ما هي كثافة الكتل المائية في المناطق المعتدلة؟ ما هي الكتل المائية الأكثر حركة؟

تعليم

ما هي الكتل المائية وأنواعها؟ الأنواع الرئيسية للكتل المائية

30 سبتمبر 2017

يقسم الخبراء الكتلة الإجمالية لجميع مياه المحيط العالمي إلى نوعين - سطحي وعميق. ومع ذلك، فإن هذا التقسيم مشروط للغاية. يتضمن التصنيف الأكثر تفصيلاً المجموعات العديدة التالية، والتي يتم تمييزها بناءً على الموقع الإقليمي.

تعريف

أولاً، دعونا نحدد ما هي الكتل المائية. في الجغرافيا، يشير هذا التعيين إلى كمية كبيرة إلى حد ما من المياه التي تتشكل في جزء أو آخر من المحيط. تختلف الكتل المائية عن بعضها البعض في عدد من الخصائص: الملوحة ودرجة الحرارة وكذلك الكثافة والشفافية. يتم التعبير عن الاختلافات أيضًا في كمية الأكسجين ووجود الكائنات الحية. لقد قدمنا تعريفًا لما هي الكتل المائية. الآن نحن بحاجة إلى النظر في أنواعها المختلفة.

الماء بالقرب من السطح

المياه السطحية هي تلك المناطق التي يحدث فيها تفاعلها الحراري والديناميكي مع الهواء بشكل أكثر نشاطًا. وفقا للخصائص المناخية المتأصلة في مناطق معينة، يتم تقسيمها إلى فئات منفصلة: الاستوائية، الاستوائية، شبه الاستوائية، القطبية، شبه القطبية. يحتاج تلاميذ المدارس الذين يجمعون المعلومات للإجابة على سؤال ما هي الكتل المائية إلى معرفة عمق حدوثها. وإلا فإن الإجابة في درس الجغرافيا ستكون ناقصة.

يصل عمق المياه السطحية إلى 200-250 مترًا، وغالبًا ما تتغير درجة حرارتها، لأنها تتشكل تحت تأثير هطول الأمطار. تتشكل الأمواج، وكذلك تيارات المحيط الأفقية، في عمود الماء السطحي. هذا هو المكان الذي توجد فيه أكبر كمية من الأسماك والعوالق. بين الكتل السطحية والعميقة توجد طبقة من الكتل المائية المتوسطة. ويتراوح عمقها من 500 إلى 1000 متر، وتتكون في المناطق ذات الملوحة العالية ومستويات التبخر العالية.

فيديو حول الموضوع

كتل المياه العميقة

يمكن أن يصل الحد الأدنى للمياه العميقة في بعض الأحيان إلى 5000 متر، وغالبًا ما يوجد هذا النوع من الكتلة المائية في خطوط العرض الاستوائية. تتشكل تحت تأثير المياه السطحية والمتوسطة. بالنسبة للمهتمين بماهية الكتل المائية وما هي خصائص أنواعها المختلفة، من المهم أيضًا أن تكون لديهم فكرة عن سرعة التيارات في المحيط. تتحرك كتل المياه العميقة ببطء شديد في الاتجاه الرأسي، لكن سرعتها الأفقية يمكن أن تصل إلى 28 كم في الساعة. الطبقة التالية هي كتل المياه السفلية. وتتواجد على أعماق تزيد عن 5000 متر، ويتميز هذا النوع بمستوى ثابت من الملوحة، بالإضافة إلى مستوى عالي من الكثافة.

كتل المياه الاستوائية

"ما هي الكتل المائية وأنواعها" هي أحد المواضيع الإجبارية لمقرر التعليم العام. يحتاج الطالب إلى معرفة أنه يمكن تصنيف المياه إلى مجموعة أو أخرى ليس فقط اعتمادًا على عمقها، ولكن أيضًا على موقعها الإقليمي. النوع الأول المذكور وفق هذا التصنيف هو الكتل المائية الاستوائية. وتتميز بارتفاع درجة الحرارة (تصل إلى 28 درجة مئوية)، وانخفاض الكثافة، وانخفاض محتوى الأكسجين. ملوحة هذه المياه منخفضة. ويوجد حزام من الضغط الجوي المنخفض فوق المياه الاستوائية.

كتل المياه الاستوائية

كما أنها يتم تسخينها جيدًا، ولا تتغير درجة حرارتها بأكثر من 4 درجات مئوية خلال المواسم المختلفة. لتيارات المحيط تأثير كبير على هذا النوع من المياه. ملوحتها أعلى، لأنه في هذه المنطقة المناخية توجد منطقة ذات ضغط جوي مرتفع، وهطول الأمطار قليل جدًا.

كتل مائية معتدلة

ومستوى ملوحة هذه المياه أقل من غيرها، وذلك لأنها يتم تحليتها عن طريق هطول الأمطار والأنهار والجبال الجليدية. موسمياً، يمكن أن تختلف درجة حرارة الكتل المائية من هذا النوع حتى 10 درجات مئوية. ومع ذلك، فإن تغير الفصول يحدث في وقت متأخر بكثير عما يحدث في البر الرئيسي. تختلف المياه المعتدلة اعتمادًا على ما إذا كانت في المناطق الغربية أو الشرقية من المحيط. الأول، كقاعدة عامة، بارد، والثاني أكثر دفئا بسبب ارتفاع درجة حرارة التيارات الداخلية.

الكتل المائية القطبية

ما هي المسطحات المائية الأكثر برودة؟ ومن الواضح أنها تلك الموجودة في القطب الشمالي وقبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية. وبمساعدة التيارات يمكن نقلها إلى المناطق المعتدلة والاستوائية. السمة الرئيسية للكتل المائية القطبية هي كتل الجليد العائمة والمساحات الضخمة من الجليد. ملوحتها منخفضة للغاية. في نصف الكرة الجنوبي، يتحرك الجليد البحري إلى خطوط العرض المعتدلة في كثير من الأحيان أكثر مما يفعل في الشمال.

طرق التشكيل

سيكون تلاميذ المدارس المهتمون بالكتل المائية مهتمين أيضًا بتعلم معلومات حول تكوينهم. الطريقة الرئيسية لتشكيلها هي الحمل الحراري، أو الخلط. ونتيجة للخلط، يغوص الماء إلى عمق كبير، حيث يتم تحقيق الاستقرار الرأسي مرة أخرى. يمكن أن تحدث هذه العملية على عدة مراحل، ويمكن أن يصل عمق الخلط الحراري إلى 3-4 كم. الطريقة التالية هي الاندساس، أو "الغوص". مع هذه الطريقة لتكوين الكتل، يغوص الماء بسبب العمل المشترك للرياح وتبريد السطح.

وهي كميات كبيرة من المياه تتشكل في أجزاء معينة من المحيط وتختلف عن بعضها البعض درجة حرارة, الملوحة, كثافة, الشفافية, كمية الأكسجين الموجودةوالعديد من الخصائص الأخرى. وعلى النقيض من ذلك، فإن التقسيم العمودي له أهمية كبيرة فيها.

في اعتمادا على العمقتتميز الأنواع التالية من الكتل المائية:

كتل المياه السطحية . وهي تقع في العمق 200-250 م. غالبًا ما تتغير درجة حرارة الماء وملوحته، حيث تتشكل هذه الكتل المائية تحت تأثير تدفق المياه القارية العذبة. في المياه السطحية تتشكل كتل أمواجو أفقي. يحتوي هذا النوع من الكتلة المائية على أعلى نسبة من العوالق والأسماك.

كتل مائية متوسطة . وهي تقع في العمق 500-1000 م. يوجد هذا النوع من الكتلة بشكل رئيسي في خطوط العرض الاستوائية في نصفي الكرة الأرضية ويتشكل في ظل ظروف التبخر المتزايد والزيادة المستمرة في الملوحة.

كتل المياه العميقة . الحد الأدنى يمكن أن يصل قبل 5000 م. يرتبط تكوينها باختلاط الكتل المائية السطحية والمتوسطة والكتل القطبية والاستوائية. تتحرك عموديًا ببطء شديد، ولكن أفقيًا بسرعة 28 م/ساعة.

كتل المياه السفلية . هم موجودون في أقل من 5000 م، لها ملوحة ثابتة وكثافة عالية جدًا.

يمكن تصنيف الكتل المائية ليس فقط اعتمادا على العمق، ولكن أيضا حسب الأصل. في هذه الحالة، يتم تمييز الأنواع التالية من الكتل المائية:

كتل المياه الاستوائية . يتم تسخينها جيدًا بواسطة الشمس، وتختلف درجة حرارتها حسب الموسم بما لا يزيد عن 2 درجة مئوية وهي 27 - 28 درجة مئوية. يتم تحليتها عن طريق هطول الأمطار الغزيرة وتتدفق إلى المحيط عند خطوط العرض هذه، وبالتالي فإن ملوحة هذه المياه أقل مما هي عليه في خطوط العرض الاستوائية.

كتل المياه الاستوائية . كما أنها تدفئها الشمس جيدًا، لكن درجة حرارة الماء هنا أقل مما هي عليه في خطوط العرض الاستوائية وتبلغ 20-25 درجة مئوية. موسمياً، تختلف درجة حرارة المياه في خطوط العرض الاستوائية بمقدار 4 درجات. تتأثر درجة حرارة الماء لهذا النوع من الكتلة المائية بشكل كبير بتيارات المحيط: الأجزاء الغربية من المحيطات، حيث تأتي التيارات الدافئة من خط الاستواء، أكثر دفئا من الأجزاء الشرقية، حيث تأتي هناك التيارات الباردة. ملوحة هذه المياه أعلى بكثير من ملوحة المياه الاستوائية، حيث أنه نتيجة لتيارات الهواء الهابطة، يتم إنشاء ضغط مرتفع وهطول الأمطار قليل. كما أن الأنهار ليس لها تأثير على تحلية المياه، حيث يوجد عدد قليل جدًا منها في خطوط العرض هذه.

كتل مائية معتدلة . حسب الموسم، تختلف درجة حرارة المياه في خطوط العرض هذه بمقدار 10 درجات: في الشتاء تتراوح درجة حرارة الماء من 0 درجة إلى 10 درجات مئوية، وفي الصيف تتراوح من 10 درجات إلى 20 درجة مئوية. وتتميز هذه المياه بالفعل بتغير الفصول، ولكنها تحدث في وقت متأخر عن الأرض وليست واضحة جدًا. وتكون ملوحة هذه المياه أقل من ملوحة المياه الاستوائية، حيث أن تأثير التحلية يحدث عن طريق هطول الأمطار، وتدفق الأنهار إلى هذه المياه، ودخولها إلى خطوط العرض هذه. وتتميز الكتل المائية المعتدلة أيضًا باختلاف درجات الحرارة بين الأجزاء الغربية والشرقية من المحيط: فالأجزاء الغربية من المحيطات، حيث تمر التيارات الباردة، تكون باردة، والمناطق الشرقية تدفئها التيارات الدافئة.

الكتل المائية القطبية . تتشكل في القطب الشمالي وقبالة الساحل ويمكن أن تحملها التيارات إلى خطوط العرض المعتدلة وحتى الاستوائية. وتتميز الكتل المائية القطبية بكثرة الجليد العائم، وكذلك الجليد الذي يشكل مساحات جليدية ضخمة. في نصف الكرة الجنوبي، في مناطق الكتل المائية القطبية، يمتد الجليد البحري إلى خطوط العرض المعتدلة أبعد بكثير مما هو عليه في نصف الكرة الشمالي. إن ملوحة كتل المياه القطبية منخفضة، لأن الجليد الطافي له تأثير قوي على تحلية المياه.

لا توجد حدود واضحة بين الأنواع المختلفة للكتل المائية التي تختلف في الأصل، ولكن هناك المناطق الانتقالية. يتم التعبير عنها بشكل واضح في الأماكن التي تلتقي فيها التيارات الدافئة والباردة.

تتفاعل الكتل المائية بشكل نشط: فهي تمنحها الرطوبة والحرارة وتمتص منه ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين.

أكثر الخصائص المميزة للكتل المائية هي و.

الكتل الهوائية

تحول الكتل الهوائية

يؤثر تأثير السطح الذي تمر عليه الكتل الهوائية على طبقاتها السفلية. يمكن أن يسبب هذا التأثير تغيرات في محتوى رطوبة الهواء بسبب التبخر أو هطول الأمطار، وكذلك تغيرات في درجة حرارة كتلة الهواء نتيجة لإطلاق الحرارة الكامنة أو التبادل الحراري مع السطح.

طاولة 1. تصنيف الكتل الهوائية وخصائصها حسب مصدر تكوينها

استوائي

القطبية

القطب الشمالي أو القطب الجنوبي

البحرية

الاستوائية البحرية

(MT) دافئة أو شديدة

مبتل؛ يتم تشكيلها

في منطقة الأزور

جزر في الشمال

الأطلسي

القطبية البحرية

(م.ب)، بارد جدًا

مبتل؛ يتم تشكيلها

عبر المحيط الأطلسي جنوبا

من جرينلاند

القطب الشمالي (أ)

أو القطب الجنوبي

(أأ)، بارد جداً وجاف؛ تتشكل فوق الجزء المغطى بالجليد من القطب الشمالي أو فوق الجزء الأوسط من القارة القطبية الجنوبية

كونتيننتال (ك)

قاري

الاستوائية (CT)،

حار و جاف؛ تشكلت فوق الصحراء الكبرى

قاري

قطبي (CP)، بارد وجاف؛ تشكلت في سيبيريا في

فترة الشتاء

تسمى التحولات المرتبطة بحركة الكتل الهوائية بالديناميكية. من شبه المؤكد أن سرعات الهواء على ارتفاعات مختلفة ستختلف، وبالتالي فإن كتلة الهواء لا تتحرك كوحدة واحدة، كما أن وجود تحول في السرعة يسبب اختلاطًا مضطربًا. إذا ارتفعت حرارة الطبقات السفلية من كتلة الهواء، يحدث عدم الاستقرار ويتطور الخلط الحراري. ترتبط التغييرات الديناميكية الأخرى بحركة الهواء العمودية واسعة النطاق.

يمكن الإشارة إلى التحولات التي تحدث مع الكتلة الهوائية عن طريق إضافة حرف آخر إلى تسميتها الرئيسية. إذا كانت الطبقات السفلية للكتلة الهوائية أكثر دفئا من السطح الذي تمر عليه، يضاف حرف "T"، وإذا كانت أكثر برودة، يضاف حرف "X". وبالتالي، عند التبريد، يزداد استقرار الكتلة الهوائية القطبية البحرية الدافئة، بينما يؤدي تسخين الكتلة الهوائية القطبية البحرية الباردة إلى عدم استقرارها.

الكتل الهوائية وتأثيرها على الطقس في الجزر البريطانية

يمكن اعتبار الظروف الجوية في أي مكان على وجه الأرض نتيجة لفعل كتلة هوائية معينة ونتيجة للتغيرات التي حدثت معها. تقع المملكة المتحدة في خطوط العرض الوسطى، وتتأثر بمعظم أنواع الكتل الهوائية. وهو بالتالي مثال جيد لدراسة الظروف الجوية الناجمة عن تحول الكتل الهوائية القريبة من السطح. تعد التغيرات الديناميكية، الناتجة أساسًا عن حركات الهواء العمودية، مهمة جدًا أيضًا في تحديد الظروف الجوية ولا يمكن إهمالها في كل حالة على حدة.

عادةً ما يكون الهواء البحري القطبي (MPA) الذي يصل إلى الجزر البريطانية من نوع MPA، وبالتالي فهو كتلة هوائية غير مستقرة. عند المرور فوق المحيط نتيجة التبخر من سطحه فإنه يحتفظ برطوبة نسبية عالية، ونتيجة لذلك - وخاصة فوق سطح الأرض الدافئ عند الظهر مع وصول هذه الكتلة الهوائية، ستظهر السحب الركامية والمزنة الركامية، ستنخفض درجة الحرارة إلى ما دون المتوسط، وفي الصيف ستهطل الأمطار، وفي الشتاء يمكن أن تهطل الأمطار غالبًا على شكل ثلج أو كريات. وستؤدي الرياح العاصفة وحركات الحمل الحراري في الهواء إلى تشتت الغبار والدخان، وبالتالي ستكون الرؤية جيدة.

إذا مر الهواء القطبي البحري (MPA) من مصدر تكوينه جنوبًا ثم اتجه نحو الجزر البريطانية من الجنوب الغربي، فقد يصبح دافئًا، أي من النوع TMAF؛ يطلق عليه أحيانًا "عودة الهواء القطبي البحري". إنه يجلب درجات الحرارة والطقس الطبيعي، وهو متوسط بين الطقس الذي يبدأ مع وصول الكتل الهوائية HMPV وMTV.

الهواء الاستوائي البحري (MTA) عادة ما يكون من نوع TMTV، لذلك فهو مستقر. وبعد وصولها إلى الجزر البريطانية بعد عبور المحيط وتبريدها، تصبح مشبعة (أو تصبح قريبة من التشبع) ببخار الماء. وتحمل هذه الكتلة الهوائية طقسا معتدلا مع سماء غائمة وضعف الرؤية، ويكثر الضباب في غرب الجزر البريطانية. عند الارتفاع فوق الحواجز الجبلية، تتشكل السحب الطبقية؛ في هذه الحالة، من الشائع أن تتحول الرذاذ إلى أمطار غزيرة، وعلى الجانب الشرقي من سلاسل الجبال هناك أمطار مستمرة.

الكتلة الهوائية الاستوائية القارية غير مستقرة عند نقطة تكوينها، ورغم أن طبقاتها السفلية تصبح مستقرة عند وصولها إلى الجزر البريطانية، إلا أن الطبقات العليا تظل غير مستقرة، مما قد يسبب عواصف رعدية في فصل الصيف. ومع ذلك، في فصل الشتاء، تكون الطبقات السفلية من الكتلة الهوائية مستقرة جدًا، وأي سحب تتشكل هناك تكون من النوع الستراتوس. عادة، يؤدي وصول مثل هذه الكتلة الهوائية إلى ارتفاع درجات الحرارة أعلى بكثير من المتوسط وتشكل الضباب.

مع وصول الهواء القطبي القاري، يجلب الشتاء طقسًا شديد البرودة إلى الجزر البريطانية. عند مصدر التكوين، تكون هذه الكتلة مستقرة، ولكن بعد ذلك في الطبقات السفلية يمكن أن تصبح غير مستقرة، وعند المرور فوق بحر الشمال، ستكون "مشبعة" بشكل كبير ببخار الماء. السحب التي ستظهر هي من النوع الركامي، على الرغم من أنه من الممكن أن تتشكل السحب الركامية الطبقية أيضًا. خلال فصل الشتاء، يمكن أن يتعرض الجزء الشرقي من المملكة المتحدة لأمطار غزيرة وتساقط الثلوج.

يمكن أن يكون هواء القطب الشمالي (AW) قاريًا (CAB) أو بحريًا (MAV)، اعتمادًا على المسار الذي ينتقل فيه من مصدر تكوينه إلى الجزر البريطانية. تمر المركبة الفضائية فوق الدول الاسكندنافية في طريقها إلى الجزر البريطانية. وهو يشبه الهواء القطبي القاري، على الرغم من أنه أكثر برودة ولذلك غالباً ما يجلب معه تساقط الثلوج في الشتاء والربيع. ويمر الهواء البحري القطبي الشمالي فوق جرينلاند والبحر النرويجي؛ ويمكن مقارنته بهواء البحر القطبي البارد، على الرغم من أنه أكثر برودة وغير مستقر. في الشتاء والربيع، يتميز هواء القطب الشمالي بتساقط الثلوج بغزارة والصقيع لفترات طويلة وظروف الرؤية الجيدة بشكل استثنائي.

كتل الماء ومخطط t-s

عند تعريف الكتل المائية، يستخدم علماء المحيطات مفهومًا مشابهًا لذلك المطبق على الكتل الهوائية. تتميز الكتل المائية بشكل رئيسي بدرجة الحرارة والملوحة. ويعتقد أيضاً أن الكتل المائية تتشكل في منطقة معينة، حيث تتواجد في الطبقة السطحية المختلطة وتتأثر بالظروف الجوية الثابتة. إذا بقيت المياه في حالة ثابتة لفترة طويلة من الزمن، فإن ملوحتها سيتم تحديدها من خلال عدد من العوامل: التبخر وهطول الأمطار، وإمدادات المياه العذبة مع جريان الأنهار في المناطق الساحلية، وذوبان وتكوين الجليد في خطوط العرض العليا، إلخ. وبنفس الطريقة، سيتم تحديد درجة حرارته من خلال التوازن الإشعاعي لسطح الماء، وكذلك تبادل الحرارة مع الغلاف الجوي. فإذا انخفضت ملوحة الماء وارتفعت درجة الحرارة، ستنخفض كثافة الماء ويستقر عمود الماء. وفي ظل هذه الظروف، لا يمكن أن تتشكل إلا كتلة مائية سطحية ضحلة. أما إذا زادت الملوحة وانخفضت درجة الحرارة، فسوف يصبح الماء أكثر كثافة، ويبدأ في الغرق، ويمكن أن تتشكل كتلة مائية تصل إلى سمك عمودي كبير.

للتمييز بين الكتل المائية، يتم رسم بيانات درجة الحرارة والملوحة التي تم الحصول عليها على أعماق مختلفة في منطقة معينة من المحيط على رسم تخطيطي يتم فيه رسم درجة الحرارة على المحور الإحداثي والملوحة على محور الإحداثي السيني. ترتبط جميع النقاط ببعضها البعض بواسطة خط مرتبة حسب الأعماق المتزايدة. إذا كانت كتلة الماء متجانسة تمامًا، فسيتم تمثيلها بنقطة واحدة على هذا المخطط. هذه الميزة هي بمثابة معيار لتحديد نوع الماء. ستشير مجموعة من نقاط المراقبة بالقرب من هذه النقطة إلى وجود نوع معين من المياه. لكن درجة حرارة وملوحة الكتلة المائية تتغير عادة مع العمق، وتتميز الكتلة المائية على مخطط T-S بمنحنى معين. وقد تكون هذه الاختلافات ناجمة عن اختلافات طفيفة في خصائص المياه التي تتشكل في أوقات مختلفة من السنة وتغوص إلى أعماق مختلفة حسب كثافتها. ويمكن تفسيرها أيضًا بالتغيرات في الظروف على سطح المحيط في المنطقة التي حدث فيها تكوين الكتلة المائية، وقد لا تغوص المياه عموديًا، ولكن على طول بعض الأسطح المائلة ذات الكثافات المتساوية. وبما أن q1 هي دالة لدرجة الحرارة والملوحة فقط، فيمكن رسم خطوط ذات قيم متساوية لـ q1 على مخطط T-S. ويمكن الحصول على فكرة عن استقرار عمود الماء من خلال مقارنة مخطط TS مع ضربة الخطوط الكنتورية q1.

الخصائص المحافظة وغير المحافظة

بعد أن تشكلت، تبدأ كتلة الماء، مثل كتلة الهواء، في التحرك من مصدر التكوين، وتخضع للتحول على طول الطريق. فإذا بقي في الطبقة المختلطة القريبة من السطح أو تركها ثم عاد مرة أخرى، فإن المزيد من التفاعل مع الغلاف الجوي سيؤدي إلى تغيرات في درجة حرارة المياه وملوحتها. وقد تنشأ كتلة مائية جديدة نتيجة اختلاطها بكتلة مائية أخرى، وتكون خصائصها وسطية بين خصائص الكتلتين المائيتين الأصليتين. منذ اللحظة التي تتوقف فيها كتلة الماء عن التحول تحت تأثير الغلاف الجوي، لا يمكن أن تتغير درجة حرارتها وملوحتها إلا نتيجة لعملية الخلط. ولذلك، تسمى هذه الخصائص المحافظة.

عادةً ما يمتلك أي جسم مائي خصائص كيميائية معينة، وكائنات حية متأصلة، وعلاقات نموذجية بين درجة الحرارة والملوحة (علاقات T-S). غالبًا ما يكون المؤشر المفيد الذي يميز كتلة الماء هو تركيز الأكسجين المذاب، وكذلك تركيز العناصر الغذائية - السيليكات والفوسفات. تسمى الكائنات البحرية الأصلية في جسم مائي معين بالأنواع المؤشرة. يمكن أن تبقى داخل كتلة مائية معينة لأن خواصها الفيزيائية والكيميائية ترضيها، أو ببساطة لأنها، كونها عوالق، يتم نقلها مع كتلة الماء من منطقة تكوينها. إلا أن هذه الخصائص تتغير نتيجة العمليات الكيميائية والبيولوجية التي تحدث في المحيط ولذلك تسمى بالخصائص غير المحافظة.

أمثلة على الكتل المائية

ومن الأمثلة الواضحة إلى حد ما الكتل المائية التي تتشكل في الخزانات شبه المغلقة. تتميز الكتلة المائية التي تتشكل في بحر البلطيق بملوحة منخفضة، وذلك بسبب زيادة كبيرة في تدفق النهر وكمية هطول الأمطار على التبخر. في الصيف، تصبح كتلة الماء هذه ساخنة جدًا وبالتالي تكون كثافتها منخفضة جدًا. ومن مصدر تكوينه، يتدفق عبر المضيق الضيق بين السويد والدنمارك، حيث يمتزج بكثافة مع طبقات المياه الأساسية الداخلة إلى المضيق من المحيط. وقبل الخلط تكون درجة حرارته في الصيف قريبة من 16 درجة مئوية، وتكون نسبة ملوحته أقل من 8%0. ولكن بحلول الوقت الذي تصل فيه إلى مضيق سكاجيراك، تزيد ملوحتها نتيجة الخلط إلى حوالي 20٪ o. وبسبب كثافته المنخفضة فإنه يبقى على السطح ويتحول بسرعة نتيجة التفاعل مع الغلاف الجوي. ولذلك فإن هذه الكتلة المائية ليس لها تأثير ملحوظ على مناطق المحيطات المفتوحة.

وفي البحر الأبيض المتوسط، يفوق التبخر تدفق المياه العذبة على شكل هطول وجريان الأنهار، وبالتالي تزداد الملوحة هناك. في شمال غرب البحر الأبيض المتوسط، يمكن أن يؤدي التبريد الشتوي (المرتبط بشكل أساسي برياح تسمى ميسترال) إلى الحمل الحراري الذي يكتسح عمود الماء بأكمله إلى أعماق تزيد عن 2000 متر، مما يؤدي إلى تكوين جسم مائي متجانس للغاية مع نسبة ملوحة تزيد عن 38.4٪ و درجة حرارة حوالي 12.8 درجة مئوية. عندما تغادر هذه الكتلة المائية البحر الأبيض المتوسط عبر مضيق جبل طارق، فإنها تتعرض لاختلاط شديد، وتكون الطبقة أو القلب الأقل اختلاطًا لمياه البحر الأبيض المتوسط في الجزء المجاور من المحيط الأطلسي تبلغ ملوحتها 36.5٪ 0 ودرجة حرارة تبلغ 11 درجة مئوية. درجة مئوية. هذه الطبقة كثيفة للغاية، وبالتالي تغوص إلى أعماق حوالي 1000 متر. عند هذا المستوى تنتشر، وتخضع لخلط مستمر، ولكن لا يزال من الممكن التعرف على قلبها بين الكتل المائية الأخرى في معظم المحيط الأطلسي.

في المحيط المفتوح، تتشكل كتل المياه المركزية عند خطوط عرض تتراوح ما بين 25 درجة إلى 40 درجة تقريبًا ثم تنغمس على طول خطوط متساوية مائلة لتحتل الجزء العلوي من الخط الحراري الرئيسي. وفي شمال المحيط الأطلسي، تتميز هذه الكتلة المائية بمنحنى T-S بقيمة أولية تبلغ 19 درجة مئوية و36.7% وقيمة نهائية تبلغ 8 درجات مئوية و35.1%. وعند خطوط العرض العليا تتشكل كتل مائية متوسطة تتميز بانخفاض الملوحة وانخفاض درجة الحرارة. الكتلة المائية المتوسطة في القطب الجنوبي هي الأكثر انتشارًا. تبلغ درجة حرارتها من 2 إلى 7 درجات مئوية وملوحة من 34.1 إلى 34.6٪ 0 وبعد الانخفاض إلى حوالي 50 درجة جنوبًا. ث. إلى أعماق 800-1000 م ينتشر في اتجاه الشمال. تتشكل أعمق الكتل المائية عند خطوط العرض العليا، حيث يبرد الماء إلى درجات حرارة منخفضة جدًا في الشتاء، وغالبًا ما يصل إلى نقطة التجمد، بحيث يتم تحديد الملوحة من خلال عملية التجميد. تبلغ درجة حرارة الكتلة المائية السفلية في القطب الجنوبي -0.4 درجة مئوية، ونسبة الملوحة 34.66%0، وتنتشر شمالًا على أعماق تزيد عن 3000 متر. كتلة المياه السفلية العميقة في شمال المحيط الأطلسي، والتي تتشكل في بحر النرويج وغرينلاند ويتدفق عبر عتبة جرينلاند الاسكتلندية ويخضع لتحول ملحوظ، ويمتد إلى الجنوب ويحجب كتلة المياه السفلية في القطب الجنوبي في الأجزاء الاستوائية والجنوبية من المحيط الأطلسي.

لقد لعب مفهوم الكتل المائية دورًا رئيسيًا في وصف عمليات الدوران في المحيطات. تعتبر التيارات في أعماق المحيطات بطيئة للغاية ومتغيرة للغاية بحيث لا يمكن دراستها من خلال المراقبة المباشرة. لكن تحليل T-S يساعد في التعرف على نوى الكتل المائية وتحديد اتجاهات توزيعها. ومع ذلك، لتحديد السرعة التي تتحرك بها، هناك حاجة إلى بيانات أخرى، مثل معدل الخلط ومعدل التغير في الخصائص غير المحافظة. لكن عادة لا يمكن الحصول عليها.

التدفقات الصفحية والمضطربة

يمكن تصنيف الحركات في الغلاف الجوي والمحيطات بطرق مختلفة. واحد منهم هو تقسيم الحركة إلى الصفحي والمضطرب. في التدفق الصفحي، تتحرك جزيئات السائل بطريقة منظمة وتكون الخطوط الانسيابية متوازية. التدفق المضطرب فوضوي، وتتقاطع مسارات الجسيمات الفردية. في السائل ذي الكثافة المنتظمة، يحدث الانتقال من الوضع الصفحي إلى الوضع المضطرب عندما تصل السرعة إلى قيمة حرجة معينة، تتناسب مع اللزوجة وتتناسب عكسيًا مع الكثافة والمسافة إلى حدود التدفق. في المحيط والغلاف الجوي، تكون التيارات في الغالب مضطربة. علاوة على ذلك، فإن اللزوجة الفعالة، أو الاحتكاك المضطرب، في مثل هذه التدفقات عادة ما تكون أكبر بعدة مراتب من اللزوجة الجزيئية وتعتمد على طبيعة الاضطراب وكثافته. في الطبيعة، لوحظت حالتان من النظام الصفحي. الأول هو التدفق في طبقة رقيقة جدًا متاخمة لحدود ناعمة، والآخر هو الحركة في طبقات ذات استقرار رأسي كبير (مثل الطبقة الانعكاسية في الغلاف الجوي والطقس الحراري في المحيط)، حيث تكون تقلبات السرعة العمودية صغيرة. يكون تحول السرعة العمودية في مثل هذه الحالات أكبر بكثير منه في التدفقات المضطربة.

مقياس الحركة

هناك طريقة أخرى لتصنيف الحركات في الغلاف الجوي والمحيطات تعتمد على فصلها بمقاييس مكانية وزمانية، وكذلك على تحديد مكونات الحركة الدورية وغير الدورية.

تتوافق أكبر المقاييس الزمانية المكانية مع الأنظمة الثابتة مثل الرياح التجارية في الغلاف الجوي أو تيار الخليج في المحيط. على الرغم من أن الحركة فيها تشهد تقلبات، إلا أن هذه الأنظمة يمكن اعتبارها عناصر دوران ثابتة إلى حد ما، ولها نطاق مكاني يصل إلى عدة آلاف من الكيلومترات.

المكان التالي مشغول بالعمليات ذات الدورية الموسمية. من بينها يجب الإشارة بشكل خاص إلى الرياح الموسمية وتيارات المحيط الهندي التي تسببها - وكذلك تغيير اتجاهها. يبلغ النطاق المكاني لهذه العمليات أيضًا عدة آلاف من الكيلومترات، ولكنها تتميز بدورية واضحة.

العمليات ذات النطاق الزمني لعدة أيام أو أسابيع عادة ما تكون غير منتظمة ولها نطاقات مكانية تصل إلى آلاف الكيلومترات. وتشمل هذه تغيرات الرياح المرتبطة بنقل الكتل الهوائية المختلفة والتسبب في تغيرات في الطقس في مناطق مثل الجزر البريطانية، بالإضافة إلى التقلبات المماثلة والمرتبطة غالبًا في تيارات المحيط.

بالنظر إلى الحركات ذات النطاق الزمني من عدة ساعات إلى يوم أو يومين، نواجه مجموعة واسعة من العمليات، من بينها دورية بشكل واضح. قد تكون هذه دورية يومية مرتبطة بالدورة اليومية للإشعاع الشمسي (وهي مميزة، على سبيل المثال، للنسيم - الرياح التي تهب من البحر إلى الأرض أثناء النهار، ومن الأرض إلى البحر في الليل)؛ يمكن أن تكون هذه دورية يومية وشبه يومية، وهي سمة من سمات المد والجزر؛ قد تكون هذه دورية مرتبطة بحركة الأعاصير والاضطرابات الجوية الأخرى. ويتراوح النطاق المكاني لهذا النوع من الحركة من 50 كم (للنسائم) إلى 2000 كم (للمنخفضات الضغطية عند خطوط العرض الوسطى).

المقاييس الزمنية المقاسة بالثواني، وفي كثير من الأحيان بالدقائق، تتوافق مع الحركات المنتظمة - الأمواج. موجات الرياح الأكثر شيوعًا على سطح المحيط لها نطاق مكاني يبلغ حوالي 100 متر، وتحدث أيضًا موجات أطول، مثل موجات لي، في المحيط وفي الغلاف الجوي. تتوافق الحركات غير المنتظمة مع هذه المقاييس الزمنية مع التقلبات المضطربة، والتي تتجلى، على سبيل المثال، في شكل هبوب الرياح.

يمكن وصف الحركة التي يتم ملاحظتها في بعض مناطق المحيط أو الغلاف الجوي بمجموع متجه من السرعات، كل منها يتوافق مع نطاق معين من الحركة. على سبيل المثال، يمكن تمثيل السرعة المقاسة في وقت ما بالشكل حيث تشير إلى نبضات السرعة المضطربة.

لتوصيف الحركة، يمكنك استخدام وصف للقوى المشاركة في إنشائها. سيتم استخدام هذا النهج، جنبًا إلى جنب مع طريقة فصل المقياس، في الفصول اللاحقة لوصف الأشكال المختلفة للحركة. من المناسب هنا النظر في القوى المختلفة التي يمكن أن يسبب عملها أو يؤثر على الحركات الأفقية في المحيط والغلاف الجوي.

يمكن تقسيم القوى إلى ثلاث فئات: خارجية وداخلية وثانوية. مصادر القوى الخارجية تقع خارج الوسط السائل. وتندرج ضمن هذه الفئة جاذبية الشمس والقمر التي تسبب حركات المد والجزر، وكذلك قوة احتكاك الرياح. ترتبط القوى الداخلية بتوزيع الكتلة أو الكثافة في الوسط السائل. يحدث التوزيع غير المتساوي للكثافة بسبب التسخين غير المتساوي للمحيطات والغلاف الجوي، ويولد تدرجات ضغط أفقية داخل الوسط السائل. ونعني بالثانوية القوى المؤثرة على السائل فقط عندما يكون في حالة حركة بالنسبة إلى سطح الأرض. والأكثر وضوحًا هي قوة الاحتكاك، والتي يتم توجيهها دائمًا ضد الحركة. إذا تحركت طبقات مختلفة من السوائل بسرعات مختلفة، فإن الاحتكاك بين هذه الطبقات بسبب اللزوجة يؤدي إلى إبطاء الطبقات المتحركة الأسرع وزيادة سرعة الطبقات المتحركة الأبطأ. إذا تم توجيه التدفق على طول السطح، فإن قوة الاحتكاك في الطبقة المجاورة للحدود تكون معاكسة مباشرة لاتجاه التدفق. ورغم أن الاحتكاك عادة ما يلعب دورا ثانويا في حركات الغلاف الجوي والمحيطات، إلا أنه قد يؤدي إلى إخماد هذه الحركات إذا لم تكن مدعومة بقوى خارجية. وبالتالي، لا يمكن أن تظل الحركة موحدة في غياب القوى الأخرى. القوتان الثانويتان الأخريان هما قوى وهمية. وهي مرتبطة باختيار نظام الإحداثيات الذي يتم النظر في الحركة بالنسبة إليه. هذه هي قوة كوريوليس (التي تحدثنا عنها سابقًا) وقوة الطرد المركزي التي تظهر عندما يتحرك الجسم في دائرة.

قوة الطرد المركزي

الجسم الذي يتحرك بسرعة ثابتة في دائرة يغير اتجاه حركته باستمرار، وبالتالي يتسارع. يتم توجيه هذا التسارع نحو المركز اللحظي لانحناء المسار ويسمى التسارع المركزي. لذلك، من أجل البقاء على الدائرة، يجب أن يواجه الجسم بعض القوة الموجهة نحو مركز الدائرة. كما هو موضح في الكتب المدرسية الابتدائية حول الديناميكيات، فإن حجم هذه القوة يساوي mu 2 /r، أو mw 2 r، حيث r هي كتلة الجسم، m هي سرعة الجسم في الدائرة، r هو نصف القطر للدائرة، وw هي السرعة الزاوية لدوران الجسم (تقاس عادة بالراديان في الثانية). على سبيل المثال، بالنسبة للراكب الذي يسافر على متن قطار على طول مسار منحني، تبدو الحركة موحدة. يرى أنه يتحرك بالنسبة إلى السطح بسرعة ثابتة. ومع ذلك، يشعر الراكب بعمل قوة معينة موجهة من مركز الدائرة - قوة الطرد المركزي، ويواجه هذه القوة بالميل نحو مركز الدائرة. ومن ثم يتبين أن قوة الجذب المركزي تساوي المكون الأفقي لرد فعل المقعد الداعم أو أرضية القطار. بمعنى آخر، للحفاظ على حالة الحركة المنتظمة الظاهرة، يحتاج الراكب إلى أن تكون قوة الجذب المركزي مساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه لقوة الطرد المركزي.

الكتلة المائية، حجم من الماء يتناسب مع مساحة وعمق الخزان، ويمتلك تجانس نسبي في الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، والتي تتشكل في ظروف فيزيائية وجغرافية محددة (عادة على سطح المحيط والبحر)، تختلف عن الكتلة المائية. عمود الماء المحيط. يتم الحفاظ على خصائص الكتل المائية المكتسبة في مناطق معينة من المحيطات والبحار خارج منطقة التكوين. يتم فصل الكتل المائية المتجاورة عن بعضها البعض عن طريق المناطق الأمامية للمحيط العالمي، ومناطق التقسيم ومناطق التحول، والتي يمكن تتبعها من خلال التدرجات الأفقية والرأسية المتزايدة للمؤشرات الرئيسية للكتل المائية. العوامل الرئيسية في تكوين الكتل المائية هي التوازن الحراري والمائي لمنطقة معينة، على التوالي، والمؤشرات الرئيسية للكتل المائية هي درجة الحرارة والملوحة والكثافة، والتي تعتمد عليها. تتجلى أهم الأنماط الجغرافية - تقسيم المناطق الأفقية والرأسية - في المحيط في شكل بنية محددة من المياه تتكون من مجموعة من الكتل المائية.

في الهيكل الرأسي للمحيط العالمي، تتميز الكتل المائية: السطح - إلى عمق 150-200 م؛ تحت السطح - ما يصل إلى 400-500 م؛ متوسط - ما يصل إلى 1000-1500 م، عميق - ما يصل إلى 2500-3500 م؛ القاع - أقل من 3500 متر لكل محيط كتل مائية مميزة، ويتم تسمية كتل المياه السطحية وفقًا للمنطقة المناخية التي تشكلت فيها (على سبيل المثال، منطقة المحيط الهادئ شبه القطبية، والمحيط الهادئ الاستوائي، وما إلى ذلك). بالنسبة للمناطق الهيكلية الأساسية للمحيطات والبحار، يتوافق اسم الكتل المائية مع منطقتها الجغرافية (كتلة المياه المتوسطة في البحر الأبيض المتوسط، وعمق شمال الأطلسي، وعمق البحر الأسود، وقاع القطب الجنوبي، وما إلى ذلك). تحدد كثافة الماء وخصائص الدورة الجوية العمق الذي تغرق فيه كتلة الماء في منطقة تكوينها. في كثير من الأحيان، عند تحليل كتلة مائية، يتم أخذ مؤشرات محتوى الأكسجين المذاب والعناصر الأخرى فيه، كما يؤخذ في الاعتبار تركيز عدد من النظائر، مما يجعل من الممكن تتبع توزيع كتلة الماء من منطقة تكوينها ودرجة اختلاطها بالمياه المحيطة بها والوقت الذي تقضيه خارج اتصالها بالجو.

ولا تبقى خصائص الكتل المائية ثابتة، فهي تخضع للتقلبات الموسمية (في الطبقة العليا) وطويلة الأمد ضمن حدود معينة، وللتغير في الفضاء. أثناء انتقالها من منطقة التكوين، تتحول الكتل المائية تحت تأثير تغير موازين الحرارة والمياه، وخصائص الدورة الجوية والمحيطات، وتختلط بالمياه المحيطة. ونتيجة لذلك، يتم التمييز بين الكتل المائية الأولية (التي تتشكل تحت التأثير المباشر للغلاف الجوي، مع أكبر التقلبات في الخصائص) والكتل المائية الثانوية (التي تتشكل عن طريق خلط الكتل الأولية، التي تتميز بأكبر قدر من التوحيد في الخصائص). داخل الكتلة المائية، يتم تمييز النواة - وهي طبقة ذات خصائص أقل تحولا، مع الحفاظ على السمات المميزة المتأصلة في كتلة مائية معينة - الحد الأدنى أو الأقصى للملوحة ودرجة الحرارة، ومحتوى عدد من المواد الكيميائية.

عند دراسة الكتل المائية، يتم استخدام طريقة منحنيات درجة الحرارة والملوحة (منحنيات T، S)، طريقة النواة (دراسة التحول في درجات الحرارة أو الملوحة القصوى المتأصلة في كتلة مائية)، الطريقة الأيزوبيكنيكية (تحليل الخصائص على الأسطح ذات كثافة متساوية)، ويتم استخدام التحليل الإحصائي T، S. ويلعب دوران الكتل المائية دورًا مهمًا في توازن الطاقة والمياه في النظام المناخي للأرض، حيث يعيد توزيع الطاقة الحرارية والمياه المحلاة (أو المالحة) بين خطوط العرض والمحيطات المختلفة.

مضاءة: Sverdrup N. U.، Johnson M. W.، Fleming R. N. المحيطات. نيويورك، 1942؛ زوبوف ن.ن. علم المحيطات الديناميكي. م. ل.، 1947؛ دوبروفولسكي أ.د. حول تحديد الكتل المائية // علم المحيطات. 1961. ت. 1. العدد. 1؛ ستيبانوف في. إن. أوشنوسفير. م، 1983؛ Mamaev O.I. التحليل الحراري الملحي لمياه المحيط العالمي. لام، 1987؛ الملقب ب. علم المحيطات الفيزيائي: المفضلة. يعمل. م.، 2000؛ Mikhailov V.N.، Dobrovolsky A.D.، Dobrolyubov S.A. الهيدرولوجيا. م، 2005.

الكتل المائية هي كميات كبيرة من الماء تتشكل في أجزاء معينة من المحيط وتختلف عن بعضها البعض في درجة الحرارة والملوحة والكثافة والشفافية وكمية الأكسجين الموجودة والعديد من الخصائص الأخرى. على عكس الكتل الهوائية، فإن التقسيم العمودي له أهمية كبيرة فيها. اعتمادا على العمق، يتم تمييز الأنواع التالية من الكتل المائية:

كتل المياه السطحية. وهي تقع على عمق 200-250 م. وهنا غالبا ما تتغير درجة حرارة الماء والملوحة، حيث تتشكل هذه الكتل المائية تحت تأثير هطول الأمطار وتدفق المياه القارية العذبة. تتشكل الأمواج والتيارات المحيطية الأفقية في كتل المياه السطحية. يحتوي هذا النوع من الكتلة المائية على أعلى نسبة من العوالق والأسماك.

كتل مائية متوسطة. تقع على عمق 500-1000 متر. يوجد هذا النوع من الكتلة بشكل أساسي في خطوط العرض الاستوائية في نصفي الكرة الأرضية ويتشكل في ظل ظروف التبخر المتزايد والزيادة المستمرة في الملوحة. كتل المياه العميقة. يمكن أن يصل الحد الأدنى لها إلى 5000 متر ويرتبط تكوينها باختلاط الكتل المائية السطحية والمتوسطة والكتل القطبية والاستوائية. تتحرك عموديًا ببطء شديد، ولكن أفقيًا بسرعة 28 م/ساعة.

كتل المياه السفلية. وتقع في المحيط العالمي على عمق أقل من 5000 متر، وتتميز بملوحة ثابتة وكثافة عالية جدًا.

يمكن تصنيف الكتل المائية ليس فقط اعتمادًا على العمق، ولكن أيضًا حسب المنشأ. في هذه الحالة، يتم تمييز الأنواع التالية من الكتل المائية:

كتل المياه الاستوائية.يتم تسخينها جيدًا بواسطة الشمس، وتختلف درجة حرارتها حسب الموسم بما لا يزيد عن 2 درجة مئوية وهي 27 - 28 درجة مئوية. ويتم تحليتها عن طريق هطول الأمطار الغزيرة والأنهار التي تصب في المحيط عند خطوط العرض هذه، وبالتالي فإن ملوحة هذه المياه أقل مما هي عليه في خطوط العرض الاستوائية.

كتل المياه الاستوائية.كما أنها تدفئها الشمس جيدًا، لكن درجة حرارة الماء هنا أقل مما هي عليه في خطوط العرض الاستوائية وتبلغ 20-25 درجة مئوية. موسمياً، تختلف درجة حرارة المياه في خطوط العرض الاستوائية بمقدار 4 درجات. تتأثر درجة حرارة مياه هذا النوع من الكتلة المائية بشكل كبير بتيارات المحيط: فالأجزاء الغربية من المحيطات، حيث تصل التيارات الدافئة من خط الاستواء، تكون أكثر دفئًا من الأجزاء الشرقية، حيث تصل التيارات الباردة إليها. ملوحة هذه المياه أعلى بكثير من ملوحة المياه الاستوائية، حيث أنه نتيجة لتيارات الهواء الهابطة، يتم إنشاء ضغط مرتفع وهطول الأمطار قليل. كما أن الأنهار ليس لها تأثير على تحلية المياه، حيث يوجد عدد قليل جدًا منها في خطوط العرض هذه.

كتل مائية معتدلة.حسب الموسم، تختلف درجة حرارة المياه في خطوط العرض هذه بمقدار 10 درجات: في الشتاء تتراوح درجة حرارة الماء من 0 درجة إلى 10 درجات مئوية، وفي الصيف تتراوح من 10 درجات إلى 20 درجة مئوية. وتتميز هذه المياه بالفعل بتغير الفصول، ولكنها تحدث في وقت متأخر عن الأرض وليست واضحة جدًا. وتكون ملوحة هذه المياه أقل من ملوحة المياه الاستوائية، حيث أن تأثير التحلية يحدث عن طريق هطول الأمطار، وتدفق الأنهار إلى هذه المياه، ودخول الجبال الجليدية إلى خطوط العرض هذه. وتتميز الكتل المائية المعتدلة أيضًا باختلاف درجات الحرارة بين الأجزاء الغربية والشرقية من المحيط: فالأجزاء الغربية من المحيطات، حيث تمر التيارات الباردة، تكون باردة، والمناطق الشرقية تدفئها التيارات الدافئة.

الكتل المائية القطبية.وهي تتشكل في القطب الشمالي وقبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية ويمكن أن تحملها التيارات إلى خطوط العرض المعتدلة وحتى الاستوائية. وتتميز الكتل المائية القطبية بكثرة الجليد العائم، وكذلك الجليد الذي يشكل مساحات جليدية ضخمة. في نصف الكرة الجنوبي، في مناطق الكتل المائية القطبية، يمتد الجليد البحري إلى خطوط العرض المعتدلة أبعد بكثير مما هو عليه في نصف الكرة الشمالي. إن ملوحة كتل المياه القطبية منخفضة، لأن الجليد الطافي له تأثير قوي على تحلية المياه.

لا توجد حدود واضحة بين الأنواع المختلفة للكتل المائية التي تختلف في الأصل، ولكن هناك مناطق انتقالية. يتم التعبير عنها بشكل واضح في الأماكن التي تلتقي فيها التيارات الدافئة والباردة. تتفاعل الكتل المائية بشكل نشط مع الغلاف الجوي: فهي تمنحه الرطوبة والحرارة وتمتص منه ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين. أكثر الخصائص المميزة للكتل المائية هي الملوحة ودرجة الحرارة.

كتل مائية متوسطة. تقع على عمق 500-1000 متر. يوجد هذا النوع من الكتلة بشكل أساسي في خطوط العرض الاستوائية في نصفي الكرة الأرضية ويتشكل في ظل ظروف التبخر المتزايد والزيادة المستمرة في الملوحة. كتل المياه العميقة. يمكن أن يصل الحد الأدنى لها إلى 5000 متر. ويرتبط تكوينها باختلاط الكتل المائية السطحية والمتوسطة والكتل القطبية والاستوائية. تتحرك عموديًا ببطء شديد، ولكن أفقيًا بسرعة 28 م/ساعة.

كتل المياه السفلية. وتقع في المحيط العالمي على عمق أقل من 5000 متر، وتتميز بملوحة ثابتة وكثافة عالية جدًا.

خصائص الكتل المائية

يتم تصنيف الكتل المائية ليس فقط اعتمادا على العمق، ولكن أيضا حسب المنشأ. وفي هذا الصدد هم:

استوائي,
استوائي,
معتدل،
القطبية.

تتشكل كتل مائية استوائية بالقرب من خط الاستواء، لذلك يتم تسخينها بشكل جيد بواسطة الشمس. درجة حرارة الماء هي +27، +28 درجة وتختلف حسب المواسم بمقدار درجتين فقط. تؤدي الأمطار الغزيرة والأنهار التي تصب في المحيط إلى تحلية المياه بشكل كبير، وبالتالي تكون ملوحة المياه الاستوائية أقل مقارنة بخطوط العرض الاستوائية.

يتم أيضًا تسخين الكتل المائية في خطوط العرض الاستوائية جيدًا بواسطة الشمس، لكن درجة حرارتها أقل وهي +20، +25 درجة، وتتغير بمقدار 4 درجات حسب الموسم. التيارات لها تأثير كبير على درجة حرارة الماء. التيارات الدافئة القادمة من خط الاستواء هي سمة من سمات الأجزاء الغربية من المحيط، وبالتالي فإن الماء هنا سيكون أكثر دفئا. تصل التيارات الباردة إلى الجزء الشرقي من المحيط وتخفض درجة حرارة الماء.

في خطوط العرض الاستوائية، تهيمن التيارات الهوائية الهابطة، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط الجوي مع هطول أمطار قليلة. هناك عدد قليل من الأنهار هنا وتأثيرها على تحلية المياه ضئيل، وبالتالي فإن ملوحة المياه في هذه المنطقة عالية.

وإلى الشمال توجد خطوط عرض معتدلة، حيث يحدث تكوين كتل مائية معتدلة. التوزيع الموسمي لدرجات الحرارة واضح هنا، والفرق هو 10 درجات. تتراوح درجات الحرارة في الشتاء من 0 إلى 10 درجات، وفي الصيف يحدث التغيير من 10 إلى 20 درجة.

ملوحة المياه المعتدلة أقل من المياه الاستوائية، وذلك لأن هطول الأمطار في الغلاف الجوي، والأنهار التي تتدفق إلى المحيط والجبال الجليدية التي تدخل خطوط العرض هذه لها تأثير كبير على تحلية المياه.

الأجزاء الغربية والشرقية من المحيطات ضمن خطوط العرض المعتدلة لديها أيضًا اختلافات في درجات الحرارة. وستكون الأجزاء الغربية من المحيطات باردة، أما الأجزاء الشرقية فستدفئها التيارات الدافئة.

في منطقة القطب الشمالي وقبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية، تتشكل كتل مائية قطبية، والتي تنتقل بمساعدة التيارات إلى خطوط العرض المعتدلة، وتصل أحيانًا إلى خطوط العرض الاستوائية. من سمات الكتل المائية القطبية وجود الجليد العائم الذي له تأثير قوي على تحلية المياه. ولذلك فإن ملوحة الكتل المائية القطبية منخفضة.

ملاحظة 1

لا توجد حدود واضحة بين الكتل المائية من أصول مختلفة؛ لا توجد سوى مناطق انتقالية، والتي يتم التعبير عنها بشكل أكثر وضوحا في تلك الأماكن التي تتلامس فيها التيارات الدافئة والباردة.

الكتل المائية حسب المعايير

اعتمادا على المعايير، يتم تخصيص كميات مختلفة من الكتل المائية.

تعد كتلة المياه السفلية في القطب الجنوبي هي الأكبر من حيث الحجم في المحيط العالمي، حيث تحتل الطبقة السفلية حول القارة. وتمتد شمالاً في المحيط الأطلسي حتى خط عرض 40 شمالاً. يُظهر الجزء الزوال من هذه الكتلة المائية درجة حرارة وملوحة أقل مقارنة بالمياه الموجودة أعلاه. المكان الرئيسي لتشكيله هو بحر Weddell والجرف المحيط بالقارة القطبية الجنوبية، حيث تشكلت الظروف المواتية لذلك. تبلغ ملوحة كتلة المياه السفلية في القطب الجنوبي 34.6 جزء في المليون، ودرجة الحرارة -0.4 درجة. من مكان تكوينها، يتحرك ببطء إلى المحيط الأطلسي، والمشاركة في الدورة الأفقية لمياه المحيط؛

ثاني أكبر حجم في المحيط العالمي هو كتلة المياه العميقة والسفلية في شمال المحيط الأطلسي. يحدث تكوينها في فصل الشتاء بين جرينلاند وأيسلندا. هذا هو المكان الذي تمتزج فيه المياه الدافئة والمالحة لتيار شمال الأطلسي مع المياه الباردة العذبة لتيار شرق جرينلاند. وتتراوح درجة حرارة هذه الكتلة المائية في منطقة التكوين مع العمق من 2.8 إلى 3.3 درجة، كما تتغير نسبة الملوحة من 34.90 إلى 34.96 جزء في المليون. وتنتشر كتلة المياه العميقة والسفلية في شمال المحيط الأطلسي من منطقة التكوين جنوبًا إلى عمق 2000-4000 متر فوق المياه السفلية في القطب الجنوبي. ويمنعها من التحرك في اتجاه الشمال بسبب ارتفاع قاع المحيط.

الشكل 1. كتلة مياه شمال الأطلسي. Author24 - تبادل أعمال الطلاب عبر الإنترنت

ملاحظة 2

لا توجد شروط لتكوين مثل هذه الكتلة المائية في المحيط الهادئ.

المياه السطحية هي الكتلة المائية المتوسطة في القطب الجنوبي، والتي تنتشر في منطقة الالتقاء شمالاً إلى عمق 1000-1500 متر. وفي منطقة المحيط الأطلسي يمكن ملاحظتها حتى خط عرض 15 درجة شمالاً. ملوحتها هنا ضئيلة وتساوي 33.8 جزء في المليون، وتنخفض درجة الحرارة إلى 2.2 درجة؛

تتميز الحدود القصوى شبه الاستوائية الثابتة للضغط الجوي بتكوين كتل مائية مركزية. ميزتها هي الحد الأقصى للملوحة. يتطور الحمل الحراري المكثف على أطرافها خلال فترات التبريد، ونتيجة لذلك تزيد الكتل المركزية سمكها في المحيط الهادئ إلى 200-300 متر، وفي بحر سارجاسو بالمحيط الأطلسي يزيد سمكها إلى 900 متر؛

في منطقة خط الاستواء تتشكل كتل مائية استوائية مكونة من 3 محيطات - المحيط الهادئ والهندي والمحيط الأطلسي. ونظرًا لسقوط كميات كبيرة من الأمطار في المنطقة الاستوائية، فإن هذه الكتل المائية تكون عالية الملوحة مقارنة بالكتل المائية المركزية. تكون الكتلة المائية الاستوائية أقل وضوحًا في المحيط الأطلسي لأن المياه تنتقل من الجنوب إلى نصف الكرة الشمالي هنا؛

تلعب كتلة مياه البحر الأبيض المتوسط، التي تتراوح درجة حرارتها 13.0-13.6 درجة وملوحتها 38.4-38.7 جزء في المليون، دورًا مهمًا إلى حد ما في تكوين المياه العميقة للمحيط الأطلسي. تتميز هذه الكتلة المائية بكثافة عالية، والتي تتدفق عبر مضيق جبل طارق، وتغرق إلى عمق 1000 متر وتنتشر مثل المروحة على مساحة شاسعة من شمال المحيط الأطلسي؛

وفي الجزء الشمالي الغربي من المحيط الهندي، تلعب كتلة مياه البحر الأحمر دورًا مماثلاً، حيث تبلغ درجة حرارتها 23 درجة وملوحتها 40 جزءًا في المليون.

أنواع أخرى من الكتل المائية

يتضمن تكوين الكتلة المائية القطبية الجنوبية ارتفاع المياه العميقة والسفلى في شمال المحيط الأطلسي بالقرب من القارة القطبية الجنوبية، والتي تختلط بها كمية معينة من المياه المتوسطة والقاع في القطب الجنوبي.

ويرتفع الخليط المتكون ككتلة مائية مستقلة إلى الطبقة العليا من المحيط. وتحتل مكانا بين المياه الساحلية في القطب الجنوبي والتقاء القطب الجنوبي.

تشكل المياه القطبية الجنوبية في النقل الدائري للمياه حلقة تحيط بالقارة القطبية الجنوبية.

تتميز الطبقة العليا من المياه القطبية القطبية الجنوبية باختلاف النقل النطاقي، مما يؤدي إلى ارتفاع المياه العميقة والسفلى في شمال المحيط الأطلسي في منطقة القطب الجنوبي.

بين التقارب في القطب الجنوبي والحد الجنوبي للكتل المائية المركزية تقع الكتلة المائية تحت القطب الجنوبي. ويشكل حلقة مغلقة يتحرك فيها من الغرب إلى الشرق. هذه الكتلة المائية هي نتيجة اختلاط الكتل المائية المركزية بالمياه المتوسطة في القطب الجنوبي عند أطرافها الجنوبية.

في نصف الكرة الشمالي، على مساحة كبيرة من المحيط الهادئ، شمال خط العرض 40، توجد كتلة مائية شبه قطبية. تم تشكيلها من خلال عمليات تبريد وتحلية المياه في بحر بيرينغ وأوكوتسك، وكذلك في الجزء المجاور من المحيط.

وفي المحيط الأطلسي، يتشكل هذا النوع من المياه بكميات صغيرة.

توجد أربع كتل مائية في المحيط المتجمد الشمالي، وعمود الماء بأكمله له درجة حرارة سالبة، مع وجود طبقة رقيقة فقط من الماء ذات درجة حرارة موجبة.

تنخفض الطبقة النشطة للمحيط بالمياه المحلاة ودرجات الحرارة السلبية إلى عمق 200-250 م - وهذه هي كتلة المياه السطحية. في فصل الشتاء، يتم تغطية هذه الطبقة بالكامل بالحمل الحراري، وتنخفض درجة الحرارة تقريبًا إلى نقطة التجمد - حوالي -1.7 درجة.

في الصيف تكون درجة الحرارة أعلى بقليل من درجة التجمد. تبلغ نسبة الملوحة على سطح هذه الكتلة المائية 31.3-31.5 جزء في المليون.

هناك ظاهرة فريدة من نوعها في المحيط العالمي وهي طبقة المحيط الأطلسي الدافئة، والتي تتشكل من تيار غرب سبيتسبيرجين الدافئ. ولكي تغوص هذه الكتلة المائية، بسبب كثافتها العالية، تحت الطبقة السطحية للمحيط المتجمد الشمالي التي تصل ملوحتها إلى 34.75 جزء في المليون، يكفي أن يبرد الماء إلى 3-4 درجات.

ثم ينتشر في جميع أنحاء المحيط على عمق 200-500 م، وحتى بالقرب من مضيق بيرينغ يحتفظ بملوحة عالية ودرجة حرارة موجبة +0.4 درجة.

تتشكل كتل المياه العميقة والسفلية في بحر جرينلاند.

ملاحظة 3

وبالتالي، فإن الكتل المائية التي تتشكل في مناطق معينة من المحيط العالمي تعكس جيدًا التقسيم الرأسي والأفقي، وهو النمط الجغرافي الرئيسي لطبيعة الكوكب.

الأمواج وحركات الأمواج في محيطات العالم

التركيب الكيميائي وملوحة مياه البحر

تقريبا جميع العناصر الكيميائية المعروفة موجودة في مياه البحر:

العناصر الكيميائية (بالكتلة)----

النسبة المئوية للعنصر

الأكسجين 85.7

الهيدروجين 10.8

الكالسيوم 0.04

البوتاسيوم 0.0380

الصوديوم 1.05

المغنيسيوم 0.1350 الكربون 0.0026

ومن بين هذه المواد هناك مجموعة من العناصر التي تحدد ملوحة الماء. الملوحة هي أهم خاصية للمياه، حيث تحدد العديد من الخصائص الفيزيائية للمياه: الكثافة، معدل التجمد، سرعة الصوت، إلخ. وتعتمد قيمتها على التبخر، تدفق المياه العذبة، ذوبان الجليد، تجمد الماء،.. .

في المناطق الاستوائية، تبلغ الملوحة الحد الأقصى مقارنة بخطوط العرض الأخرى. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن التبخر هناك يتجاوز بكثير هطول الأمطار. الحد الأدنى للملوحة هو عند خط الاستواء.

في المتوسط، تبلغ ملوحة المحيط العالمي حوالي 3.5٪. وهذا يعني أنه في كل لتر من ماء البحر يذوب 35 جرامًا من الأملاح (كلوريد الصوديوم بشكل أساسي). تقترب نسبة ملوحة المياه في المحيطات تقريبًا من 3.5%، لكن المياه في البحار موزعة بشكل غير متساوٍ. أقل المياه ملوحة هي مياه خليج فنلندا والجزء الشمالي من خليج بوثنيا، وهما جزء من بحر البلطيق. مياه البحر الأحمر هي الأكثر ملوحة. يمكن أن تحتوي البحيرات المالحة، مثل البحر الميت، على مستويات ملح أعلى بكثير.

تختلف موجات الماء في الآلية الأساسية للتذبذب (الشعرية، الجاذبية، وما إلى ذلك)، مما يؤدي إلى اختلاف قوانين التشتت، ونتيجة لذلك، إلى سلوك مختلف لهذه الموجات.

الجزء السفلي من الموجة يسمى النعل، والجزء العلوي يسمى القمة. مع تحرك الموجة، تتحرك القمة للأمام بالنسبة إلى القاعدة، ويميل إلى الأسفل، وبعد ذلك، بسبب وزنها وجاذبيتها، تسقط القمة، وتنكسر الموجة، ويصبح مستوى ارتفاع الموجة صفرًا.

عناصر الموجة الأساسية:

الطول - أقصر مسافة بين قمتين متجاورتين (التلال / الوديان)

الارتفاع - الفرق بين مستويات الأعلى والأسفل

المنحدر – نسبة ارتفاع الموجة إلى طول الموجة

مستوى الموجة - خط يقسم التروكويدات إلى نصفين

الدورة - الزمن الذي تقطع فيه الموجة مسافة تساوي طولها

التردد – عدد الاهتزازات في الثانية

يتم قياس اتجاه الموجة مثل اتجاه الريح ("إلى البوصلة")

الكتل المائية هي حجم من الماء يتناسب مع مساحة وعمق الخزان ويمتلك تجانسًا نسبيًا في الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تتشكل في ظروف فيزيائية وجغرافية محددة. العوامل الرئيسية التي تشكل الكتل المائية هي توازن الحرارة والماء في المنطقة ودرجة الحرارة والملوحة

ولا تبقى خصائص الكتلة المائية ثابتة؛ فهي تخضع لتقلبات موسمية وطويلة الأمد ضمن حدود معينة وتغير في الفضاء. ومع انتشارها من منطقة التكوين، تتحول الكتل المائية تحت تأثير التغيرات في ظروف الحرارة والتوازنات المائية وتختلط بالمياه المحيطة.

عمودي: سطحي - حتى عمق 150-200 م؛

تحت السطح - على أعماق من 150-200 م إلى 400-500 م؛

متوسط - على أعماق من 400-500 م إلى 1000-1500 م،

عميق - على أعماق من 1000-1500 م إلى 2500-3000 م؛

القاع (الثانوي) - أقل من 3000 م.

أفقياً: استوائي، استوائي، شبه استوائي، شبه قطبي، قطبي.

الحدود بين الكتل المائية هي مناطق جبهات المحيط العالمي، ومناطق الفصل ومناطق التحول، والتي يمكن تتبعها من خلال التدرجات الأفقية والرأسية المتزايدة للمؤشرات الرئيسية.

تمامًا مثل الفضاء الجوي، فإن الفضاء المائي غير متجانس في هيكله المنطقي. سنتحدث عما يسمى بالكتلة المائية في هذا المقال. وسوف نحدد أنواعها الرئيسية، ونحدد أيضًا الخصائص الحرارية المائية الرئيسية لمياه المحيطات.

ماذا تسمى الكتلة المائية للمحيط العالمي؟

كتل المياه المحيطية هي طبقات كبيرة نسبيًا من مياه المحيطات التي لها خصائص معينة (العمق، ودرجة الحرارة، والكثافة، والشفافية، وكمية الأملاح الموجودة، وما إلى ذلك) المميزة لنوع معين من المسطحات المائية. يحدث تكوين خصائص نوع معين من الكتل المائية على مدى فترة طويلة من الزمن، مما يجعلها ثابتة نسبيًا ويُنظر إلى الكتل المائية على أنها وحدة واحدة.

الخصائص الرئيسية للكتل المائية البحرية

تكتسب كتل المياه المحيطية في عملية التفاعل مع الغلاف الجوي خصائص مختلفة تختلف حسب درجة التأثير وكذلك حسب مصدر التكوين.

المناطق الرئيسية للكتل المائية في المحيط العالمي

تتشكل الخصائص المعقدة للكتل المائية تحت تأثير ليس فقط الخصائص الإقليمية بالاشتراك مع الظروف المناخية، ولكن أيضًا بسبب اختلاط تدفقات المياه المختلفة. تعد الطبقات العليا من مياه المحيطات أكثر عرضة لاختلاط الغلاف الجوي وتأثيره من الطبقات العميقة من المياه في نفس المنطقة الجغرافية. وبسبب هذا العامل تنقسم الكتل المائية للمحيط العالمي إلى قسمين كبيرين:

أنواع مياه طبقة التروبوسفير المحيطية

تتشكل طبقة التروبوسفير المحيطية تحت تأثير مجموعة من العوامل الديناميكية: المناخ، وهطول الأمطار، والمد والجزر في المياه القارية. وفي هذا الصدد، تشهد المياه السطحية تقلبات متكررة في درجات الحرارة ومستويات الملوحة. تشكل حركة الكتل المائية من خط عرض إلى آخر تكوين مناطق دافئة و

لوحظ أكبر تشبع لأشكال الحياة في شكل أسماك وعوالق. عادةً ما يتم تقسيم أنواع الكتل المائية في طبقة التروبوسفير المحيطية وفقًا لخطوط العرض الجغرافية مع وجود عامل مناخي واضح. دعونا نذكر أهمها:

استوائي.
استوائي.
شبه استوائي.
تحت القطبية.
القطبية.

خصائص الكتل المائية الاستوائية

تغطي المنطقة الإقليمية للكتل المائية الاستوائية نطاقًا جغرافيًا يتراوح من 0 إلى 5 خطوط العرض الشمالية. يتميز المناخ الاستوائي بدرجات حرارة مرتفعة بشكل موحد تقريبًا طوال العام التقويمي بأكمله، وبالتالي فإن الكتل المائية في هذه المنطقة دافئة بدرجة كافية، حيث تصل درجة الحرارة إلى 26-28.

بسبب هطول الأمطار الغزيرة وتدفق مياه الأنهار العذبة من البر الرئيسي، تحتوي مياه المحيط الاستوائية على نسبة صغيرة من الملوحة (تصل إلى 34.5‰) وأدنى كثافة مشروطة (22-23). كما أن تشبع البيئة المائية في المنطقة بالأكسجين لديه أدنى مؤشر (3-4 مل / لتر) بسبب ارتفاع متوسط درجة الحرارة السنوية.

خصائص الكتل المائية الاستوائية

وتحتل منطقة الكتل المائية الاستوائية نطاقين: 5-35 في نصف الكرة الشمالي (المياه الاستوائية الشمالية) وما يصل إلى 30 في نصف الكرة الجنوبي (المياه الاستوائية الجنوبية). تتشكل تحت تأثير الخصائص المناخية والكتل الهوائية - الرياح التجارية.

تتوافق درجة الحرارة القصوى في الصيف مع خط العرض الاستوائي، ولكن في الشتاء ينخفض هذا الرقم إلى 18-20 فوق الصفر. وتتميز المنطقة بوجود تدفقات مائية صاعدة من عمق 50-100 متر بالقرب من الخطوط القارية الساحلية الغربية وتدفقات هابطة بالقرب من الشواطئ الشرقية للقارة.

تتميز الأنواع الاستوائية من الكتل المائية بمؤشر ملوحة أعلى (35-35.5‰) وكثافة مشروطة (24-26) مقارنة بالمنطقة الاستوائية. يظل تشبع الأكسجين في تدفقات المياه الاستوائية عند نفس مستوى الشريط الاستوائي تقريبًا، ولكن التشبع بالفوسفات أعلى: 1-2 ميكروجرام/لتر مقابل 0.5-1 ميكروجرام/لتر في المياه الاستوائية.

كتل المياه شبه الاستوائية

يمكن أن تنخفض درجة الحرارة خلال العام في منطقة المياه شبه الاستوائية إلى 15 درجة. وفي خطوط العرض الاستوائية، تحدث تحلية المياه بدرجة أقل مما هي عليه في المناطق المناخية الأخرى، حيث يوجد هطول قليل هنا، بينما يحدث التبخر الشديد.

هنا يمكن أن تصل ملوحة المياه إلى 38‰. تنتج كتل المياه شبه الاستوائية في المحيط، عندما تبرد في الشتاء، الكثير من الحرارة، مما يساهم بشكل كبير في عملية التبادل الحراري للكوكب.

تصل حدود المنطقة شبه الاستوائية إلى حوالي 45 نصفًا جنوبيًا للكرة الأرضية و50 خط عرض شماليًا. هناك زيادة في تشبع المياه بالأكسجين، وبالتالي بأشكال الحياة.

خصائص الكتل المائية تحت القطبية

وكلما ابتعدت عن خط الاستواء، تنخفض درجة حرارة مجاري المياه وتختلف حسب الوقت من السنة. لذلك، في أراضي الكتل المائية شبه القطبية (50-70 شمالاً و45-60 درجة مئوية)، تنخفض درجة حرارة الماء في الشتاء إلى 5-7، وفي الصيف ترتفع إلى 12-15حول س.

تميل ملوحة المياه إلى الانخفاض من الكتل المائية شبه الاستوائية نحو القطبين. يحدث هذا بسبب ذوبان الجبال الجليدية - مصادر المياه العذبة.

خصائص ومميزات الكتل المائية القطبية

إن توطين الكتل المحيطية القطبية هو المساحات القطبية الشمالية والجنوبية المحيطة بالقارة، لذلك يسلط علماء المحيطات الضوء على وجود كتل مائية في القطب الشمالي والقطب الجنوبي. السمات المميزة للمياه القطبية هي، بالطبع، أدنى مؤشرات درجات الحرارة: في الصيف يكون المتوسط 0، وفي الشتاء 1.5-1.8 تحت الصفر، مما يؤثر أيضًا على الكثافة - وهنا هي الأعلى.

بالإضافة إلى درجة الحرارة، يُلاحظ أيضًا انخفاض الملوحة (32-33‰) بسبب ذوبان الأنهار الجليدية القارية الطازجة. مياه خطوط العرض القطبية غنية جدًا بالأكسجين والفوسفات، مما له تأثير مفيد على تنوع العالم العضوي.

أنواع وخصائص الكتل المائية في طبقة الستراتوسفير المحيطية

يقسم علماء المحيطات تقليديًا طبقة الستراتوسفير المحيطية إلى ثلاثة أنواع:

وتغطي المياه المتوسطة أعمدة مائية على أعماق تتراوح من 300-500 م إلى 1000 م، وأحياناً 2000 م. وبالمقارنة مع النوعين الآخرين من الكتل المائية في طبقة الستراتوسفير، فإن الطبقة المتوسطة هي الأكثر إضاءة ودافئة وأكثر غنى بالأكسجين والفوسفات. وبالتالي فإن العالم تحت الماء أكثر ثراءً بالعوالق وأنواع الأسماك المختلفة. تحت تأثير القرب من تدفقات المياه في طبقة التروبوسفير، حيث تسود كتلة المياه المتدفقة بسرعة، تكون الخصائص الحرارية المائية وسرعة تدفق المياه في الطبقة المتوسطة ديناميكية للغاية. ويلاحظ الاتجاه العام لحركة المياه المتوسطة في الاتجاه من خطوط العرض العالية إلى خط الاستواء. سمك الطبقة المتوسطة من الستراتوسفير المحيطي ليس هو نفسه في كل مكان؛ وقد لوحظ وجود طبقة أوسع بالقرب من المناطق القطبية.
وتتوزع المياه العميقة على مساحة تبدأ من عمق 1000-1200 م، وتصل إلى 5 كم تحت مستوى سطح البحر، وتتميز ببيانات حرارية مائية أكثر ثباتًا. يكون التدفق الأفقي للمياه في هذه الطبقة أقل بكثير من المياه المتوسطة ويبلغ 0.2-0.8 سم / ثانية.
الطبقة السفلية من الماء هي الأقل دراسة من قبل علماء المحيطات لعدم إمكانية الوصول إليها، لأنها تقع على عمق أكثر من 5 كيلومترات من سطح الماء. السمات الرئيسية للطبقة السفلية هي مستوى ثابت تقريبًا من الملوحة والكثافة العالية.