.

Są to duże ilości wody, które tworzą się w niektórych częściach oceanu i różnią się od siebie. temperatura, zasolenie, gęstość, przezroczystość, ilość zawartego tlenu i wiele innych właściwości. Natomiast duże znaczenie ma w nich podział na strefy pionowe.

W w zależności od głębokości wyróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Masy wód powierzchniowych . Spływają w głąb 200-250 m... Często zmienia się tutaj temperatura wody i zasolenie, gdyż masy te powstają pod wpływem napływu świeżych wód kontynentalnych. W wodach powierzchniowych tworzą się masy fale i poziomy... W tego typu masach wodnych największa zawartość planktonu i ryb.

Pośrednie masy wody ... Spływają w głąb 500-1000 m²... Zasadniczo ten typ mas występuje w tropikalnych szerokościach geograficznych obu półkul i powstaje w warunkach zwiększonego parowania i stałego wzrostu zasolenia.

Masy głębinowe ... Ich dolna granica może być przed 5000 m²... Ich powstawanie wiąże się z mieszaniem się mas wód powierzchniowych i pośrednich, mas polarnych i tropikalnych. Poruszają się w pionie bardzo powoli, ale poziomo – z prędkością 28 m/h.

Masy wód dennych ... Znajdują się w poniżej 5000 m, mają stałe zasolenie i bardzo dużą gęstość.

Masy wodne można klasyfikować nie tylko w zależności od głębokości, ale także według pochodzenia... W tym przypadku rozróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Równikowe masy wód ... Są dobrze nagrzewane przez słońce, ich temperatura zmienia się nie więcej niż o 2 ° C i wynosi 27 - 28 ° C. Są one odsalane przez obfite opady atmosferyczne i spływające do oceanu na tych szerokościach geograficznych, dlatego zasolenie tych wód jest mniejsze niż w tropikalnych szerokościach geograficznych.

Tropikalne masy wodne ... Są również dobrze nagrzewane przez słońce, ale temperatura wody jest tutaj niższa niż w szerokościach równikowych i wynosi 20-25 ° С. Sezonowo temperatura wód w tropikalnych szerokościach geograficznych zmienia się o 4 °. Na temperaturę wód tego typu mas wodnych duży wpływ mają prądy oceaniczne: zachodnie części oceanów, gdzie ciepłe prądy pochodzą z równika, są cieplejsze niż wschodnie, ponieważ przychodzą tam zimne prądy... Zasolenie tych wód jest znacznie wyższe niż wód równikowych, gdyż tutaj w wyniku opadających prądów powietrza powstaje wysokie ciśnienie i niewielkie opady opadów. Rzeki również nie mają efektu odsalania, ponieważ na tych szerokościach geograficznych jest ich bardzo niewiele.

Umiarkowane masy wody ... W zależności od pór roku temperatura wód tych szerokości geograficznych różni się o 10 °: zimą temperatura wody waha się od 0 ° do 10 ° С, a latem zmienia się od 10 ° do 20 ° С. Dla tych wód zmiana pór roku jest już charakterystyczna, ale następuje później niż na lądzie i nie jest tak wyraźna. Zasolenie tych wód jest niższe niż wód tropikalnych, ponieważ opady atmosferyczne, rzeki wpływające do tych wód i wpływające na te szerokości geograficzne mają działanie odsalające. Masy wód umiarkowanych charakteryzują się również różnicami temperatur między zachodnią i wschodnią częścią oceanu: zachodnie części oceanów są zimne, gdzie przechodzą zimne prądy, a wschodnie regiony są ogrzewane przez ciepłe prądy.

Masy wód polarnych ... Tworzą się w Arktyce i u wybrzeży i mogą być przenoszone przez prądy do umiarkowanych, a nawet tropikalnych szerokości geograficznych. Masy wód polarnych charakteryzują się dużą ilością pływającego lodu, a także lodu, który tworzy ogromne przestrzenie lodowe. Na półkuli południowej, w obszarach mas wód polarnych, lód morski wnika w umiarkowane szerokości geograficzne znacznie dalej niż na północy. Zasolenie mas wód polarnych jest niskie, ponieważ pływający lód ma silne działanie odsalające.

Nie ma wyraźnych granic między różnymi rodzajami mas wodnych, różniących się pochodzeniem, ale są strefy przejściowe... Najbardziej widoczne są w miejscach, gdzie spotykają się prądy ciepłe i zimne.

Masy wodne aktywnie oddziałują: dają jej wilgoć i ciepło, a pochłaniają z niej dwutlenek węgla, uwalniają tlen.

Najbardziej charakterystycznymi właściwościami mas wodnych są i.

Masy powietrza

Transformacja mas powietrza

Wpływ powierzchni, po której przechodzą masy powietrza, wpływa na ich dolne warstwy. Wpływ ten może powodować zmiany zawartości wilgoci w powietrzu w wyniku parowania lub opadów atmosferycznych, a także zmiany temperatury masy powietrza w wyniku uwolnienia ciepła utajonego lub wymiany ciepła z powierzchnią.

Patka. 1. Klasyfikacja mas powietrza i ich właściwości w zależności od źródła powstawania

Tropikalny

Polarny

Arktyka czy Antarktyka

Morski

tropikalny morski

(MT), ciepły lub bardzo

mokry; uformowany

w regionie Azorów

wyspy na północy

atlantycki

polarny morski

(MP), zimno i bardzo

mokry; uformowany

nad Atlantykiem na południe

z Grenlandii

arktyczny (A)

czy Antarktyda

(AA), bardzo zimna i sucha; formy nad pokrytą lodem częścią Arktyki lub nad środkową częścią Antarktydy

Kontynentalny (K)

kontynentalny

tropikalny (CT),

gorące i suche; formowanie się nad Saharą

kontynentalny

polarny (KP), zimny i suchy; powstały na Syberii w

okres zimowy

Przemiany związane z ruchem mas powietrza nazywane są dynamicznymi. Prędkości powietrza na różnych wysokościach prawie na pewno będą się różnić, więc masa powietrza nie porusza się jako całość, a obecność zmiany prędkości powoduje turbulentne mieszanie. Jeśli dolne warstwy masy powietrza są ogrzewane, powstaje niestabilność i rozwija się mieszanie konwekcyjne. Inne zmiany dynamiczne są związane z pionowym ruchem powietrza na dużą skalę.

Przemiany zachodzące w masie powietrza można wskazać, dodając do jej podstawowego oznaczenia jeszcze jedną literę. Jeżeli dolne warstwy masy powietrza są cieplejsze niż powierzchnia, nad którą przechodzi, to dodaje się literę „T”, jeśli są zimniejsze, dodaje się literę „X”. W konsekwencji wraz z chłodzeniem wzrasta stabilność masy ciepłego powietrza polarnego morskiego, podczas gdy ogrzanie masy polarnego powietrza morskiego zimnego powoduje jego niestabilność.

Masy powietrza i ich wpływ na pogodę na Wyspach Brytyjskich

Warunki pogodowe w dowolnym miejscu na Ziemi można uznać za wynik działania określonej masy powietrza i jako konsekwencję zachodzących w nim zmian. Wielka Brytania, położona w średnich szerokościach geograficznych, jest dotknięta większością mas powietrza. Jest to zatem dobry przykład do badania warunków pogodowych spowodowanych przemianami mas powietrza przy powierzchni. Dynamiczne zmiany, spowodowane głównie pionowymi ruchami powietrza, są również bardzo ważne w określaniu warunków pogodowych i nie można ich w każdym przypadku pominąć.

Morskie powietrze polarne (MPA) docierające na Wyspy Brytyjskie jest zwykle typu CMPA, więc ta masa powietrza jest niestabilna. Przelatując nad oceanem, w wyniku parowania z jego powierzchni, zachowuje wysoką wilgotność względną, w wyniku czego chmury cumulus i cumulonimbus pojawią się nad ciepłą powierzchnią Ziemi w południe wraz z nadejściem tej masy powietrza, temperatura spadnie poniżej średniej, a latem pojawią się opady deszczu, a zimą opady często mogą spaść w postaci śniegu lub zbóż. Porywiste wiatry i ruchy konwekcyjne w powietrzu rozproszą kurz i dym, dzięki czemu widoczność będzie dobra.

Jeśli morskie powietrze polarne (MPV) ze źródła jego powstawania przechodzi na południe, a następnie kieruje się w kierunku Wysp Brytyjskich z południowego zachodu, może się rozgrzać, czyli typu TMPV; czasami określane jako „powietrze powrotne z morza polarnego”. Przynosi normalną temperaturę i pogodę, średnią między pogodą, która jest ustalana wraz z przybyciem mas powietrza CMPV i MTV.

Tropikalne powietrze morskie (MTB) jest zwykle typu TMTV, dlatego jest stabilne. Po dotarciu na Wyspy Brytyjskie po przepłynięciu oceanu i ostygnięciu, nasyca się (lub zbliża się do nasycenia) parą wodną. Ta masa powietrza niesie ze sobą łagodną pogodę, niebo staje się zachmurzone i widoczność jest słaba, mgła nie jest rzadkością na zachodzie Wysp Brytyjskich. Podczas wznoszenia się ponad bariery orograficzne tworzą się chmury stratus; jednocześnie powszechne są deszcze mżawkowe, które zamieniają się w silniejsze, a po wschodniej stronie pasm górskich występują ciągłe deszcze.

Kontynentalna tropikalna masa powietrza u źródła jest niestabilna i chociaż jej dolne warstwy stają się stabilne, gdy dociera do Wysp Brytyjskich, górne warstwy pozostają niestabilne, co może powodować burze latem. Jednak w okresie zimowym dolne warstwy masy powietrza są bardzo stabilne, a tworzące się tam chmury mają charakter stratus. Zazwyczaj nadejście takiej masy powietrza powoduje wzrost temperatury znacznie powyżej średniej i tworzenie się mgły.

Wraz z nadejściem kontynentalnego powietrza polarnego w zimie, Wyspy Brytyjskie mają bardzo zimną pogodę. W źródle formacji masa ta jest stabilna, ale potem w niższych warstwach może stać się niestabilna i przechodząc przez Morze Północne będzie w dużej mierze „nasycona” parą wodną. Powstające chmury są typu Cumulus, chociaż Stratocumulus również może się tworzyć. Zimą we wschodniej części Wielkiej Brytanii mogą wystąpić ulewne deszcze i śnieg lub opady śniegu.

Powietrze arktyczne (AB) może być kontynentalne (CAV) lub morskie (MAV) w zależności od trasy, jaką przebyło od źródła formacji do Wysp Brytyjskich. KAV przelatuje nad Skandynawią w drodze na Wyspy Brytyjskie. Jest ono podobne do kontynentalnego powietrza polarnego, chociaż jest zimniejsze i dlatego często niesie ze sobą opady śniegu w okresie zimowym i wiosennym. Nad Grenlandią i Morzem Norweskim przepływa arktyczne powietrze morskie; można go porównać do zimnego polarnego powietrza morskiego, chociaż jest zimniejsze i bardziej niestabilne. Zimą i wiosną powietrze arktyczne charakteryzuje się obfitymi opadami śniegu, przedłużającymi się mrozami i wyjątkowo dobrą widocznością.

Masy wody i wykres t-s

Przy określaniu mas wody oceanografowie posługują się pojęciem podobnym do mas powietrza. Masy wodne wyróżnia przede wszystkim temperatura i zasolenie. Uważa się również, że masy wodne tworzą się na określonym obszarze, gdzie znajdują się w powierzchniowej warstwie mieszanej i gdzie mają na nie wpływ stałe warunki atmosferyczne. Jeżeli woda przez dłuższy czas pozostanie w stanie stacjonarnym, o jej zasoleniu będzie decydować szereg czynników: parowanie i opady, napływ wody słodkiej wraz ze spływem rzecznym na obszarach przybrzeżnych, topnienie i tworzenie się lodu na dużych szerokościach geograficznych, itp. W ten sam sposób jego temperatura będzie determinowana bilansem promieniowania powierzchni wody, a także wymianą ciepła z atmosferą. Jeśli zasolenie wody spadnie, a temperatura wzrośnie, gęstość wody zmniejszy się, a słup wody ustabilizuje się. W tych warunkach może powstać tylko masa wód powierzchniowych o niewielkiej grubości. Jeśli jednak zasolenie wzrośnie, a temperatura spadnie, woda stanie się gęstsza, opadnie i może uformować się masa wodna, osiągająca znaczną grubość w pionie.

Aby odróżnić masy wody, dane dotyczące temperatury i zasolenia uzyskane na różnych głębokościach w określonym obszarze oceanu wykreślane są na wykresie z temperaturą na rzędnej i zasoleniem na odciętej. Wszystkie punkty są połączone ze sobą linią w rosnącej kolejności głębokości. Jeśli masa wody jest idealnie jednorodna, na takim schemacie będzie to reprezentowane przez pojedynczy punkt. To właśnie ta cecha służy jako kryterium identyfikacji rodzaju wody. Nagromadzenie punktów obserwacyjnych w pobliżu takiego punktu pokaże obecność wód określonego rodzaju. Ale temperatura i zasolenie masy wody zwykle zmienia się wraz z głębokością, a masa wody charakteryzuje się pewną krzywą na wykresie T-S. Różnice te mogą wynikać z niewielkich wahań właściwości wody powstającej w różnych porach roku i opadającej na różne głębokości w zależności od jej gęstości. Można je również wytłumaczyć zmianami warunków na powierzchni oceanu w obszarze powstawania masy wody, a woda może nie opadać pionowo, ale wzdłuż niektórych nachylonych powierzchni o równych gęstościach. Ponieważ q1 jest tylko funkcją temperatury i zasolenia, na wykresie T-S można narysować linie o równych wartościach q1. Wyobrażenie o stabilności słupa wody można uzyskać, porównując wykres T-S z uderzeniem izolinii q1.

Właściwości konserwatywne i niekonserwatywne

Po uformowaniu masa wodna, podobnie jak masa powietrza, zaczyna przemieszczać się od źródła powstania, po drodze ulegając przemianom. Jeśli pozostanie na powierzchni zmieszanej warstwy lub ją opuści, a następnie ponownie powróci, dalsze oddziaływanie z atmosferą spowoduje zmiany temperatury i zasolenia wody. Nowa masa wody może powstać w wyniku zmieszania z inną masą wody, a jej właściwości będą pośrednie pomiędzy właściwościami dwóch pierwotnych mas wody. Od momentu, gdy masa wody przestaje ulegać przemianom pod wpływem atmosfery, jej temperatura i zasolenie mogą się zmieniać jedynie w wyniku procesu mieszania. Dlatego te właściwości nazywane są konserwatywnymi.

Zbiornik wodny ma zwykle pewne właściwości chemiczne, naturalną biotę i typowe stosunki temperatury do zasolenia (stosunki T-S). Przydatnym wskaźnikiem charakteryzującym masę wody jest często stężenie rozpuszczonego tlenu, a także stężenie substancji biogennych – krzemianów i fosforanów. Organizmy morskie tkwiące w określonej masie wody nazywane są gatunkami wskaźnikowymi. Mogą pozostawać w obrębie danej masy wody, ponieważ zadowalają je jej właściwości fizykochemiczne lub po prostu dlatego, że jako plankton są transportowane wraz z masą wody z obszaru jej powstawania. Właściwości te zmieniają się jednak w wyniku procesów chemicznych i biologicznych zachodzących w oceanie i dlatego nazywane są właściwościami niekonserwatywnymi.

Przykłady mas wody

Dość ilustracyjnym przykładem są masy wodne, które powstają w zbiornikach półzamkniętych. Powstająca w Bałtyku masa wodna ma niskie zasolenie, co jest spowodowane znacznym nadmiarem spływów rzecznych oraz ilością opadów nad parowaniem. Latem ta masa wody wystarczająco się nagrzewa i dlatego ma bardzo niską gęstość. Od źródła uformowania przepływa przez wąskie cieśniny między Szwecją a Danią, gdzie intensywnie miesza się z leżącymi poniżej warstwami wody, wpadającymi do cieśnin z oceanu. Przed zmieszaniem jego temperatura latem jest bliska 16°C, a zasolenie niecałe 8% 0. Jednak zanim dotrze do cieśniny Skagerrak, jej zasolenie w wyniku mieszania wzrasta do wartości rzędu 20%. Ze względu na niską gęstość pozostaje na powierzchni i szybko ulega przekształceniu w wyniku oddziaływania z atmosferą. Dlatego ta masa wody nie ma zauważalnego wpływu na obszary otwartego oceanu.

W Morzu Śródziemnym parowanie przekracza dopływ świeżej wody, który ma postać opadów i spływów rzecznych, przez co wzrasta tam zasolenie. W północno-zachodniej części Morza Śródziemnego ochłodzenie zimą (związane głównie z wiatrami zwanymi mistral) może prowadzić do konwekcji, która pochłania cały słup wody na głębokość ponad 2000 m, co skutkuje niezwykle jednorodnym zbiornikiem wodnym o zasoleniu przekraczającym 38,4% i temperatura około 12,8°C. Kiedy ta masa wodna opuszcza Morze Śródziemne przez Cieśninę Gibraltarską, ulega intensywnemu mieszaniu, a najmniej zmieszana warstwa lub rdzeń wody śródziemnomorskiej w przyległym Atlantyku ma zasolenie 36,5% 0 i temperaturę 11 ° C. Warstwa ta jest bardzo gęsta i dlatego opada na głębokość około 1000 m. Na tym poziomie rozprzestrzenia się, ulegając ciągłemu mieszaniu, ale jej rdzeń wciąż można rozpoznać wśród innych mas wodnych większości Oceanu Atlantyckiego.

Na otwartym oceanie masy wód centralnych powstają na szerokościach geograficznych od około 25 ° do 40 °, a następnie opadają wzdłuż ukośnych izopikaliów i zajmują górną część głównej termokliny. Na Północnym Atlantyku ta masa wody charakteryzuje się krzywą T-S o wartości początkowej 19°C i 36,7% oraz wartości końcowej 8°C i 35,1%. Na wyższych szerokościach geograficznych tworzą się pośrednie masy wód, które charakteryzują się niskim zasoleniem oraz niskimi temperaturami. Najbardziej rozpowszechniona jest antarktyczna masa wód pośrednich. Ma temperaturę od 2° do 7°C i zasolenie od 34,1 do 34,6% 0 i po zanurzeniu do około 50°S. sz. do głębokości 800-1000 m rozprzestrzenia się w kierunku północnym. Najgłębsze masy wodne tworzą się na dużych szerokościach geograficznych, gdzie woda schładza się zimą do bardzo niskich temperatur, często do punktu zamarzania, więc zasolenie jest determinowane przez proces zamarzania. Masa wód dennych Antarktyki ma temperaturę -0,4 °C i zasolenie 34,66% 0 i rozciąga się na północ na głębokości ponad 3000 m. -Próg Grenlandii przechodzi wyraźną transformację, rozciąga się na południe i zachodzi na masę wód dennych Antarktyki w równikowym i południowym Oceanie Atlantyckim.

Pojęcie mas wodnych odegrało ważną rolę w opisie procesów cyrkulacji w oceanach. Prądy w głębinach oceanów są zarówno bardzo powolne, jak i bardzo zmienne, dzięki czemu można je badać poprzez bezpośrednią obserwację. Jednak analiza T-S pomaga wyodrębnić rdzenie mas wodnych i określić kierunki ich rozmieszczenia. Jednak, aby ustalić prędkość, z jaką się poruszają, potrzebne są inne dane, takie jak prędkość mieszania i szybkość zmiany właściwości niekonserwatywnych. Ale zwykle nie można ich uzyskać.

Przepływy laminarne i turbulentne

Ruchy w atmosferze iw oceanie można podzielić na różne sposoby. Jednym z nich jest podział ruchu na laminarny i turbulentny. W przepływie laminarnym cząsteczki płynu poruszają się w sposób uporządkowany, linie prądu są równoległe. Przepływ turbulentny jest chaotyczny, a trajektorie poszczególnych cząstek przecinają się. W płynie o jednolitej gęstości przejście od reżimu laminarnego do turbulentnego następuje, gdy prędkość osiąga pewną wartość krytyczną proporcjonalną do lepkości i odwrotnie proporcjonalną do gęstości i odległości od granicy przepływu. W oceanie i atmosferze prądy są w większości przypadków turbulentne. W takim przypadku lepkość efektywna lub tarcie turbulentne w takich przepływach jest zwykle o kilka rzędów wielkości wyższa niż lepkość molekularna i zależy od charakteru turbulencji i jej intensywności. W naturze istnieją dwa przypadki reżimu laminarnego. Jeden to przepływ w bardzo cienkiej warstwie przylegającej do gładkiej granicy, drugi to ruch w warstwach o znacznej stabilności pionowej (takich jak np. warstwa inwersji w atmosferze i termoklina w oceanie), gdzie fluktuacje prędkość pionowa jest niewielka. Pionowe ścinanie prędkości w takich przypadkach jest znacznie większe niż w przepływach turbulentnych.

Zakres ruchu

Innym sposobem klasyfikacji ruchów w atmosferze i oceanie jest ich rozdzielenie w skali przestrzennej i czasowej oraz rozdzielenie okresowych i nieokresowych składowych ruchu.

Największe skale czasoprzestrzenne odpowiadają takim układom stacjonarnym, jak pasaty w atmosferze czy Prąd Zatokowy w oceanie. Chociaż ruch w nich podlega fluktuacjom, układy te można uznać za mniej lub bardziej stałe elementy obiegu, o skali przestrzennej rzędu kilku tysięcy kilometrów.

Kolejne miejsce zajmują procesy o sezonowej cykliczności. Wśród nich na szczególną uwagę zasługują wywoływane przez nie monsuny i prądy Oceanu Indyjskiego, a także zmieniające kierunek. Skala przestrzenna tych procesów również jest rzędu kilku tysięcy kilometrów, ale wyróżnia je wyraźna okresowość.

Procesy o skali czasu kilkudniowej lub tygodniowej są zwykle nieregularne i mają skalę przestrzenną dochodzącą do tysięcy kilometrów. Należą do nich zmiany wiatru związane z przenoszeniem różnych mas powietrza i powodujące zmiany pogody na obszarach takich jak Wyspy Brytyjskie, a także podobne i często związane z pierwszymi wahaniami prądów oceanicznych.

Rozpatrując ruchy o skali czasowej od kilku godzin do jednego lub dwóch dni, spotykamy się z szeroką gamą procesów, z których niektóre są wyraźnie okresowe. Może to być częstotliwość dobowa związana z dobową zmiennością promieniowania słonecznego (jest to typowe np. dla bryzy – wiatru wiejącego z morza na ląd w ciągu dnia i z lądu na morze w nocy); może to być częstotliwość dzienna i półdobowa, charakterystyczna dla pływów; może to być częstotliwość związana z ruchem cyklonów i innymi zaburzeniami atmosferycznymi. Skala przestrzenna tego typu ruchu wynosi od 50 km (dla bryz) do 2000 km (dla zagłębień barycznych na średnich szerokościach geograficznych).

Skale czasu, mierzone w sekundach, rzadziej minutach, odpowiadają regularnym ruchom – falom. Najczęstsze są fale wiatru na powierzchni oceanu, o skali przestrzennej około 100 m. Fale dłuższe, takie jak fale zawietrzne, występują również w oceanie iw atmosferze. Nieregularne ruchy o takich skalach czasowych odpowiadają turbulentnym fluktuacjom, przejawiającym się np. w postaci podmuchów wiatru.

Ruch obserwowany w pewnym obszarze oceanu lub atmosfery można scharakteryzować za pomocą wektorowej sumy prędkości, z których każda odpowiada określonej skali ruchu. Na przykład prędkość zmierzoną w pewnym momencie można przedstawić jako gdzie i oznacza turbulentne pulsacje prędkości.

Do scharakteryzowania ruchu można posłużyć się opisem sił zaangażowanych w jego powstanie. To podejście, w połączeniu z metodą skalowania, zostanie wykorzystane w kolejnych rozdziałach do opisu różnych form ruchu. Tutaj również wygodnie jest wziąć pod uwagę różne siły, których działanie może powodować lub wpływać na ruchy poziome w oceanie i atmosferze.

Siły można podzielić na trzy kategorie: zewnętrzne, wewnętrzne i wtórne. Źródła sił zewnętrznych leżą poza ośrodkiem ciekłym. Do tej kategorii należą przyciąganie grawitacyjne Słońca i Księżyca, które powoduje ruchy pływowe, oraz siła tarcia wiatru. Siły wewnętrzne są związane z rozkładem masy lub gęstości w ciekłym ośrodku. Nierównomierny rozkład gęstości jest spowodowany nierównomiernym ogrzewaniem oceanu i atmosfery oraz generuje poziome gradienty ciśnienia wewnątrz ciekłego medium. Przez wtórny rozumiemy siły działające na ciecz tylko wtedy, gdy znajduje się ona w stanie ruchu względem powierzchni ziemi. Najbardziej oczywistą jest siła tarcia, zawsze przeciwna ruchowi. Jeśli różne warstwy płynu poruszają się z różnymi prędkościami, tarcie między tymi warstwami spowodowane lepkością spowolni szybciej poruszające się warstwy i przyspieszy wolniej poruszające się warstwy. Jeżeli przepływ jest skierowany wzdłuż powierzchni, to w warstwie przylegającej do granicy siła tarcia jest wprost przeciwna do kierunku przepływu. Pomimo tego, że tarcie odgrywa zwykle niewielką rolę w ruchach atmosferycznych i oceanicznych, prowadziłoby do osłabienia tych ruchów, gdyby nie były wspierane przez siły zewnętrzne. W ten sposób ruch nie mógłby pozostać jednolity, gdyby nie było innych sił. Pozostałe dwie siły drugorzędne są siłami fałszywymi. Są one związane z wyborem układu współrzędnych, względem którego ruch jest brany pod uwagę. Jest to siła Coriolisa (o której już mówiliśmy) i siła odśrodkowa, która pojawia się, gdy ciało porusza się po okręgu.

Siła odśrodkowa

Ciało poruszające się po okręgu ze stałą prędkością stale zmienia kierunek ruchu i dlatego doświadcza przyspieszenia. Przyspieszenie to skierowane jest w stronę chwilowego środka krzywizny trajektorii i nazywane jest przyspieszeniem dośrodkowym. Dlatego, aby pozostać na kole, ciało musi doświadczyć działania jakiejś siły skierowanej w stronę środka koła. Jak pokazano w elementarnych podręcznikach dynamiki, wielkość tej siły wynosi mu 2 / r lub mw 2 r, gdzie r to masa ciała, m to prędkość ciała po okręgu, r to promień okrąg, a w to prędkość kątowa obrotu ciała (zwykle mierzona w radianach na sekundę). Na przykład pasażerowi jadącemu pociągiem po zakrzywionej ścieżce ruch wydaje się być jednostajny. Widzi, że porusza się względem powierzchni ze stałą prędkością. Pasażer odczuwa jednak działanie jakiejś siły skierowanej ze środka koła – siły odśrodkowej i przeciwdziała tej sile pochylając się w kierunku środka koła. Wtedy siła dośrodkowa okazuje się równa składowej poziomej reakcji podpory lub podłogi pociągu. Innymi słowy, aby utrzymać pozorny stan jednostajnego ruchu, pasażer potrzebuje siły dośrodkowej równej co do wielkości i przeciwnej do siły odśrodkowej.

MASA WODNA, objętość wody porównywalna z powierzchnią i głębokością zbiornika, o względnej jednorodności cech fizycznych, chemicznych i biologicznych, które kształtują się w określonych warunkach fizycznych i geograficznych (najczęściej na powierzchni oceanu, morza), która różnią się od otaczającego słupa wody. Cechy mas wodnych, nabyte w niektórych obszarach oceanów i mórz, pozostają poza obszarem formacji. Sąsiednie masy wodne są oddzielone od siebie strefami frontów Oceanu Światowego, strefami separacji i stref transformacji, które są śledzone przez rosnące poziome i pionowe gradienty głównych wskaźników mas wody. Głównymi czynnikami w tworzeniu mas wody są odpowiednio bilanse ciepła i wody danego obszaru, głównymi wskaźnikami mas wody są temperatura, zasolenie i zależna od nich gęstość. Najważniejsze układy geograficzne – podział na strefy poziome i pionowe – pojawiają się w oceanie w postaci specyficznej struktury wód, składającej się z zestawu mas wodnych.

W pionowej strukturze Oceanu Światowego wyróżnia się masy wody: powierzchniowe - do głębokości 150-200 m; podpowierzchnia - do 400-500 m; średniozaawansowany - do 1000-1500 m, głęboki - do 2500-3500 m; dno - poniżej 3500 m. W każdym z oceanów występują charakterystyczne masy wody, masy wód powierzchniowych są nazywane zgodnie ze strefą klimatyczną, w której powstały (na przykład subarktyczna Pacyfik, tropikalna Pacyfik itd.). W przypadku leżących poniżej stref strukturalnych oceanów i mórz nazwa mas wody odpowiada ich obszarowi geograficznemu (pośrednia masa wód Morza Śródziemnego, głębia północnego Atlantyku, głębokie Morze Czarne, dno Antarktyki itp.). Gęstość wody i specyfika cyrkulacji atmosferycznej określają głębokość, na jaką opada masa wody w rejonie jej powstawania. Często przy analizie masy wody uwzględnia się również wskaźniki zawartości tlenu rozpuszczonego, innych pierwiastków, stężenie szeregu izotopów, co pozwala prześledzić rozkład masy wody z rejonu jej powstawania , stopień zmieszania z otaczającymi wodami oraz czas przebywania na zewnątrz w kontakcie z atmosferą.

Charakterystyki mas wody nie pozostają stałe, podlegają sezonowym (w górnej warstwie) i długotrwałym wahaniom w określonych granicach oraz zmianom w przestrzeni. W miarę przemieszczania się z obszaru formacji masy wodne ulegają przekształceniu pod wpływem zmienionego bilansu cieplno-wodnego, specyfiki cyrkulacji atmosfery i oceanu oraz mieszają się z otaczającymi wodami. W efekcie wyróżnia się masy wody pierwotne (powstające pod bezpośrednim wpływem atmosfery, o największych wahaniach właściwości) oraz masy wody wtórne (utworzone przez zmieszanie pierwotnych, charakteryzują się największą jednorodnością właściwości). W masie wody wyróżnia się rdzeń - warstwa o najmniej przekształconych właściwościach, która zachowuje charakterystyczne cechy charakterystyczne dla danej masy wody - minima lub maksima zasolenia i temperatury, zawartość szeregu substancji chemicznych.

Przy badaniu mas wody metoda krzywych temperatury i zasolenia (krzywe T, S), metoda jądra (badanie transformacji ekstremów temperatury lub zasolenia właściwych dla masy wody), metoda izopikniczna (analiza cech na powierzchniach równych gęstość), stosuje się analizę statystyczną T, S. Obieg mas wodnych odgrywa ważną rolę w bilansie energetycznym i wodnym systemu klimatycznego Ziemi, redystrybuując energię cieplną i odświeżone (lub zasolone) wody między szerokościami geograficznymi i różnymi oceanami.

Lit.: Sverdrup H.U., Johnson M.W., Fleming R.H. Oceans. Nowy Rok 1942; Zubov N.N. Oceanologia dynamiczna. M.; L., 1947; Dobrovolskiy AD O wyznaczaniu mas wody // Oceanologia. 1961. T. 1. Iss. jeden; Stiepanow WN Oceanosfera. M., 1983; Mamaev OI Termohalinowa analiza wód Oceanu Światowego. L., 1987; on jest. Oceanografia fizyczna: Fav. Pracuje. M., 2000; Michajłow WN, Dobrowolskij A.D., Dobrolyubov S.A. Hydrologia. M., 2005.

Masy wodne to duże ilości wody, które tworzą się w niektórych częściach oceanu i różnią się między sobą temperaturą, zasoleniem, gęstością, przezroczystością, ilością zawartego tlenu i wieloma innymi właściwościami. W przeciwieństwie do mas powietrza, duże znaczenie ma w nich podział na strefy pionowe. W zależności od głębokości rozróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Masy wód powierzchniowych. Znajdują się one na głębokości 200-250 m. Temperatura wody i zasolenie często się tu zmieniają, ponieważ masy te powstają pod wpływem opadów atmosferycznych i napływu świeżych wód kontynentalnych. W masach wód powierzchniowych powstają fale i poziome prądy oceaniczne. W tego typu masach wodnych największa zawartość planktonu i ryb.

Pośrednie masy wodne. Znajdują się one do głębokości 500-1000 m. Zasadniczo ten rodzaj masy występuje w tropikalnych szerokościach geograficznych obu półkul i powstaje w warunkach zwiększonego parowania i stałego wzrostu zasolenia. Masy głębinowe. Ich dolna granica może sięgać nawet 5000 m. Ich powstawanie wiąże się z mieszaniem się mas wód powierzchniowych i pośrednich, mas polarnych i tropikalnych. Poruszają się w pionie bardzo powoli, ale poziomo – z prędkością 28 m/h.

Masy wód dennych. Znajdują się w Oceanie Światowym poniżej 5000 m, mają stałe zasolenie i bardzo duże zagęszczenie.

Masy wodne można klasyfikować nie tylko według głębokości, ale także według pochodzenia. W tym przypadku rozróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Masy wód równikowych. Są dobrze nagrzewane przez słońce, ich temperatura zmienia się nie więcej niż o 2 ° C i wynosi 27 - 28 ° C. Są one odsalane przez obfite opady atmosferyczne i rzeki wpływające do oceanu na tych szerokościach geograficznych, więc zasolenie tych wód jest mniejsze niż w tropikalnych szerokościach geograficznych.

Tropikalne masy wodne. Są również dobrze nagrzewane przez słońce, ale temperatura wody jest tutaj niższa niż w szerokościach równikowych i wynosi 20-25 ° С. Sezonowo temperatura wód w tropikalnych szerokościach geograficznych zmienia się o 4 °. Prądy oceaniczne mają duży wpływ na temperaturę wód tego typu mas wodnych: zachodnie części oceanów, gdzie ciepłe prądy pochodzą z równika, są cieplejsze niż wschodnie, ponieważ tam płyną prądy zimne. Zasolenie tych wód jest znacznie wyższe niż wód równikowych, gdyż tutaj w wyniku opadających prądów powietrza powstaje wysokie ciśnienie i niewielkie opady opadów. Rzeki również nie mają efektu odsalania, ponieważ na tych szerokościach geograficznych jest ich bardzo niewiele.

Umiarkowane masy wody. W zależności od pór roku temperatura wód tych szerokości geograficznych różni się o 10 °: zimą temperatura wody waha się od 0 ° do 10 ° С, a latem zmienia się od 10 ° do 20 ° С. Dla tych wód zmiana pór roku jest już charakterystyczna, ale następuje później niż na lądzie i nie jest tak wyraźna. Zasolenie tych wód jest niższe niż wód tropikalnych, ponieważ opady, rzeki wpływające do tych wód i góry lodowe wpływające na te szerokości geograficzne mają działanie odsalające. Masy wód umiarkowanych charakteryzują się również różnicami temperatur między zachodnią i wschodnią częścią oceanu: zachodnie części oceanów są zimne, gdzie przechodzą zimne prądy, a wschodnie regiony są ogrzewane przez ciepłe prądy.

Masy wód polarnych. Tworzą się w Arktyce i u wybrzeży Antarktydy i mogą być przenoszone przez prądy do umiarkowanych, a nawet tropikalnych szerokości geograficznych. Masy wód polarnych charakteryzują się dużą ilością pływającego lodu, a także lodu, który tworzy ogromne przestrzenie lodowe. Na półkuli południowej, w obszarach mas wód polarnych, lód morski wnika w umiarkowane szerokości geograficzne znacznie dalej niż na północy. Zasolenie mas wód polarnych jest niskie, ponieważ pływający lód ma silne działanie odsalające.

Nie ma wyraźnych granic między różnymi rodzajami mas wodnych, różniących się pochodzeniem, ale istnieją strefy przejściowe. Najbardziej widoczne są w miejscach, gdzie spotykają się prądy ciepłe i zimne. Masy wodne aktywnie oddziałują z atmosferą: dają jej wilgoć i ciepło oraz pochłaniają z niej dwutlenek węgla i uwalniają tlen. Najbardziej charakterystycznymi właściwościami mas wodnych są zasolenie i temperatura.

Masy wodne- Są to duże ilości wody, które tworzą się w określonych częściach oceanu i różnią się między sobą temperaturą, zasoleniem, gęstością, przezroczystością, ilością tlenu i innymi właściwościami. Natomiast ma to w nich ogromne znaczenie. W zależności od głębokości są:

Masy wód powierzchniowych... Powstają pod wpływem procesów atmosferycznych i napływu słodkiej wody z lądu na głębokość 200-250 m. Tutaj często zmienia się zasolenie, a ich transport poziomy w postaci prądów oceanicznych jest znacznie silniejszy niż transport głęboki. Wody powierzchniowe mają najwyższy poziom planktonu i ryb;

Pośrednie masy wody... Mają dolną granicę w zakresie 500-1000 m. W wodach pośrednich masy powstają w warunkach zwiększonego parowania i stałego wzrostu. To wyjaśnia fakt, że wody pośrednie występują między 20 ° a 60 ° na półkuli północnej i południowej;

Masy głębinowe... Powstają w wyniku mieszania mas wód powierzchniowych i pośrednich, polarnych i tropikalnych. Ich dolna granica wynosi 1200-5000 m. W pionie te masy wody poruszają się niezwykle wolno, a poziomo poruszają się z prędkością 0,2-0,8 cm / s (28 m / h);

Masy wód dennych... Zajmują obszar poniżej 5000 m i mają stałe zasolenie, bardzo dużą gęstość, a ich ruch poziomy jest wolniejszy niż pionowy.

W zależności od pochodzenia rozróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Tropikalny... Tworzą się w tropikalnych szerokościach geograficznych. Temperatura wody tutaj wynosi 20-25 °. Na temperaturę tropikalnych mas wody duży wpływ mają prądy oceaniczne. Cieplejsze są zachodnie części oceanów, gdzie ciepłe prądy (patrz) pochodzą z równika. Wschodnie części oceanów są zimniejsze, ponieważ przychodzą tu zimne prądy. Sezonowo temperatura tropikalnych mas wody zmienia się o 4°. Zasolenie tych mas wód jest znacznie wyższe niż zasolenie równikowych, ponieważ w wyniku opadających prądów powietrza powstają tu niewielkie opady i spadają;

masy wodne... W umiarkowanych szerokościach geograficznych półkuli północnej zachodnie części oceanów, przez które przechodzą zimne prądy, są zimne. Wschodnie rejony oceanów ogrzewają ciepłe prądy. Nawet w miesiącach zimowych woda w nich ma temperaturę od 10°C do 0°C. Latem zmienia się od 10°C do 20°C. Tak więc temperatura umiarkowanych mas wody różni się o 10 ° C w ciągu pór roku. Charakteryzują się już zmianą pór roku. Ale przychodzi później niż na lądzie i nie jest tak wyraźne. Zasolenie mas wód umiarkowanych jest mniejsze niż tropikalnych, ponieważ efekt odsalania wywierają nie tylko rzeki i opady atmosferyczne, które tu spadają, ale także wpadające na te szerokości geograficzne;

Masy wód polarnych... Powstały na wybrzeżu i poza nim. Te masy wody mogą być przenoszone przez prądy do umiarkowanych, a nawet tropikalnych szerokości geograficznych. W rejonach polarnych obu półkul woda schładza się do -2 ° C, ale nadal pozostaje płynna. Dalsze obniżanie prowadzi do powstawania lodu. Masy wód polarnych charakteryzują się dużą ilością pływającego lodu, a także lodu, który tworzy ogromne przestrzenie lodowe. Pozostaje w lodzie przez cały rok i stale dryfuje. Na półkuli południowej, w rejonach mas wód polarnych, wchodzą one w strefy umiarkowane znacznie dalej niż na północy. Zasolenie mas wód polarnych jest niskie, ponieważ lód ma silne działanie odsalające.Nie ma wyraźnych granic pomiędzy wymienionymi masami wód, ale istnieją strefy przejściowe - strefy wzajemnego oddziaływania sąsiednich mas wód. Najbardziej widoczne są w miejscach, gdzie spotykają się prądy ciepłe i zimne. Każda masa wody jest mniej lub bardziej jednorodna pod względem właściwości, ale w strefach przejściowych cechy te mogą się radykalnie zmienić.

Masy wodne aktywnie oddziałują: dają jej ciepło i wilgoć, pochłaniają z niej dwutlenek węgla i uwalniają tlen.

LEKCJA 9

Temat: Masy wodne i ich właściwości

cel: aktualizacja wiedzy o właściwościach wód Oceanu Światowego; formułowanie wiedzy o masach wodnych i ich charakterystycznych cechach; promować zrozumienie wzorców ruchu prądów oceanicznych; poprawić umiejętność pracy z mapami tematycznymi atlasu; rozwijać umiejętności badawcze, umiejętność definiowania pojęć, dokonywania uogólnień, wyciągania analogii, ustalania związków przyczynowych, wyciągania wniosków; kształcić samodzielność, odpowiedzialność, uważność.

Ekwipunek: mapa fizyczna świata, podręczniki, atlasy, mapy konturowe.

Rodzaj lekcji: połączone.

Oczekiwane rezultaty: studenci będą potrafili podać przykłady mas wodnych o różnych właściwościach, porównać ich właściwości; pokaż na mapie największe ciepłe i zimne prądy powierzchniowe i wyjaśnij ich ruchy.

Podczas zajęć

І ... kwestie organizacyjne

ІІ ... Aktualizacja podstawowej wiedzy i umiejętności

Sprawdzenie prac domowych

Praca w parach

Recepcja „Wzajemne przesłuchanie”, „Wzajemna kontrola”

Uczniowie wymieniają się zeszytami i decydują, przygotowane w domu, zadania testowe, sprawdzają między sobą poprawność ich realizacji.

Recepcja „Dlaczego”

Dlaczego temperatura powietrza zmienia się od równika do biegunów?

Dlaczego masy powietrza mają różne właściwości?

Dlaczego masy powietrza nieustannie się poruszają?

Dlaczego pasaty mają północny wschód i południowy wschód?

kierunek?

Dlaczego powstają monsuny?

Dlaczego ilość opadów w pobliżu równika i na tropikalnych szerokościach geograficznych?

Recepcja „Problem problem”

Dlaczego izotermy na mapach klimatycznych zmieniają swój zasięg równoleżnikowy na meandrowanie?

III ... Motywacja działań edukacyjnych i poznawczych

Recepcja „Praktyczność teorii”

Teraz wiesz, że klimat powstaje pod wpływem trzech głównych czynników klimatotwórczych, które oddziałują ze sobą i tworzą warunki do powstawania różnych warunków klimatycznych na Ziemi.

W trakcie badania charakterystyki czynników klimatotwórczych wielokrotnie zwracaliśmy uwagę na rolę mas powietrza, które tworzą się nad oceanami i niosą wilgoć na kontynenty. Aby zrozumieć, jaką rolę odgrywają oceany w kształtowaniu klimatu i życia planety jako całości, dowiemy się więcej o głównym komponencie natury Oceanu Światowego - jego masach wodnych.

І V. Nauka nowego materiału

1 Powstanie pojęcia „mas wodnych”

Zadanie. Pamiętaj, jakie są masy powietrza i ich rodzaje. Podobnie jak w koncepcji mas powietrza powstających w oceanie powietrznym, w Oceanie Światowym wyróżnia się masy wody.

Masy wodne- duże ilości wody wytwarzanej w niektórych częściach oceanu i różniące się od siebie:

Temperatura

Zasolenie,

Gęstość,

Przezroczystość,

Ilość tlenu i inne właściwości.

W zależności od regionów ich powstawania rozróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Polarny,

Umiarkowany,

Tropikalny,

Równikowe, które z kolei dzielą się na podtypy:

Przybrzeżny

Śródoceaniczny.

Masy wody również zmieniają się wraz z głębokością: odróżniają

powierzchowny

pośredni,

głęboki

masy wód dennych.

Grubość warstwy mas wód powierzchniowych sięga 200-250 m. Będąc w stałym kontakcie z atmosferą, w ciągu roku zmieniają większość swoich cech, aktywnie poruszając się w przestrzeni.

Głównymi właściwościami mas wodnych są temperatura i zasolenie. .

Wniosek 1... W Oceanie Światowym powstają znaczne ilości wody o określonych właściwościach - masy wody. Właściwości mas wodnych zmieniają się w zależności od głębokości i miejsca ich powstawania.

2 Aktualizacja wiedzy o podstawowych właściwościach mas wodnych

Praca z mapą „Średnie roczne zasolenie wód na powierzchni Oceanu Światowego”

Zadanie

1) Określ prawidłowości rozkładu zasolenia wód powierzchniowych Oceanu Światowego.

2) Wyjaśnij czynniki stojące za tym rozkładem.

Średnie zasolenie wód oceanicznych wynosi 35 ‰.

Na równikowych szerokościach geograficznych zasolenie jest nieznacznie zmniejszone ze względu na intensywność efektu odsalania opadów atmosferycznych.

W subtropikalnych i tropikalnych szerokościach geograficznych zasolenie jest zwiększone- tutaj parowanie przeważa nad opadami atmosferycznymi, zwiększa stężenie soli.

W umiarkowanych szerokościach geograficznych zasolenie jest zbliżone do średniej.

Zasolenie zmniejsza się na dużych szerokościach geograficznych ze względu na niskie parowanie, topnienie lodu morskiego, spływy rzeczne (na półkuli północnej).

Zasolenie wód powierzchniowych oceanów pod wpływem wielu czynników waha się w dość szerokich przedziałach – od 31 ‰ w Zatoce Gwinejskiej do 42 ‰ w Morzu Czerwonym... Na głębokościach powyżej kilkuset metrów prawie wszędzie zbliża się do 34,8 ‰, a od głębokości 1500 m do dna wynosi 34,5 ‰.

Wniosek 2. Zasolenie mas wód powierzchniowych oceanu zależy przede wszystkim od warunków klimatycznych, które zmieniają się wraz z szerokością geograficzną. Na rozkład zasolenia mają również wpływ prądy i stopień zamknięcia basenów morskich, zwłaszcza mórz śródlądowych.

Zadanie... Przeanalizuj mapę wskaźników średniej rocznej temperatury wód powierzchniowych Oceanu Światowego i wyjaśnij przyczyny zmian tych wskaźników.

Na równikowych szerokościach geograficznych temperatura wód powierzchniowych przez cały rok wynosi 27-28 ° C.

W strefach tropikalnych średnio 20-25°C.

Jednak to na tych szerokościach geograficznych odnotowano najwyższe średnie roczne temperatury (w Zatoce Perskiej - 37 ° С, w Morzu Czerwonym - 32 ° С).

Umiarkowane szerokości geograficzne charakteryzują się sezonową zmianą temperatury wody, a średnia roczna stopniowo spada w kierunku biegunów od 10 do 0 ° С.

Na szerokościach polarnych temperatura wód oceanicznych w ciągu roku waha się od 0 do -2 ° C. Przy temperaturze około -2 ° C zamarza woda morska o średnim zasoleniu (im wyższe zasolenie, tym niższa temperatura zamarzania ).

W konsekwencji temperatura powierzchniowej warstwy wód zależy od klimatu i spada od równika do biegunów.

Średnia temperatura powierzchniowej warstwy wód oceanicznych wynosi 17-54 ° C. Wraz z głębokością temperatura wody spada dość szybko do głębokości 200 m, od 200 do 1000 m - wolniej. Na głębokościach powyżej 1000 m temperatura wynosi około 2 ... + 3 ° C.

Średnia temperatura całej masy wody w oceanie wynosi 4°C.

Woda oceaniczna ma ogromną pojemność cieplną 1 m3 wody, schładzając o 1°C, potrafi ogrzać ponad 3300 m3 powietrza o 1°C.

Wniosek 3... Rozkład temperatury wód powierzchniowych Oceanu Światowego ma charakter strefowy. Temperatura wody spada wraz z głębokością.

3 prądy na Oceanie Światowym

Już w starożytności ludzie ustalili, że dzięki wiatrowi wiejącemu nad morzem powstają nie tylko fale, ale także prądy, które odgrywają ogromną rolę w procesie dystrybucji ciepła na Ziemi.

prądy oceaniczne- poziome przemieszczenie ogromnych mas wody w określonym kierunku na duże odległości.

Zadanie. Porównaj mapy klimatyczne i fizyczne, określ związek między stałymi wiatrami a prądami powierzchniowymi.

Wniosek 4. Kierunek największych prądów morskich prawie pokrywa się z głównymi prądami powietrznymi planety. Najpotężniejsze prądy powierzchniowe tworzą dwa rodzaje wiatrów: zachodnie, wiejące z zachodu na wschód oraz pasaty, wiejące ze wschodu na zachód.

W zależności od właściwości wody rozróżnia się prądy ciepłe i zimne. interakcja przepływów atmosferycznych prowadzi do powstania układu wirów prądów powierzchniowych.

V. Konsolidacja badanego materiału

Recepcja „Warsztat geograficzny” (w zależności od dostępności czasu nauki)

Zadanie... Korzystając z map zasolenia i temperatury wód powierzchniowych oraz tekstu podręcznika dokonaj charakterystyki mas wód. Wpisz wyniki do tabeli.

Recepcja „Blitzopros”

Czym są masy wodne? Czy w Oceanie Światowym rozróżnia się rodzaje mas wodnych?

Od czego zależy rozkład zasolenia wód Oceanu Światowego?

Jak i dlaczego zmienia się temperatura wody od równika do biegunów i wraz z głębokością?

Podaj przykłady prądów, których nazwy pokrywają się z nazwami powstających wiatrów.

VІ ... Ielegantować się lekcja, Podbicie

Jakie nowe odkrycia dokonałeś dzisiaj na lekcji?

VІІ ... ZADANIE DOMOWE

1. Opracuj odpowiedni akapit podręcznika.

2. Zaznacz na mapie konturowej największe ciepłe i zimne prądy Oceanu Światowego.

3. Zbierzcie się w grupy na następną lekcję.

4. Przeprowadź badania: „Interakcja Oceanu Światowego, atmosfery

i sushi, jego konsekwencje ”. Sformatuj wyniki w postaci diagramu (lub rysunku) z odpowiednimi komentarzami.

Pośrednie masy wody... Mają dolną granicę w granicach 500-1000 m. W tropikalnych szerokościach geograficznych pośrednie masy wody powstają w warunkach zwiększonego parowania i stałego wzrostu. To wyjaśnia fakt, że wody pośrednie występują między 20 ° a 60 ° na półkuli północnej i południowej;

Masy wód dennych... Zajmują obszar poniżej 5000 m i mają stałe zasolenie, bardzo dużą gęstość, a ich ruch poziomy jest wolniejszy niż pionowy.

W zależności od pochodzenia rozróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

Tropikalny... Tworzą się w tropikalnych szerokościach geograficznych. Temperatura wody tutaj wynosi 20-25 °. Na temperaturę tropikalnych mas wody duży wpływ mają prądy oceaniczne. Zachodnie części oceanów są cieplejsze, gdzie ciepłe prądy (patrz) pochodzą z równika. Wschodnie części oceanów są zimniejsze, ponieważ przychodzą tu zimne prądy. Sezonowo temperatura tropikalnych mas wody zmienia się o 4°. Zasolenie tych mas wód jest znacznie wyższe niż zasolenie równikowych, ponieważ w wyniku opadających prądów powietrza powstają tu niewielkie opady i spadają;

Masy wodne aktywnie oddziałują: dają jej ciepło i wilgoć, pochłaniają z niej dwutlenek węgla i uwalniają tlen.

Pod wpływem pewnych czynników geofizycznych. Masa wody charakteryzuje się stałym i ciągłym rozkładem właściwości fizykochemicznych i biologicznych przez długi czas. Wszystkie składniki masy wody tworzą rodzaj jednego kompleksu, który może się zmieniać lub poruszać jako całość. W przeciwieństwie do mas powietrza, podział na strefy pionowe odgrywa dość ważną rolę dla mas.

Główne cechy mas wodnych:

temperatura wody,
zawartość soli biogennych (fosforany, krzemiany, azotany),
zawartość rozpuszczonych gazów (tlen, dwutlenek węgla).

Charakterystyki mas wodnych nie są stałe, zmieniają się w określonych granicach w zależności od pory roku i lat. Nie ma wyraźnych granic między masami wodnymi, istnieją natomiast strefy przejściowe wzajemnego oddziaływania. Najwyraźniej widać to na granicy ciepłych i zimnych prądów morskich.

Głównymi czynnikami kształtowania się mas wodnych są bilanse cieplne i wodne regionu.

Masy wodne dość aktywnie oddziałują z atmosferą. Dają mu ciepło i wilgoć, biogenny i mechaniczny tlen, a z niego przyswajają dwutlenek węgla.

Klasyfikacja

Rozróżnij masy wody pierwotnej i wtórnej. Do tych pierwszych należą te, których cechy kształtują się pod wpływem atmosfery ziemskiej. Charakteryzują się największą amplitudą zmian swoich właściwości w określonej objętości słupa wody. Wtórne masy wody obejmują te, które powstają pod wpływem mieszania pierwotnego. Charakteryzują się największą jednorodnością.

Pod względem głębokości oraz właściwości fizyczno-geograficznych wyróżnia się następujące rodzaje mas wodnych:

powierzchowny:
- powierzchnia (pierwotna) - do głębokości 150-200 m,
- podpowierzchnia (pierwotna i wtórna) - od 150-200 m do 400-500 m;
pośrednia (pierwotna i wtórna) - środkowa warstwa wód oceanicznych o miąższości ok. 1000 m, na głębokościach od 400-500 m do 1000-1500 m, których temperatura jest tylko kilka stopni powyżej punktu zamarzania wody; stała granica między wodami powierzchniowymi i głębokimi, co zapobiega ich mieszaniu;
głęboki (wtórny) - na głębokości 1000-1500 m do 2500-3000 m;
dno (wtórne) - głębsze niż 3 km.

Rozpiętość

Rodzaje mas wód powierzchniowych

Równikowy

Przez cały rok wody równikowe są silnie nagrzewane przez znajdujące się w zenicie słońce. Grubość warstwy - 150-300 g. Prędkość ruchu poziomego waha się od 60-70 do 120-130 cm/sek. Mieszanie pionowe odbywa się z prędkością 10 -2 10 -3 cm/sek. Temperatura wody wynosi 27 ° ... + 28 ° C, zmienność sezonowa jest niewielka 2 ° C. Średnie zasolenie wynosi od 33-34 do 34-35 ‰, niższe niż w tropikalnych szerokościach geograficznych, ponieważ liczne rzeki i silne dobowe opady mają dość silny wpływ, odsalając górną warstwę wody. Gęstość warunkowa 22,0-23,0. Zawartość tlenu 3,0-4,0 ml/l; fosforany - 0,5-1,0 μg-at / l.

Tropikalny

Grubość warstwy - 300-400 g. Prędkość ruchu poziomego waha się od 10-20 do 50-70 cm/sek. Mieszanie pionowe odbywa się z prędkością 10 -3 cm/sek. Temperatura wody waha się od 18-20 do 25-27 ° C. Średnie zasolenie 34,5-35,5 ‰. Gęstość warunkowa 24,0-26,0. Zawartość tlenu 2,0-4,0 ml/l; fosforany - 1,0-2,0 μg-at / l.

Subtropikalny

Grubość warstwy - 400-500 g. Prędkość ruchu poziomego wynosi od 20-30 do 80-100 cm/sek. Mieszanie pionowe odbywa się z prędkością 10 -3 cm/sek. Temperatura wody waha się od 15-20 do 25-28 °C. Średnie zasolenie od 35-36 do 36-37 ‰. Gęstość warunkowa od 23,0-24,0 do 25,0-26,0. Zawartość tlenu 4,0-5,0 ml/l; fosforany -

Podbiegunowy

Grubość warstwy wynosi 300-400 g. Prędkość ruchu w poziomie wynosi od 10-20 do 30-50 cm/sek. Mieszanie pionowe odbywa się z prędkością 10 -4 cm/sek. Temperatura wody waha się od 15-20 do 5-10°C. Średnie zasolenie 34-35 ‰. Gęstość warunkowa 25,0-27,0. Zawartość tlenu 4,0-6,0 ml/l; fosforany - 0,5-1,5 μg-at / l.

Literatura

(Angielski) Emery, WJ i J. Meincke. 1986 Globalne masy wody: podsumowanie i przegląd. Oceanologica Acta 9: -391.
(rus.) Agenorov V.K.O głównych masach wodnych w hydrosferze, M. - Swierdłowsk, 1944.
(ros.) Zubov N.N. Oceanologia dynamiczna. M.-L., 1947.
(rus.) Muromtsev A.M. Główne cechy hydrologii Oceanu Spokojnego, L., 1958.
(rus.) Muromtsev A.M. Główne cechy hydrologii Oceanu Indyjskiego, L., 1959.
(rus.) Dobrovolsky AD O określaniu mas wody // Oceanologia, 1961, t. 1, wydanie 1.
(niemiecki) Defant A., Dynamische Ozeanographie, B., 1929.
(Angielski) Sverdrup H.U., Jonson MW, Fleming R.N., The oceans, Englewood Cliffs, 1959.

Cała masa wód Oceanu Światowego jest umownie podzielona na powierzchniową i głęboką. Wody powierzchniowe – warstwa o grubości 200–300 m – są bardzo niejednorodne pod względem naturalnych właściwości; można je nazwać troposfera oceaniczna. Reszta wód - stratosfera oceaniczna, stanowiące główną masę wód, bardziej jednorodną.

Wody powierzchniowe – strefa aktywnego oddziaływania termicznego i dynamicznego

ocean i atmosfera. Zgodnie ze strefowymi zmianami klimatycznymi dzielą się one na różne masy wody, przede wszystkim ze względu na ich właściwości termohalinowe. Masy wodne- Są to stosunkowo duże ilości wody, które tworzą się w określonych strefach (ogniskach) oceanu i mają przez długi czas stabilne właściwości fizykochemiczne i biologiczne.

Przeznaczyć pięć typów masy wody: równikowe, tropikalne, subtropikalne, subpolarne i polarne.

Równikowe masy wód(0-5 ° N) tworzą przeciwprądy międzybranżowe. Mają stale wysokie temperatury (26-28 ° C), wyraźną warstwę skoku temperatury na głębokości 20-50 m, niską gęstość i zasolenie - 34 - 34,5 ‰, niską zawartość tlenu - 3-4 g / m 3, małe nasycenie formami życia. Dominuje wzrost mas wody. W atmosferze nad nimi unosi się pas niskiego ciśnienia i spokoju.

Tropikalne masy wodne(5– 35° N sz. i 0-30°S. sh.) są rozmieszczone wzdłuż obrzeży równikowych subtropikalnych maksimów barycznych; tworzą prądy pasatowe. Temperatura latem osiąga +26 ... + 28 ° С, zimą spada do +18 ... +20 ° С i różni się od zachodnich i wschodnich wybrzeży prądami i stacjonarnymi upwellingami i downwellingami przybrzeżnymi. Upwelling(pol, upwelling- wynurzenie) - wznoszący się ruch wody z głębokości 50–100 m, generowany przez wiatry przeciwne w pobliżu zachodnich wybrzeży kontynentów w pasie 10–30 km. Wody głębokie, bogate w substancje biogenne i mineralne, mające niską temperaturę, a co za tym idzie znaczne nasycenie tlenem, wchodzące w strefę oświetlaną powierzchniowo, zwiększają produktywność masy wodnej. Downwelling- prądy zstępujące u wschodnich wybrzeży kontynentów spowodowane przypływem wody; przenoszą ciepło i tlen. Warstwa skoku temperatury jest wyrażona przez cały rok, zasolenie wynosi 35-35,5 2, zawartość tlenu 2-4 g / m 3.

Subtropikalne masy wody posiadają najbardziej charakterystyczne i stabilne właściwości w „rdzeniu” - okrągłych obszarach ograniczonych dużymi prądami. Temperatura w ciągu roku waha się od 28 do 15°C, występuje warstwa skoku temperatury. Zasolenie 36–37 ‰, zawartość tlenu 4–5 g / m 3. W centrum wirów wody toną. W ciepłych prądach subtropikalne masy wody wnikają w umiarkowane szerokości geograficzne do 50 ° C. sz. i 40–45 ° S. sz. Te przekształcone, subtropikalne masy wód zajmują tu prawie w całości wody oceanów atlantyckich, pacyficznych i indyjskich. W miarę ochładzania się, wody podzwrotnikowe wydzielają do atmosfery ogromne ilości ciepła, szczególnie zimą, odgrywając bardzo istotną rolę w planetarnej wymianie ciepła między szerokościami geograficznymi. Granice wód subtropikalnych i tropikalnych są dość arbitralne, dlatego niektórzy oceanolodzy łączą je w jeden rodzaj wód tropikalnych.

Podbiegunowy- subarktyczne (50 - 70 ° N) i subantarktyczne (45-60 ° S) masy wodne. Dla nich różnorodność cech charakterystyczna jest zarówno dla pór roku, jak i dla półkul. Temperatura latem wynosi 12–15 ° С, zimą 5–7 ° С, spadając w kierunku biegunów. Praktycznie nie ma lodu morskiego, ale są góry lodowe. Warstwa skoku temperatury jest wyrażona tylko latem. Zasolenie spada z 35 do 33 ‰ w kierunku biegunów. Zawartość tlenu wynosi 4 - 6 g/m 3, więc wody są bogate w formy życia. Te masy wody zajmują Północny Atlantyk i Ocean Spokojny, przenikając zimnymi prądami wzdłuż wschodnich wybrzeży kontynentów do umiarkowanych szerokości geograficznych. Na półkuli południowej tworzą ciągłą strefę na południe od wszystkich kontynentów. Ogólnie jest to zachodnia cyrkulacja mas powietrza i wody, pas burzowy.

Masy wód polarnych w Arktyce i wokół Antarktydy mają niskie temperatury: latem około 0 ° С, zimą –1,5 ... –1,7 ° С. Słonawe morze i świeży lód kontynentalny oraz ich fragmenty są tutaj stałe. Nie ma warstwy skoku temperatury. Zasolenie 32–33 ‰. Maksymalna ilość tlenu rozpuszcza się w zimnych wodach - 5-7 g / m 3. Na granicy z wodami podbiegunowymi obserwuje się zapadanie gęstych wód zimnych, zwłaszcza zimą.

Każda masa wodna ma swoje własne ognisko powstawania. Gdy spotykają się masy wody o różnych właściwościach, fronty oceanologiczne, lub strefy konwergencji (łac. skupiać- zbieżne). Zwykle tworzą się na styku ciepłych i zimnych prądów powierzchniowych i charakteryzują się zapadaniem mas wody. Na Oceanie Światowym jest kilka stref czołowych, ale główne to cztery, dwie na półkuli północnej i południowej. W umiarkowanych szerokościach geograficznych wyrażają się one u wschodnich wybrzeży kontynentów na granicach subpolarnych i subtropikalnych wirów cyklonicznych z ich odpowiednimi zimnymi i ciepłymi prądami: w pobliżu Nowej Fundlandii, Hokkaido, Falklandów i Nowej Zelandii. W tych strefach czołowych charakterystyki hydrotermalne (temperatura, zasolenie, gęstość, prędkości prądu, sezonowe wahania temperatury, wielkość fal wiatru, ilość mgły, zachmurzenie itp.) osiągają wartości ekstremalne. Na wschodzie, na skutek mieszania się wód, kontrasty frontalne ulegają zatarciu. To w tych strefach powstają czołowe cyklony o pozatropikalnych szerokościach geograficznych. Dwie strefy czołowe istnieją również po obu stronach równika termicznego u zachodnich wybrzeży kontynentów, między stosunkowo zimnymi wodami tropikalnymi a ciepłymi wodami równikowymi o przeciwprądach międzybranżowych. Wyróżniają się również wysokimi wartościami cech hydrometeorologicznych, dużą aktywnością dynamiczną i biologiczną oraz intensywnym oddziaływaniem oceanu z atmosferą. Są to obszary, z których powstają tropikalne cyklony.

jest w oceanie i strefy dywergencji (łac. diuergento- zbocza) - strefy rozbieżności prądów powierzchniowych i podniesienia się wód głębokich: na zachodnich wybrzeżach kontynentów umiarkowanych i powyżej równika termicznego na wschodnich wybrzeżach kontynentów. Strefy takie są bogate w fito- i zooplankton, wyróżniają się zwiększoną produktywnością biologiczną i są obszarami efektywnego rybołówstwa.

Stratosfera oceaniczna jest podzielona pod względem głębokości na trzy warstwy, różniące się temperaturą, oświetleniem i innymi właściwościami: wody pośrednie, głębokie i przydenne. Wody pośrednie zalegają na głębokościach od 300–500 do 1000–1200 m. Ich miąższość jest największa na szerokościach polarnych oraz w środkowych partiach antycyklonów, gdzie przeważa osiadanie wody. Ich właściwości różnią się nieco w zależności od szerokości dystrybucji. Ogólny transport tych wód kierowany jest z dużych szerokości geograficznych w kierunku równika.

Wody głębokie, a zwłaszcza przydenne (miąższość tej ostatniej warstwy wynosi 1000–1500 m nad dnem) wyróżniają się dużą jednorodnością (niskie temperatury, bogactwo tlenu) oraz małą szybkością przemieszczania się w kierunku południkowym od szerokości polarnych do równik. Szczególnie rozpowszechnione są wody antarktyczne, „osuwające się” z kontynentalnego zbocza Antarktydy. Zajmują nie tylko całą półkulę południową, ale także osiągają 10–12 ° N. sz. na Oceanie Spokojnym, do 40°N. sz. na Atlantyku i na Morzu Arabskim na Oceanie Indyjskim.

Z charakterystyki mas wodnych, zwłaszcza powierzchniowych, oraz prądów wyraźnie widać wzajemne oddziaływanie oceanu i atmosfery. Ocean oddaje do atmosfery większość ciepła, przekształcając energię promieniowania słonecznego w energię cieplną. Ocean jest ogromnym gorzelnikiem, który zaopatruje ląd w świeżą wodę poprzez atmosferę. Ciepło przedostające się do atmosfery z oceanów powoduje różne ciśnienia atmosferyczne. Ze względu na różnicę ciśnień generowany jest wiatr. Powoduje podekscytowanie i prądy, które przenoszą ciepło na duże szerokości geograficzne lub zimno na niskie szerokości geograficzne itp. Procesy interakcji między dwiema powłokami Ziemi - atmosferą i oceanosferą - są złożone i różnorodne.

W wyniku dynamicznych procesów zachodzących w słupie wody oceanicznej powstaje w nim mniej lub bardziej ruchliwe rozwarstwienie wód. Rozwarstwienie to prowadzi do izolacji tzw. mas wodnych. Masy wodne to wody charakteryzujące się nieodłącznymi właściwościami zachowawczymi. Ponadto masy wodne nabywają te właściwości w określonych obszarach i zachowują je w całej przestrzeni swojego rozmieszczenia.

Według V.N. Stiepanow (1974), różnią się: masami wód powierzchniowych, pośrednich, głębokich i dennych. Główne rodzaje mas wodnych można z kolei podzielić na odmiany.

Masy wód powierzchniowych charakteryzują się tym, że powstają w wyniku bezpośredniego oddziaływania z atmosferą. W wyniku oddziaływania z atmosferą te masy wodne są najbardziej podatne na: pobudzenie przez fale, zmiany właściwości wody oceanicznej (temperatura, zasolenie i inne właściwości).

Grubość mas powierzchniowych wynosi średnio 200-250 m. Wyróżnia je również maksymalna intensywność przenoszenia - średnio około 15-20 cm/sw kierunku poziomym i 10-10-4 - 2-10-4 cm/ s w kierunku pionowym. Dzielą się na równikowe (E), tropikalne (ST i UT), subarktyczne (SbAr), subantarktyczne (SbAn), Antarktyczne (An) i arktyczne (Ar).

Pośrednie masy wody są alokowane w rejonach polarnych o podwyższonych temperaturach, w rejonach umiarkowanych i tropikalnych o niskim lub wysokim zasoleniu. Ich górną granicą jest granica z masami wód powierzchniowych. Dolna granica leży na głębokości od 1000 do 2000 m. Pośrednie masy wód dzielą się na: subantarktyczne (PSbAn), subarktyczne (PSbAr), północnoatlantycki (PSat), północno-Ocean Indyjski (PSI), Antarktyda (PAn) i masy arktyczne (PAR).

Główna część pośrednich mas wód subpolarnych powstaje w wyniku osiadania wód powierzchniowych w strefach konwergencji subpolarnej. Transfer tych mas wody jest kierowany z regionów subpolarnych na równik. W Oceanie Atlantyckim subantarktyczne masy wód pośrednich przechodzą poza równik i są rozmieszczone do około 20 ° N, na Oceanie Spokojnym - do równika, na Oceanie Indyjskim - do około 10 ° S. Subarktyczne wody pośrednie na Oceanie Spokojnym również sięgają równika. W Oceanie Atlantyckim szybko toną i giną.

W północnej części Oceanu Atlantyckiego i Indyjskiego masy pośrednie mają inne pochodzenie. Tworzą się nawet na powierzchni w obszarach o wysokim parowaniu. W efekcie powstają nadmiernie słone wody. Ze względu na dużą gęstość te słone wody powoli toną. Do tego dochodzą gęste słone wody Morza Śródziemnego (na Północnym Atlantyku) i Morza Czerwonego oraz Zatoki Perskiej i Omańskiej (na Oceanie Indyjskim). W Oceanie Atlantyckim wody pośrednie przepływają pod warstwą powierzchniową na północ i południe od szerokości Cieśniny Gibraltarskiej. Rozprzestrzeniają się między 20 a 60 ° N. Na Oceanie Indyjskim wody te rozprzestrzeniają się na południe i południowy wschód do szerokości geograficznej 5-10 ° S.

Schemat cyrkulacji wód pośrednich został ujawniony przez V.A. Burkov i R.P. Bułatow. Wyróżnia się niemal całkowitym wytłumieniem cyrkulacji wiatru w strefie tropikalnej i równikowej oraz niewielkim przesunięciem zakrętów podzwrotnikowych w kierunku biegunów. W związku z tym wody pośrednie z frontów polarnych rozprzestrzeniły się na regiony tropikalne i subpolarne. Ten sam system cyrkulacji zawiera podpowierzchniowe przeciwprądy równikowe typu przepływu Łomonosowa.

Masy głębinowe powstają głównie na dużych szerokościach geograficznych. Ich powstawanie wiąże się z mieszaniem się mas wód powierzchniowych i pośrednich. Zwykle tworzą się na morzu. Ochładzając się i odpowiednio nabierając większej gęstości, masy te stopniowo osuwają się w dół zbocza kontynentalnego i rozprzestrzeniają się w kierunku równika. Dolna granica wód głębokich znajduje się na głębokości około 4000 m. Intensywność cyrkulacji wód głębokich badał V.A. Burkow, R.P. Bułatow i A.D. Szczerbinina. Osłabia wraz z głębokością. Główną rolę w ruchu poziomym tych mas wodnych odgrywają: południowe wiry antycykloniczne; okołobiegunowy prąd głęboki na półkuli południowej, który zapewnia głęboką wymianę wody między oceanami. Prędkości ruchu poziomego wynoszą około 0,2-0,8 cm/s, a pionowego od 1 10-4 do 7 10O4 cm/s.

Masy głębinowe dzielą się na: okołobiegunowe masy głębinowe półkuli południowej (GCP), Północnego Atlantyku (GSAT), Północnego Pacyfiku (GST), Północnego Oceanu Indyjskiego (GSI) i Arktyki (GAR). Wody atlantyckie charakteryzują się zwiększonym zasoleniem (do 34,95%) i temperaturą (do 3°) oraz nieznacznie zwiększoną prędkością przemieszczania się. Na ich powstawanie składają się: wody wysokich szerokości geograficznych, schładzane na szelfach polarnych i tonące z mieszaniem wód powierzchniowych i pośrednich, ciężkie słone wody Morza Śródziemnego, raczej słone wody Prądu Zatokowego. Ich tonięcie nasila się wraz z przemieszczaniem się na wyższe szerokości geograficzne, gdzie doświadczają stopniowego ochładzania.

Głębokie wody okołobiegunowe powstają wyłącznie w wyniku ochłodzenia wód w antarktycznych rejonach Oceanu Światowego. Północne głębokie masy Oceanu Indyjskiego i Pacyfiku mają lokalne pochodzenie. Na Oceanie Indyjskim z powodu spływu słonych wód z Morza Czerwonego i Zatoki Perskiej. Na Oceanie Spokojnym, głównie ze względu na ochłodzenie wód na szelfie Morza Beringa.

Masy wód dennych wyróżniają się najniższymi temperaturami i największą gęstością. Zajmują resztę oceanu głębszą niż 4000 m. Masy te charakteryzują się bardzo powolnym ruchem poziomym, głównie w kierunku południkowym. Masy denne wyróżniają się nieco większymi wartościami ruchu pionowego w porównaniu do mas głębinowych. Wartości te wynikają z napływu ciepła geotermalnego z dna oceanu. Te masy wody powstają w wyniku osiadania mas wód leżących. Wśród przydennych mas wód najbardziej rozpowszechnione są przydenne wody Antarktydy (PrAn). Wody te są dobrze śledzone przez najniższe temperatury i stosunkowo wysoką zawartość tlenu. Centrum ich powstawania stanowią antarktyczne regiony Oceanu Światowego, a w szczególności szelf antarktyczny. Ponadto wyróżnia się masy wód dennych Północnego Atlantyku i Północnego Pacyfiku (PrSat i PrST).

W stanie cyrkulacji znajdują się również masy wód dennych. Charakteryzują się głównie transportem południkowym w kierunku północnym. Ponadto w północno-zachodniej części Atlantyku wyraźnie zaznacza się prąd południowy, zasilany zimnymi wodami basenu norwesko-grenlandzkiego. Szybkość ruchu mas dennych nieznacznie wzrasta podczas zbliżania się do dna.