Kui suur on veemasside tihedus parasvöötme piirkondades? Millised veemassid on kõige liikuvamad?

Haridus

Mis on veemassid ja nende liigid? Peamised veemasside liigid

30. september 2017

Maailma ookeani kõigi vete kogumassi jagavad eksperdid kahte tüüpi - pinna- ja sügavus. Selline jaotus on aga väga tinglik. Üksikasjalikum kategoriseerimine hõlmab mitut järgmist rühma, mis eristatakse territoriaalse asukoha alusel.

Definitsioon

Esiteks määratleme, mis on veemassid. Geograafias viitab see nimetus üsna suurele veekogusele, mis moodustub ühes või teises ookeani osas. Veemassid erinevad üksteisest mitmete omaduste poolest: soolsus, temperatuur, aga ka tihedus ja läbipaistvus. Erinevused väljenduvad ka hapniku koguses ja elusorganismide olemasolus. Oleme andnud määratluse, mis on veemassid. Nüüd peame vaatama nende erinevaid tüüpe.

Vesi pinna lähedal

Pinnaveed on tsoonid, kus nende termiline ja dünaamiline koostoime õhuga toimub kõige aktiivsemalt. Vastavalt teatud tsoonidele omasetele kliimaomadustele jagatakse need eraldi kategooriatesse: ekvatoriaalne, troopiline, subtroopiline, polaarne, subpolaarne. Kooliõpilased, kes koguvad teavet, et vastata küsimusele, mis on veemassid, peavad teadma ka nende esinemise sügavust. Vastasel juhul jääb geograafiatunnis vastus poolikuks.

Pinnavee sügavus ulatub 200-250 m. Nende temperatuur muutub sageli, kuna need tekivad sademete mõjul. Pinnaveesambas tekivad lained, aga ka horisontaalsed ookeanihoovused. Siin leidub kõige rohkem kalu ja planktonit. Pinnapealsete ja süvamasside vahel on vahepealsete veemasside kiht. Nende sügavus jääb vahemikku 500–1000 m. Need tekivad kõrge soolsusega ja kõrge aurustumistasemega piirkondades.

Video teemal

Sügavad veemassid

Süvavee alumine piir võib mõnikord ulatuda 5000 m. Seda tüüpi veemassi leidub kõige sagedamini troopilistel laiuskraadidel. Need tekivad pinna- ja vahevete mõjul. Neile, kes on huvitatud sellest, millised on veemassid ja millised on nende erinevate tüüpide omadused, on oluline omada ka ettekujutust hoovuste kiirusest ookeanis. Süvaveemassid liiguvad vertikaalsuunas väga aeglaselt, kuid nende horisontaalne kiirus võib olla kuni 28 km tunnis. Järgmine kiht on põhjavee massid. Neid leidub sügavusel üle 5000 m. Seda tüüpi iseloomustab püsiv soolsuse tase, samuti suur tihedus.

Ekvatoriaalsed veemassid

“Mis on veemassid ja nende liigid” on üldhariduskooli kursuse üks kohustuslikke teemasid. Õpilane peab teadma, et veed saab liigitada ühte või teise rühma mitte ainult sügavuse, vaid ka territoriaalse asukoha järgi. Esimene tüüp, mida selle klassifikatsiooni kohaselt mainitakse, on ekvatoriaalsed veemassid. Neid iseloomustab kõrge temperatuur (kuni 28 °C), madal tihedus ja madal hapnikusisaldus. Selliste vete soolsus on madal. Ekvatoriaalvete kohal on madala atmosfäärirõhuga vöö.

Troopilised veemassid

Samuti on need üsna hästi köetud ja nende temperatuur ei erine erinevatel aastaaegadel rohkem kui 4 °C. Ookeani hoovustel on seda tüüpi veele suur mõju. Nende soolsus on kõrgem, kuna selles kliimavööndis on kõrge atmosfäärirõhu tsoon ja sademeid on väga vähe.

Mõõdukad veemassid

Nende vete soolsus on madalam kui teistel, kuna neid magestavad sademed, jõed ja jäämäed. Seda tüüpi veemasside temperatuur võib hooajaliselt kõikuda kuni 10°C. Aastaaegade vaheldumine toimub aga palju hiljem kui mandril. Parasvöötme veed varieeruvad sõltuvalt sellest, kas need asuvad ookeani lääne- või idaosas. Esimesed on reeglina külmad ja teised sisevoolude soojenemise tõttu soojemad.

Polaarsed veemassid

Millised veekogud on kõige külmemad? Ilmselgelt on need need, mis asuvad Arktikas ja Antarktika ranniku lähedal. Voolude abil saab neid kanda parasvöötme ja troopilistesse piirkondadesse. Polaarsete veemasside põhijooneks on ujuvad jääplokid ja tohutud jääalad. Nende soolsus on äärmiselt madal. Lõunapoolkeral liigub merejää parasvöötme laiuskraadidele palju sagedamini kui põhja pool.

Moodustamise meetodid

Kooliõpilased, kes on huvitatud veemassidest, on huvitatud ka nende tekke kohta teabe õppimisest. Nende moodustamise peamine meetod on konvektsioon ehk segamine. Segamise tulemusena vajub vesi arvestatavale sügavusele, kus saavutatakse taas vertikaalne stabiilsus. See protsess võib toimuda mitmes etapis ja konvektiivse segamise sügavus võib ulatuda kuni 3-4 km-ni. Järgmine meetod on subduktsioon või "sukeldumine". Selle masside moodustamise meetodi puhul vajub vesi tuule ja pinnajahutuse koosmõjul alla.

Need on suured veekogused, mis tekivad teatud ookeani osades ja erinevad üksteisest temperatuuri, soolsus, tihedus, läbipaistvus, sisalduva hapniku kogus ja palju muid omadusi. Seevastu vertikaalsel tsoneerimisel on neis suur tähtsus.

IN sõltuvalt sügavusest Eristatakse järgmisi veemassi tüüpe:

Pinnavee massid . Need asuvad sügavuses 200-250 m. Siin muutuvad sageli vee temperatuur ja soolsus, kuna need veemassid tekivad magevee mandrivee sissevoolu mõjul. Pinnavees moodustuvad massid lained Ja horisontaalne. Seda tüüpi veemass sisaldab kõige rohkem planktonit ja kala.

Vahepealsed veemassid . Need asuvad sügavuses 500-1000 m. Seda tüüpi massi leidub peamiselt mõlema poolkera troopilistel laiuskraadidel ja see moodustub suurenenud aurustumise ja soolsuse pideva suurenemise tingimustes.

Sügavad veemassid . Nende alumine piir võib ulatuda enne 5000 m. Nende teket seostatakse pinna- ja vahepealsete veemasside, polaar- ja troopiliste masside segunemisega. Nad liiguvad vertikaalselt väga aeglaselt, kuid horisontaalselt kiirusega 28 m/h.

Põhjavee massid . Need asuvad aastal alla 5000 m, on püsiva soolsusega ja väga suure tihedusega.

Veemassi saab klassifitseerida mitte ainult sügavuse järgi, vaid ka päritolu järgi. Sel juhul eristatakse järgmist tüüpi veemassi:

Ekvatoriaalsed veemassid . Päike soojendab neid hästi, nende temperatuur varieerub hooajati mitte rohkem kui 2° ja on 27–28°C. Need magestatakse tugevate sademete tõttu ja voolavad nendel laiuskraadidel ookeani, seega on nende vete soolsus madalam kui troopilistel laiuskraadidel.

Troopilised veemassid . Neid soojendab hästi ka päike, kuid veetemperatuur on siin madalam kui ekvatoriaalsetel laiuskraadidel ja ulatub 20-25°C-ni. Hooajaliselt varieerub troopiliste laiuskraadide vete temperatuur 4° võrra. Seda tüüpi veemassi veetemperatuuri mõjutavad suuresti ookeanihoovused: ookeanide lääneosad, kuhu tulevad ekvaatorilt soojad hoovused, on soojemad kui idapoolsed osad, kuna sinna tulevad külmad hoovused. Nende vete soolsus on palju suurem kui ekvatoriaalsetel, kuna siin tekib allapoole suunatud õhuvoolude tagajärjel kõrge rõhk ja sademeid on vähe. Jõgedel ei ole ka magestamise efekti, kuna neid on neil laiuskraadidel väga vähe.

Mõõdukas veemass . Aastaaegade lõikes erineb nende laiuskraadide veetemperatuur 10° võrra: talvel jääb veetemperatuur vahemikku 0° kuni 10°C, suvel aga 10° kuni 20°C. Neid veekogusid iseloomustab juba aastaaegade vaheldumine, kuid see toimub hiljem kui maismaal ega ole nii väljendunud. Nende vete soolsus on madalam kui troopiliste vete oma, kuna magestamise mõju avaldavad sademed, neisse vetesse suubuvad jõed ja nendele laiuskraadidele sisenemine. Parasvöötme veemassidele on iseloomulikud ka temperatuuride erinevused ookeani lääne- ja idaosa vahel: ookeanide läänepoolsed osad, kus külmad hoovused läbivad, on külmad, idapoolseid piirkondi soojendavad soojad hoovused.

Polaarsed veemassid . Need tekivad Arktikas ja ranniku lähedal ning hoovused võivad kanduda parasvöötmele ja isegi troopilistele laiuskraadidele. Polaarseid veemasse iseloomustab ujuva jää rohkus, aga ka jää, mis moodustab tohutuid jääalasid. Lõunapoolkeral, polaarsete veemassidega piirkondades, ulatub merejää parasvöötme laiuskraadidele palju kaugemale kui põhjapoolkeral. Polaarsete veemasside soolsus on madal, kuna ujuvjääl on tugev magestav toime.

Päritolu poolest erinevat tüüpi veemasside vahel ei ole selgeid piire, kuid need on olemas üleminekutsoonid. Need väljenduvad kõige selgemalt kohtades, kus sooja ja külma hoovuse kohtuvad.

Veemassid suhtlevad aktiivselt: annavad sellele niiskust ja soojust ning neelavad sellest süsinikdioksiidi ja eraldavad hapnikku.

Veemasside iseloomulikumad omadused on Ja.

Õhumassid

Õhumasside transformatsioon

Pinna mõju, millest õhumassid läbivad, mõjutab nende alumisi kihte. See mõju võib põhjustada õhu niiskusesisalduse muutusi aurustumise või sademete tõttu, samuti õhumassi temperatuuri muutusi latentse soojuse vabanemise või pinnaga soojusvahetuse tagajärjel.

Tabel 1. Õhumasside klassifikatsioon ja nende omadused sõltuvalt tekkeallikast

Troopiline

Polaarne

Arktika või Antarktika

Meremees

mereline troopiline

(MT), soe või väga

märg; on moodustamisel

Assooride piirkonnas

saared põhjas

Atlandi ookean

mere polaar

(MP), külm ja väga

märg; on moodustamisel

üle Atlandi ookeani lõunasse

Gröönimaalt

arktiline (A)

või Antarktika

(AA), väga külm ja kuiv; moodustub Arktika jääga kaetud osa kohal või Antarktika keskosa kohal

mandri (K)

kontinentaalne

troopiline (CT),

kuum ja kuiv; tekkis Sahara kõrbe kohal

kontinentaalne

polaarne (CP), külm ja kuiv; aastal moodustati Siberis

talvine periood

Õhumasside liikumisega seotud teisendusi nimetatakse dünaamilisteks. Õhukiirused erinevatel kõrgustel on peaaegu kindlasti erinevad, seega ei liigu õhumass ühe üksusena ning kiiruse nihke olemasolu põhjustab turbulentset segunemist. Kui õhumassi alumised kihid soojenevad, tekib ebastabiilsus ja areneb konvektiivne segunemine. Teised dünaamilised muutused on seotud suuremahulise vertikaalse õhu liikumisega.

Õhumassiga toimuvaid muundumisi saab näidata, lisades selle põhitähistusele veel ühe tähe. Kui õhumassi alumised kihid on soojemad kui pind, millest see läbi läheb, siis lisatakse täht "T", kui need on külmemad, siis täht "X". Järelikult suureneb jahtumisel sooja merelise polaarse õhumassi stabiilsus, külma merelise polaarse õhumassi kuumenemine aga selle ebastabiilsuse.

Õhumassid ja nende mõju ilmastikule Briti saartel

Ilmastikutingimusi igas paigas Maal võib käsitleda teatud õhumassi toime ja sellega toimunud muutuste tagajärjena. Ühendkuningriiki, mis asub keskmistel laiuskraadidel, mõjutab enamik õhumassi liike. Seega on see hea näide pinnalähedaste õhumasside muutumisest põhjustatud ilmastikutingimuste uurimiseks. Dünaamilised muutused, mis on põhjustatud peamiselt vertikaalsest õhuliikumisest, on samuti väga olulised ilmastikutingimuste määramisel ja neid ei saa igal konkreetsel juhul tähelepanuta jätta.

Briti saartele jõudev Marine Polar Air (MPA) on tüüpiliselt MPA tüüpi ja on seetõttu ebastabiilne õhumass. Ookeani pinnalt aurustumise tagajärjel üle minnes säilitab see kõrge suhtelise õhuniiskuse ja selle tulemusena - eriti keskpäeval selle õhumassi saabudes - ilmuvad Maa sooja pinna kohale rünk- ja rünkpilved, temperatuur langeb alla keskmise ja suvel sajab hoovihma ning talvel võib sademeid sageli sadada lume või graanulitena. Puhakas tuul ja konvektiivsed liikumised õhus hajutavad tolmu ja suitsu, mistõttu on nähtavus hea.

Kui mereline polaarõhk (MPA) selle tekkeallikast liigub lõunasse ja suundub edelast Briti saarte poole, võib see soojeneda, see tähendab TMAF-tüüpi; seda nimetatakse mõnikord "mere polaarõhu tagasipöördumiseks". See toob kaasa normaalse temperatuuri ja ilma, mis on keskmine HMPV ja MTV õhumasside saabudes saabuva ilma vahel.

Mereline troopiline õhk (MTA) on tavaliselt TMTV tüüpi, seega on see stabiilne. Olles pärast ookeani ületamist Briti saartele jõudnud ja jahtunud, on see veeauruga küllastunud (või muutub küllastumise lähedaseks). See õhumass toob endaga kaasa pehme ilma, pilvise taeva ja halva nähtavusega ning udu on Briti saarte lääneosas tavaline. Orograafilistest tõketest kõrgemale tõustes tekivad kihtsajupilved; Sel juhul on levinud hoovihmad, mis muutuvad tugevamaks ja mäeahelike idaküljel sajab pidevat vihma.

Mandri troopiline õhumass on oma tekkekohas ebastabiilne ja kuigi selle alumised kihid muutuvad Briti saartele jõudes stabiilseks, jäävad ülemised kihid ebastabiilseks, mis võib suvel põhjustada äikest. Talvel on aga õhumassi alumised kihid väga stabiilsed ja seal tekkivad pilved on kihtsaju tüüpi. Tavaliselt tõuseb sellise õhumassi saabudes temperatuur tunduvalt üle keskmise ja tekib udu.

Kontinentaalse polaarõhu saabudes on Briti saartel talvel väga külm ilm. Tekkimisallikas on see mass stabiilne, kuid siis võib see alumistes kihtides muutuda ebastabiilseks ja Põhjamerest üle minnes "küllastub" oluliselt veeauruga. Ilmuvad pilved on rünkpilved, kuigi võib tekkida ka kihtrünkpilved. Talvel võib Ühendkuningriigi idaosas esineda tugevat vihma ja lumesadu.

Arktika õhk (AW) võib olla mandriline (CAV) või mereline (MAV), olenevalt teest, mis selle tekkeallikast Briti saartele kulgeb. CAV läbib teel Briti saartele üle Skandinaavia. See sarnaneb mandri polaarõhuga, kuigi on külmem ja toob seetõttu talvel ja kevadel sageli kaasa lumesadu. Arktiline mereõhk liigub üle Gröönimaa ja Norra mere; seda võib võrrelda külma mere polaarõhuga, kuigi see on külmem ja ebastabiilsem. Talvel ja kevadel iseloomustavad arktilist õhku tugevad lumesajud, pikaajaline pakane ja erakordselt head nähtavustingimused.

Vee massid ja t-s diagramm

Veemasside määratlemisel kasutavad okeanograafid samasugust kontseptsiooni nagu õhumasside puhul. Veemassid eristuvad peamiselt temperatuuri ja soolsuse järgi. Samuti arvatakse, et veemassid tekivad kindlal alal, kus neid leidub pinnase segukihis ja kus neid mõjutavad püsivad atmosfääritingimused. Kui vesi püsib pikka aega paigal, määravad selle soolsuse mitmed tegurid: aurumine ja sademed, magevee varustatus jõe äravooluga rannikualadel, sulamine ja jää teke kõrgetel laiuskraadidel, jne. Samamoodi määrab selle temperatuuri veepinna kiirgusbilanss, aga ka soojusvahetus atmosfääriga. Kui vee soolsus väheneb ja temperatuur tõuseb, väheneb vee tihedus ja veesammas muutub stabiilseks. Sellistes tingimustes võib tekkida ainult madal pinnaveemass. Kui aga soolsus suureneb ja temperatuur langeb, muutub vesi tihedamaks, hakkab vajuma ja võib tekkida veemass, mis saavutab olulise vertikaalse paksuse.

Veemasside eristamiseks kantakse teatud ookeani piirkonnas erinevatel sügavustel saadud temperatuuri ja soolsuse andmed diagrammile, kus temperatuur on kantud ordinaatteljel ja soolsus abstsissteljele. Kõik punktid on üksteisega ühendatud joonega sügavuse suurenemise järjekorras. Kui veemass on täiesti homogeenne, esitatakse see sellisel diagrammil ühe punktiga. Just see omadus on vee tüübi tuvastamise kriteerium. Sellise punkti lähedal asuv vaatluspunktide kogum näitab teatud tüüpi vee olemasolu. Kuid veemassi temperatuur ja soolsus muutuvad tavaliselt sügavusega ning veemassi iseloomustab T-S diagrammil teatud kõver. Need kõikumised võivad tuleneda erinevatel aastaaegadel moodustunud ja vastavalt tihedusele erinevale sügavusele vajuva vee omaduste väikestest erinevustest. Neid võib seletada ka tingimuste muutumisega ookeanipinnal veemassi tekkimise piirkonnas ning vesi ei pruugi vajuda vertikaalselt, vaid mööda mõnda võrdse tihedusega kaldpinda. Kuna q1 on ainult temperatuuri ja soolsuse funktsioon, saab T-S diagrammile tõmmata q1 võrdsete väärtustega jooned. Aimu veesamba stabiilsusest saab, kui võrrelda T-S graafikut q1 kontuurjoonte löögiga.

Konservatiivsed ja mittekonservatiivsed omadused

Pärast moodustumist hakkab veemass, nagu ka õhumass, moodustumise allikast liikuma, läbides teel muutumise. Kui see jääb maapinnalähedasesse segakihti või lahkub sealt ja naaseb siis uuesti, põhjustab edasine koostoime atmosfääriga muutusi vee temperatuuris ja soolsuses. Teise veemassiga segunemisel võib tekkida uus veemass, mille omadused jäävad kahe algse veemassi omaduste vahepealseks. Alates hetkest, kui veemass lakkab atmosfääri mõjul muutumast, saab selle temperatuur ja soolsus muutuda ainult segunemisprotsessi tulemusena. Seetõttu nimetatakse selliseid omadusi konservatiivseks.

Veekogul on tavaliselt teatud keemilised omadused, omane elustik ning tüüpilised temperatuuri ja soolsuse suhted (T-S suhted). Kasulik veemassi iseloomustav näitaja on sageli lahustunud hapniku kontsentratsioon, samuti toitainete - silikaatide ja fosfaatide - kontsentratsioon. Konkreetses veekogus levinud mereorganisme nimetatakse indikaatorliikideks. Need võivad jääda antud veemassi piiresse, kuna nende füüsikalised ja keemilised omadused neid rahuldavad, või lihtsalt seetõttu, et nad, olles plankton, transporditakse koos veemassiga selle tekkealast. Need omadused aga muutuvad ookeanis toimuvate keemiliste ja bioloogiliste protsesside tulemusena ja seetõttu nimetatakse neid mittekonservatiivseteks omadusteks.

Näited veemassidest

Üsna selge näide on veemassid, mis tekivad poolsuletud reservuaarides. Läänemeres tekkiv veemass on madala soolsusega, mis on tingitud jõgede olulisest ülevoolust ja sademete hulgast üle aurustumise. Suvel läheb see veemass üsna kuumaks ja on seetõttu väga väikese tihedusega. Tekkimisallikast voolab ta läbi kitsaste väinade Rootsi ja Taani vahel, kus seguneb intensiivselt allolevate veekihtidega, mis ookeanist väinadesse sisenevad. Enne segamist on selle temperatuur suvel 16°C lähedal ja soolsus alla 8% 0 . Kuid selleks ajaks, kui see jõuab Skagerraki väina, tõuseb selle soolsus segunemise tulemusena väärtuseni umbes 20% o. Madala tiheduse tõttu jääb see pinnale ja muundub kiiresti atmosfääriga suhtlemise tulemusena. Seetõttu ei avalda see veemass avatud ookeanialadele märgatavat mõju.

Vahemeres ületab aurumine magevee sissevoolu sademete ja jõgede äravooluna ning seetõttu suureneb seal soolsus. Vahemere loodeosas võib talvine jahtumine (seotud peamiselt tuultega, mida nimetatakse mistraliks) viia konvektsioonini, mis pühib kogu veesamba rohkem kui 2000 m sügavusele, mille tulemuseks on äärmiselt homogeenne veekogu, mille soolsus on üle 38,4% ja temperatuur umbes 12,8 °C. Kui see veemass lahkub Vahemerest läbi Gibraltari väina, toimub selles intensiivne segunemine ning Atlandi ookeani külgneva osa kõige vähem segunenud Vahemere veekihi ehk tuuma soolsus on 36,5% 0 ja temperatuur 11 kraadi. °C See kiht on väga tihe ja vajub seetõttu umbes 1000 m sügavusele. Sellel tasemel levib see pidevalt segunedes, kuid selle tuuma võib siiski ära tunda muude veemasside hulgas enamikus Atlandi ookeanist.

Avaookeanis moodustuvad tsentraalsed veemassid laiuskraadidel ligikaudu 25° kuni 40° ja taanduvad seejärel piki kaldus isopüknaale, et hõivata peamise termoklini ülaosa. Atlandi ookeani põhjaosas iseloomustab sellist veemassi T-S kõver, mille algväärtus on 19°C ja 36,7% ning lõppväärtus 8°C ja 35,1%. Kõrgematel laiuskraadidel tekivad vahepealsed veemassid, mida iseloomustab madal soolsus ja madal temperatuur. Antarktika keskmine veemass on kõige levinum. Selle temperatuur on 2–7 °C ja soolsus 34,1–34,6% 0 ja pärast sukeldustemperatuuri umbes 50 °S. w. 800-1000 m sügavusele levib põhja suunas. Kõige sügavamad veemassid tekivad kõrgetel laiuskraadidel, kus vesi jahtub talvel väga madala temperatuurini, sageli külmumispunktini, nii et soolsuse määrab külmumisprotsess. Antarktika põhjaveemassi temperatuur on -0,4°C ja soolsus 34,66% 0 ning see levib põhja poole sügavusel üle 3000 m Põhja-Atlandi süvapõhja veemass, mis tekib Norra ja Gröönimaa meres ja kui voolav läbi Šotimaa -Gröönimaa künnis on läbimas märgatavat transformatsiooni, levides lõunasse ja blokeerides Antarktika põhjaveemassi Atlandi ookeani ekvatoriaal- ja lõunaosas.

Veemasside mõiste on mänginud olulist rolli ookeanide tsirkulatsiooniprotsesside kirjeldamisel. Süvaookeanide hoovused on nii liiga aeglased kui ka liiga muutlikud, et neid otsese vaatlusega uurida. Kuid T-S analüüs aitab tuvastada veemasside tuumasid ja määrata nende leviku suunad. Nende liikumiskiiruse kindlakstegemiseks on aga vaja muid andmeid, näiteks segunemiskiirust ja mittekonservatiivsete omaduste muutumise kiirust. Kuid neid tavaliselt ei saa.

Laminaarsed ja turbulentsed voolud

Liikumisi atmosfääris ja ookeanis saab liigitada mitmeti. Üks neist on liikumise jagunemine laminaarseks ja turbulentseks. Laminaarses voolus liiguvad vedeliku osakesed korrapäraselt ja voolujooned on paralleelsed. Turbulentne vool on kaootiline ja üksikute osakeste trajektoorid ristuvad. Ühtlase tihedusega vedelikus toimub üleminek laminaarselt turbulentsele, kui kiirus saavutab teatud kriitilise väärtuse, mis on proportsionaalne viskoossusega ja pöördvõrdeline tihedusega ja kaugusega voolupiirist. Ookeanis ja atmosfääris on hoovused enamasti turbulentsed. Veelgi enam, efektiivne viskoossus ehk turbulentne hõõrdumine sellistes vooludes on tavaliselt mitu suurusjärku suurem kui molekulaarne viskoossus ning sõltub turbulentsi olemusest ja selle intensiivsusest. Looduses täheldatakse kahte laminaarse režiimi juhtu. Üks on vool väga õhukeses kihis, mis külgneb sileda piiriga, teine on liikumine olulise vertikaalse stabiilsusega kihtides (näiteks inversioonikiht atmosfääris ja termokliin ookeanis), kus vertikaalsed kiiruse kõikumised on väikesed. Vertikaalne kiiruse nihe on sellistel juhtudel palju suurem kui turbulentsetes vooludes.

Liikumise skaala

Teine viis liikumiste klassifitseerimiseks atmosfääris ja ookeanis põhineb nende eraldamisel ruumilise ja ajalise skaala järgi, samuti liikumise perioodiliste ja mitteperioodiliste komponentide tuvastamisel.

Suurimad ajaruumilised skaalad vastavad statsionaarsetele süsteemidele, nagu pasaattuuled atmosfääris või Golfi hoovus ookeanis. Kuigi liikumine neis kogeb kõikumisi, võib neid süsteeme pidada enam-vähem püsivateks tsirkulatsioonielementideks, mille ruumiline ulatus on mitu tuhat kilomeetrit.

Järgmisel kohal on hooajalise tsüklilisusega protsessid. Nende hulgas tuleb eraldi esile tõsta mussoonid ja nende põhjustatud India ookeani hoovused - ja ka nende suuna muutmine. Nende protsesside ruumiline ulatus on samuti mitu tuhat kilomeetrit, kuid neid eristab väljendunud perioodilisus.

Protsessid, mille ajaskaala on mitu päeva või nädalat, on tavaliselt ebaregulaarsed ja nende ruumiline ulatus ulatub tuhandetesse kilomeetritesse. Nende hulka kuuluvad tuule kõikumised, mis on seotud erinevate õhumasside transpordiga ja põhjustavad ilmamuutusi sellistes piirkondades nagu Briti saared, aga ka sarnased ja sageli kaasnevad kõikumised ookeanihoovuses.

Arvestades liikumisi ajaskaalaga mitmest tunnist ühe-kahepäevani, kohtame väga erinevaid protsesse, mille hulgas on selgelt perioodilisi. See võib olla päevane perioodilisus, mis on seotud päikesekiirguse igapäevase tsükliga (see on iseloomulik näiteks tuulele – päeval puhub tuul merelt maale ja öösel maalt merele); see võib olla loodete jaoks iseloomulik igapäevane ja poolpäevane perioodilisus; see võib olla tsüklonite liikumise ja muude atmosfäärihäiretega seotud perioodilisus. Seda tüüpi liikumise ruumiline skaala on 50 km-st (tuulte puhul) kuni 2000 km-ni (rõhulanguste korral keskmistel laiuskraadidel).

Ajaskaalad, mõõdetuna sekundites, harvem minutites, vastavad regulaarsele liikumisele – lainetele. Ookeani pinnal levinumate tuulelainete ruumiline ulatus on umbes 100 m. Ookeanis ja atmosfääris esineb ka pikemaid laineid, näiteks tuulelaineid. Sellise ajaskaalaga ebakorrapärased liikumised vastavad turbulentsele kõikumisele, mis avaldub näiteks tuuleiilide kujul.

Ookeani või atmosfääri mõnes piirkonnas täheldatud liikumist saab iseloomustada kiiruste vektorsummaga, millest igaüks vastab teatud liikumisskaalale. Näiteks võib mingil ajahetkel mõõdetud kiirust esitada kui kus ja tähistab turbulentseid kiiruse pulsatsioone.

Liikumise iseloomustamiseks võite kasutada selle loomisega seotud jõudude kirjeldust. Seda lähenemist koos skaala eraldamise meetodiga kasutatakse järgmistes peatükkides erinevate liikumisvormide kirjeldamiseks. Siin on mugav arvestada erinevate jõududega, mille toime võib põhjustada või mõjutada horisontaalset liikumist ookeanis ja atmosfääris.

Jõud võib jagada kolme kategooriasse: välised, sisemised ja sekundaarsed. Väliste jõudude allikad asuvad väljaspool vedelat keskkonda. Sellesse kategooriasse kuulub nii Päikese ja Kuu gravitatsiooniline tõmbejõud, mis põhjustab loodete liikumist, kui ka tuule hõõrdejõud. Sisejõud on seotud massi või tiheduse jaotumisega vedelas keskkonnas. Tiheduse ebaühtlane jaotus on põhjustatud ookeani ja atmosfääri ebaühtlasest kuumenemisest ning see tekitab vedelas keskkonnas horisontaalseid rõhugradiente. Sekundaarse all mõeldakse jõude, mis mõjuvad vedelikule ainult siis, kui see on maapinna suhtes liikumisseisundis. Kõige ilmsem on hõõrdejõud, mis on alati suunatud liikumise vastu. Kui erinevad vedelikukihid liiguvad erineva kiirusega, põhjustab viskoossusest tingitud hõõrdumine nende kihtide vahel kiiremini liikuvate kihtide aeglustumist ja aeglasemalt liikuvate kihtide kiirenemist. Kui vool on suunatud piki pinda, siis piiriga külgnevas kihis on hõõrdejõud otse vastupidine voolu suunale. Kuigi hõõrdumine mängib atmosfääri ja ookeani liikumistes tavaliselt väikest rolli, põhjustaks see nende liikumiste summutamist, kui neid ei toetaks välised jõud. Seega ei saanud liikumine teiste jõudude puudumisel ühtlaseks jääda. Ülejäänud kaks sekundaarset jõudu on fiktiivsed jõud. Need on seotud selle koordinaatsüsteemi valikuga, mille suhtes liikumist käsitletakse. See on Coriolise jõud (millest me juba rääkisime) ja tsentrifugaaljõud, mis ilmneb keha liikumisel ringis.

Tsentrifugaaljõud

Püsiva kiirusega ringis liikuv keha muudab pidevalt oma liikumissuunda ja kogeb seetõttu kiirendust. See kiirendus on suunatud trajektoori hetkekõveruskeskme poole ja seda nimetatakse tsentripetaalseks kiirenduseks. Seega, et ringil püsida, peab keha kogema mingit jõudu, mis on suunatud ringi keskpunkti poole. Nagu on näidatud dünaamika algõpikutes, on selle jõu suurus võrdne mu 2 /r või mw 2 r, kus r on keha mass, m on keha liikumise kiirus ringis, r on ringi raadius ja w on keha pöörlemise nurkkiirus (tavaliselt mõõdetakse radiaanides sekundis). Näiteks rongis kõverat teed pidi sõitva reisija jaoks tundub liikumine ühtlane. Ta näeb, et liigub pinna suhtes ühtlase kiirusega. Reisija tunneb aga teatud jõu – tsentrifugaaljõu – mõju, mis on suunatud ringi keskpunktist ning sellele jõule mõjub ta vastu kallutades ringi keskpunkti poole. Siis osutub tsentripetaaljõud võrdseks tugiistme või rongi põranda reaktsiooni horisontaalkomponendiga. Teisisõnu nõuab reisija oma näilise ühtlase liikumise oleku säilitamiseks, et tsentripetaaljõud oleks tsentrifugaaljõuga võrdse suurusega ja vastupidine.

VEEMASS – veekogus, mis on vastavuses reservuaari pindala ja sügavusega ning millel on suhteline homogeensus füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste omadustega ning mis moodustub konkreetsetes füüsikalistes ja geograafilistes tingimustes (tavaliselt ookeani, mere pinnal), mis erineb veehoidla pindalast ja sügavusest. ümbritsev veesammas. Ookeanide ja merede teatud piirkondades omandatud veemasside omadused säilivad väljaspool tekkepiirkonda. Külgnevad veemassid on üksteisest eraldatud Maailma ookeani frontaalvööndite, jagunemistsoonide ja transformatsioonivöönditega, mida saab jälgida veemasside põhinäitajate suurenevate horisontaalsete ja vertikaalsete gradientide kaudu. Veemasside tekke peamisteks teguriteks on vastavalt antud piirkonna soojus- ja veebilanss, veemasside põhinäitajad on temperatuur, soolsus ja nendest sõltuv tihedus. Olulisemad geograafilised mustrid – horisontaalne ja vertikaalne tsoneerimine – avalduvad ookeanis kindla veestruktuurina, mis koosneb veemasside kogumist.

Maailmamere vertikaalses struktuuris eristatakse veemassi: pind - 150-200 m sügavusele; aluspind - kuni 400-500 m; keskmine - kuni 1000-1500 m, sügavus - kuni 2500-3500 m; põhi - alla 3500 m. Igal ookeanil on iseloomulik veemass; pinnavee massid on nimetatud vastavalt kliimavööndile, kus need tekkisid (näiteks Vaikse ookeani subarktiline, troopiline Vaikne ookean jne). Ookeanide ja merede alusstruktuurivööndite puhul vastab veemasside nimetus nende geograafilisele piirkonnale (Vahemere vahepealne veemass, Põhja-Atlandi sügavus, sügav Must meri, Antarktika põhi jne). Vee tihedus ja atmosfääri tsirkulatsiooni omadused määravad sügavuse, milleni veemass selle tekkepiirkonnas vajub. Sageli võetakse veemassi analüüsimisel arvesse ka selles lahustunud hapniku ja muude elementide sisalduse näitajaid, mitmete isotoopide kontsentratsiooni, mis võimaldavad jälgida veemassi jaotumist veekogu piirkonnast. selle moodustumine, ümbritsevate vetega segunemise määr ja väljaspool atmosfääriga kokkupuudet veedetud aeg.

Veemasside omadused ei püsi muutumatuna, need on allutatud hooajalistele (ülemises kihis) ja pikaajalisele kõikumisele teatud piirides ning ruumimuutustele. Tekkimisalast liikudes muutuvad veemassid muutunud soojus- ja veebilansi, atmosfääri- ja ookeaniringluse iseärasuste mõjul ning segunevad ümbritsevate vetega. Sellest tulenevalt eristatakse primaarseid veemasse (tekivad atmosfääri otsesel mõjul, kõige suuremate omaduste kõikumisega) ja sekundaarseid veemasse (tekivad primaarsete segunemisel, mida iseloomustab suurim tunnuste ühtlus). Veemassi sees eristatakse südamikku - kõige vähem muundunud omadustega kihti, mis säilitab konkreetsele veemassile omased eripärad - soolsuse ja temperatuuri miinimumid või maksimumid, mitmete keemiliste ainete sisaldus.

Veemasside uurimisel kasutatakse temperatuuri-soolsuse kõverate meetodit (T, S-kõverad), tuumameetodit (veemassile omaste temperatuuride või soolsuse äärmuste muutumise uurimine), isopüknilist meetodit (veekogude pindade omaduste analüüs). võrdne tihedus) ning kasutatakse statistilist T, S-analüüsi. Veemasside ringlus mängib olulist rolli Maa kliimasüsteemi energia- ja veebilansis, jaotades ümber soojusenergia ja magestatud (või soolatud) vee laiuskraadide ja erinevate ookeanide vahel.

Kirjand: Sverdrup N. U., Johnson M. W., Fleming R. N. Ookeanid. N. Y., 1942; Zubov N. N. Dünaamiline okeanoloogia. M.; L., 1947; Dobrovolsky A.D. Veemasside määramisest // Okeanoloogia. 1961. T. 1. Väljaanne. 1; Stepanov V. N. Okeanosfäär. M., 1983; Mamaev O.I. Maailma ookeani vete termohaliini analüüs. L., 1987; aka. Füüsiline okeanograafia: lemmikud. töötab. M., 2000; Mihhailov V.N., Dobrovolsky A.D., Dobrolyubov S.A. Hüdroloogia. M., 2005.

Veemassid on suured veekogused, mis tekivad teatud ookeani osades ja erinevad üksteisest temperatuuri, soolsuse, tiheduse, läbipaistvuse, sisalduva hapniku koguse ja paljude muude omaduste poolest. Erinevalt õhumassidest on vertikaalsel tsoneerimisel neis suur tähtsus. Sõltuvalt sügavusest eristatakse järgmisi veemassi liike:

Pinnavee massid. Need asuvad 200-250 m sügavusel. Siin muutuvad sageli vee temperatuur ja soolsus, kuna need veemassid tekivad sademete ja magevee mandrivee sissevoolu mõjul. Pinnavee massides tekivad lained ja horisontaalsed ookeanihoovused. Seda tüüpi veemass sisaldab kõige rohkem planktonit ja kala.

Vahepealsed veemassid. Need asuvad 500-1000 m sügavusel.Põhimõtteliselt leidub seda tüüpi massi mõlema poolkera troopilistel laiuskraadidel ja see moodustub suurenenud aurustumise ja soolsuse pideva suurenemise tingimustes. Sügavad veemassid. Nende alumine piir võib ulatuda kuni 5000 m. Nende teket seostatakse pinna- ja vahepealsete veemasside, polaar- ja troopiliste masside segunemisega. Nad liiguvad vertikaalselt väga aeglaselt, kuid horisontaalselt kiirusega 28 m/h.

Põhjavee massid. Need asuvad maailma ookeanis alla 5000 m, on püsiva soolsusega ja väga suure tihedusega.

Veemassi saab klassifitseerida mitte ainult sügavuse, vaid ka päritolu järgi. Sel juhul eristatakse järgmist tüüpi veemassi:

Ekvatoriaalsed veemassid. Päike soojendab neid hästi, nende temperatuur varieerub hooajati mitte rohkem kui 2° ja on 27–28°C. Neid magestavad tugevad sademed ja nendel laiuskraadidel ookeani suubuvad jõed, mistõttu on nende vete soolsus madalam kui troopilistel laiuskraadidel.

Troopilised veemassid. Neid soojendab hästi ka päike, kuid veetemperatuur on siin madalam kui ekvatoriaalsetel laiuskraadidel ja ulatub 20-25°C-ni. Hooajaliselt varieerub troopiliste laiuskraadide vete temperatuur 4° võrra. Seda tüüpi veemassi vee temperatuuri mõjutavad suuresti ookeanihoovused: ookeanide lääneosad, kuhu saabuvad ekvaatorilt soojad hoovused, on soojemad kui idapoolsed osad, kuna sinna saabuvad külmad hoovused. Nende vete soolsus on palju suurem kui ekvatoriaalsetel, kuna siin tekib allapoole suunatud õhuvoolude tagajärjel kõrge rõhk ja sademeid on vähe. Jõgedel ei ole ka magestamise efekti, kuna neid on neil laiuskraadidel väga vähe.

Mõõdukas veemass. Aastaaegade lõikes erineb nende laiuskraadide veetemperatuur 10° võrra: talvel jääb veetemperatuur vahemikku 0° kuni 10°C, suvel aga 10° kuni 20°C. Neid veekogusid iseloomustab juba aastaaegade vaheldumine, kuid see toimub hiljem kui maismaal ega ole nii väljendunud. Nende vete soolsus on madalam kui troopiliste vete oma, kuna magestamise mõju avaldavad sademed, neisse vetesse suubuvad jõed ja nendele laiuskraadidele sisenevad jäämäed. Parasvöötme veemassidele on iseloomulikud ka temperatuuride erinevused ookeani lääne- ja idaosa vahel: ookeanide läänepoolsed osad, kus külmad hoovused läbivad, on külmad, idapoolseid piirkondi soojendavad soojad hoovused.

Polaarsed veemassid. Need tekivad Arktikas ja Antarktika ranniku lähedal ning hoovused võivad neid kanda parasvöötme ja isegi troopiliste laiuskraadidele. Polaarseid veemasse iseloomustab ujuva jää rohkus, aga ka jää, mis moodustab tohutuid jääalasid. Lõunapoolkeral, polaarsete veemassidega piirkondades, ulatub merejää parasvöötme laiuskraadidele palju kaugemale kui põhjapoolkeral. Polaarsete veemasside soolsus on madal, kuna ujuvjääl on tugev magestav toime.

Päritolu poolest erinevat tüüpi veemasside vahel ei ole selgeid piire, küll aga on olemas üleminekuvööndid. Need väljenduvad kõige selgemalt kohtades, kus sooja ja külma hoovuse kohtuvad. Veemassid suhtlevad aktiivselt atmosfääriga: annavad sellele niiskust ja soojust ning neelavad sealt süsihappegaasi ja eraldavad hapnikku. Veemasside iseloomulikumad omadused on soolsus ja temperatuur.

Põhjavee massid. Need asuvad maailma ookeanis alla 5000 m, on püsiva soolsusega ja väga suure tihedusega.

Veemassi saab klassifitseerida mitte ainult sügavuse, vaid ka päritolu järgi. Sel juhul eristatakse järgmist tüüpi veemassi:

Veemasside omadused

Veemassi klassifitseeritakse mitte ainult sügavuse, vaid ka päritolu järgi. Sellega seoses on need:

ekvatoriaalne,
troopiline,
mõõdukas,
polaarne.

Ekvaatorilised veemassid tekivad ekvaatori lähedal, seega soojendab neid Päike hästi. Veetemperatuur on +27, +28 kraadi ja erineb aastaaegade lõikes vaid 2 kraadi võrra. Tugevad vihmasajud ja ookeani suubuvad jõed magestavad vee tugevasti, mistõttu on ekvatoriaalvete soolsus troopiliste laiuskraadidega võrreldes madalam.

Päike soojendab hästi ka troopiliste laiuskraadide veemassi, kuid nende temperatuur on madalam ja on +20, +25 kraadi ning hooajati muutub see 4 kraadi võrra. Voolustel on suur mõju vee temperatuurile. Ekvaatorilt tulevad soojad hoovused on iseloomulikud ookeani lääneosadele, mistõttu on siinne vesi soojem. Külmad hoovused tulevad ookeani idaossa ja vähendavad vee temperatuuri.

Troopilistel laiuskraadidel domineerivad allapoole suunatud õhuvoolud, mille tulemuseks on kõrge atmosfäärirõhk ja vähese sademega. Jõgesid on siin vähe ja nende magestamise mõju on ebaoluline, mistõttu on selle piirkonna vee soolsus kõrge.

Põhja pool on parasvöötme laiuskraadid, kus toimub mõõdukate veemasside teke. Siin on selgelt näha temperatuuride hooajaline jaotus ja vahe on 10 kraadi. Talvised temperatuurid jäävad vahemikku 0 kuni 10 kraadi ja suvel toimub muutus 10 kuni 20 kraadini.

Parasvöötme veemasside soolsus on madalam kui troopilistel, sest atmosfääri sademed, ookeani suubuvad jõed ja nendele laiuskraadidele sisenevad jäämäed avaldavad suurt magestamist.

Temperatuurierinevused on ka ookeanide lääne- ja idaosas parasvöötme laiuskraadides. Ookeanide lääneosa on külm, idaosa soojendavad soojad hoovused.

Arktika piirkonnas ja Antarktika ranniku lähedal moodustuvad polaarsed veemassid, mis hoovuste abil kanduvad parasvöötme laiuskraadidele, ulatudes mõnikord troopiliste laiuskraadideni. Polaarsete veemasside tunnuseks on ujuva jää olemasolu, millel on tugev magestamisefekt. Seetõttu on polaarsete veemasside soolsus madal.

Märkus 1

Erineva päritoluga veemasside vahel pole selgeid piire, on vaid üleminekuvööndid, mis väljenduvad selgemalt nendes kohtades, kus soojad ja külmad hoovused kokku puutuvad.

Veemassid sõltuvalt kriteeriumidest

Sõltuvalt kriteeriumidest eraldatakse erinevad veemassid.

Antarktika põhjavee mass on mahult maailma ookeani suurim, hõivates mandri ümbritseva põhjakihi. See ulatub Atlandi ookeanis põhja pool kuni 40. paralleelse põhjalaiuskraadini. Selle veemassi meridionaalne lõik näitab madalamat temperatuuri ja soolsust võrreldes ülaltoodud vetega. Peamine tekkekoht on Weddelli meri ja Antarktika ümbrus, kus on tekkinud selleks soodsad tingimused. Antarktika põhjavee massi soolsus on 34,6 ppm ja temperatuur -0,4 kraadi. Tekkimiskohast liigub see aeglaselt Atlandi ookeani, osaledes ookeanivete horisontaalses ringluses;

Maailma ookeani suuruselt teine maht on Põhja-Atlandi sügav ja alumine veemass. Selle moodustumine toimub talvel Gröönimaa ja Islandi vahel. See on koht, kus Põhja-Atlandi hoovuse soe soolane vesi seguneb Gröönimaa idahoovuse külma ja värskema veega. Selle veemassi temperatuur kujunemispiirkonnas varieerub sügavusega 2,8–3,3 kraadi ja soolsus samuti 34,90–34,96 ppm. Põhja-Atlandi süva- ja põhjaveemass tekkealast levib lõunasse 2000-4000 m sügavusele Antarktika põhjavee peale. Selle liikumist põhja suunas takistab tõusev ookeanipõhi;

Joonis 1. Põhja-Atlandi veemass. Autor24 - õpilastööde veebivahetus

Märkus 2

Vaikses ookeanis pole sellise veemassi tekkeks tingimusi.

Pinnavesi on Antarktika vahepealne veemass, mis lähenemisvööndis levib põhja suunas 1000-1500 m sügavusele Atlandi ookeani piirkonnas on see märgatav kuni 15 põhjalaiuskraadini. Selle soolsus on siin minimaalne ja võrdne 33,8 ppm-ga, temperatuuri vähendatakse 2,2 kraadini;

Statsionaarseid subtroopilisi atmosfäärirõhu maksimume iseloomustab tsentraalsete veemasside teke. Nende omadus on maksimaalne soolsus. Nende äärealadel areneb jahtumisperioodidel intensiivne konvektsioon, mille tulemusena suurendavad keskmassid Vaikses ookeanis 200–300 meetrini ja Atlandi ookeani Sargasso meres 900 meetrini;

Ekvaatori piirkonnas moodustuvad 3 ookeani - Vaikse ookeani, India ja Atlandi ookeani - ekvatoriaalsed veemassid. Tänu sellele, et ekvatoriaalpiirkonnas sajab palju sademeid, on need veemassid kesksete veemassidega võrreldes tugevalt magestunud. Ekvatoriaalne veemass on Atlandi ookeanil vähem väljendunud, kuna vesi kandub siin lõunapoolkeralt põhjapoolkerale;

Atlandi ookeani süvavete tekkes mängib üsna märgatavat rolli Vahemere veemass, mille temperatuur on 13,0-13,6 kraadi ja soolsus 38,4-38,7 ppm. Sellel veemassil on suur tihedus, mille tõttu Gibraltari väinast läbi voolanuna vajub see 1000 m sügavusele ja levib lehvikuna üle Põhja-Atlandi avaruse;

India ookeani loodeosas on samasugune roll Punase mere veemassil, mille temperatuur on 23 kraadi ja soolsus 40 ppm.

Muud tüüpi veemassid

Antarktika tsirkumpolaarse veemassi tekkega kaasneb Antarktika lähedal kerkiv Põhja-Atlandi süva- ja põhjavesi, millele seguneb teatud kogus Antarktika vahe- ja põhjavett.

Tekkiv segu tõuseb iseseisva veemassina ookeani ülemisse kihti. See asub Antarktika rannikuvete ja Antarktika lähenemise vahel.

Antarktika ringpolaarne vesi moodustab vee ringikujulise transpordi käigus Antarktikat ümbritseva rõnga.

Antarktika tsirkumpolaarse vee ülemist kihti iseloomustab tsoonitranspordi lahknevus, mis põhjustab Põhja-Atlandi süva- ja põhjavee tõusu Antarktika piirkonnas.

Antarktika konvergentsi ja kesksete veemasside lõunapiiri vahel asub subantarktiline veemass. See moodustab suletud rõnga, milles ta liigub läänest itta. See veemass on tingitud kesksete veemasside segunemisest Antarktika vahepealse veega nende lõunapoolsetes perifeeriates.

Põhjapoolkeral Vaikse ookeani suurel alal, 40. paralleelist põhja pool, on subarktiline veemass. See tekkis vee jahutamise ja magestamise protsessides Beringi ja Okhotski meres, samuti ookeani külgnevas osas.

Atlandi ookeanis tekib seda tüüpi vett väikestes kogustes.

Põhja-Jäämeres on neli veemassi ja kogu veesammas on negatiivse temperatuuriga, ainult õhukeses veekihis on positiivne temperatuur.

Ookeani aktiivne kiht magestatud vee ja negatiivse temperatuuriga langeb 200-250 m sügavusele - see on pinnavee mass. Talvel on see kiht täielikult konvektsiooniga kaetud ja temperatuur langeb peaaegu külmumispunktini - umbes -1,7 kraadi.

Suvel on temperatuur veidi üle külmumise. Soolsus selle veemassi pinnal on 31,3-31,5 ppm.

Maailma ookeani ainulaadne nähtus on soe Atlandi kiht, mis on tekkinud soojast Lääne-Teravmägede hoovusest. Selleks, et see veemass oma suure tiheduse tõttu vajuks Põhja-Jäämere pinnakihi alla oma soolsusega kuni 34,75 ppm, piisab vee jahtumisest 3-4 kraadini.

Seejärel levib see 200–500 m sügavusel üle ookeani ning isegi Beringi väina lähedal säilitab kõrge soolsuse ja +0,4 kraadise plusstemperatuuri.

Grööni meres tekivad süva- ja põhjaveemassid.

Märkus 3

Seega peegeldavad maailma ookeani teatud piirkondades tekkivad veemassid hästi vertikaalset ja horisontaalset tsoneeringut, mis on planeedi olemuse peamine geograafiline muster.

Maailmamere lained ja lainete liikumine

Merevee keemiline koostis ja soolsus

Peaaegu kõik teadaolevad keemilised elemendid esinevad merevees:

Keemilised elemendid (massi järgi) ----

Element-protsent

Hapnik 85,7

Vesinik 10.8

Kaltsium 0,04

Kaalium 0,0380

Naatrium 1,05

Magneesium 0,1350 Süsinik 0,0026

Nende ainete hulgas on rühm elemente, mis määravad vee soolsuse. Soolsus on vee kõige olulisem omadus, mis määrab ära paljud vee füüsikalised omadused: tihedus, külmumiskiirus, helikiirus jne. Selle väärtus sõltub aurustumisest, magevee voolust, jää sulamisest, vee külmumisest jne. .

Troopikas on soolsus teiste laiuskraadidega võrreldes maksimaalne. Selle põhjuseks on asjaolu, et aurustumine ületab seal palju sademeid. Minimaalne soolsus on ekvaatoril.

Maailma ookeani soolsus on keskmiselt umbes 3,5%. See tähendab, et igas liitris merevees on lahustunud 35 grammi sooli (peamiselt naatriumkloriid). Ookeanide vee soolsus on peaaegu üldiselt 3,5% lähedal, kuid merede vee soolsus on jaotunud ebaühtlaselt. Kõige vähem soolane on Läänemeresse kuuluva Soome lahe ja Botnia lahe põhjaosa vesi. Punase mere vesi on kõige soolasem. Soolajärvedes, näiteks Surnumeres, võib soolatase olla oluliselt kõrgem.

Veelained erinevad võnke põhimehhanismi poolest (kapillaar, gravitatsioon jne), mis põhjustab erinevaid dispersiooniseadusi ja sellest tulenevalt nende lainete erinevat käitumist.

Laine alumist osa nimetatakse tallaks, ülemist osa nimetatakse harjaks. Laine liikumisel liigub hari aluse suhtes ettepoole, kallutades alla, misjärel oma raskuse ja raskusjõu toimel hari langeb, laine katkeb ja lainekõrguse tase muutub nulliks.

Põhilised laineelemendid:

Pikkus – lühim vahemaa kahe kõrvuti asetseva tipu (harjade/orude) vahel

Kõrgus – üla- ja alaosa tasandite vahe

Kallak – laine kõrguse ja lainepikkuse suhe

Lainetase - joon, mis jagab trohhoidid pooleks

Periood – aeg, mille jooksul laine läbib selle pikkusega võrdse vahemaa

Sagedus – vibratsioonide arv sekundis

Laine suunda mõõdetakse nagu tuule suunda ("kompassile")

Veemassid on veekogus, mis on vastavuses reservuaari pindala ja sügavusega ning millel on füüsikaliste ja keemiliste omaduste suhteline homogeensus, mis on kujunenud konkreetsetes füüsikalistes ja geograafilistes tingimustes. Peamisteks veemasside moodustavateks teguriteks on piirkonna soojus- ja veebilanss, temperatuur ja soolsus

Veemassi omadused ei püsi muutumatuna, need on teatud piirides allutatud hooajalistele ja pikaajalistele kõikumisele ning ruumimuutusele. Tekkepiirkonnast levides muutuvad veemassid soojuse ja veetasakaalu tingimuste muutumise mõjul ning segunevad ümbritsevate vetega.

Vertikaalne: pind - 150-200 m sügavusele;

Aluspind - sügavusel 150-200 m kuni 400-500 m;

Keskmine - sügavustel 400-500 m kuni 1000-1500 m,

Sügav - sügavusel 1000-1500 m kuni 2500-3000 m;

Põhi (teisene) - alla 3000 m.

Horisontaalselt: ekvatoriaalne, troopiline, subtroopiline, subpolaarne ja polaarne.

Veemasside vahelised piirid on Maailma ookeani esikülgede tsoonid, eraldumistsoonid ja transformatsioonitsoonid, mida saab jälgida peamiste näitajate suurenevate horisontaalsete ja vertikaalsete gradientide kaudu.

Nii nagu õhuruum, on ka veeruum oma tsoonistruktuurilt heterogeenne. Selles artiklis räägime sellest, mida nimetatakse veemassiks. Teeme kindlaks nende peamised tüübid ja määrame kindlaks ka ookeanivete peamised hüdrotermilised omadused.

Kuidas nimetatakse maailma ookeani veemassi?

Ookeani veemassid on suhteliselt suured ookeanivete kihid, millel on teatud teatud tüüpi veekogule iseloomulikud omadused (sügavus, temperatuur, tihedus, läbipaistvus, sisalduvate soolade hulk jne). Teatud tüüpi veemasside omaduste kujunemine toimub pika aja jooksul, mis muudab need suhteliselt püsivaks ja veemasse tajutakse ühtse tervikuna.

Mereveemasside peamised omadused

Ookeani veemassid omandavad atmosfääriga interaktsiooni protsessis mitmesuguseid omadusi, mis erinevad olenevalt mõju astmest, aga ka tekkeallikast.

Maailma ookeani veemasside peamised tsoonid

Veemasside komplekssed omadused tekivad mitte ainult territoriaalsete omaduste mõjul koos kliimatingimustega, vaid ka erinevate veevoolude segunemise tõttu. Ookeani vee ülemised kihid on atmosfääri segunemisele ja mõjudele vastuvõtlikumad kui sama geograafilise piirkonna sügavamad veekihid. Selle teguriga seoses jagunevad maailma ookeani veemassid kaheks suureks osaks:

Ookeani troposfääri vete tüübid

Ookeaniline troposfäär moodustub dünaamiliste tegurite kombinatsiooni mõjul: kliima, sademed ja mandrivete tõusulaine. Sellega seoses on pinnavee temperatuuri ja soolsuse taseme sagedased kõikumised. Veemasside liikumine ühelt laiuskraadilt teisele moodustab sooja ja

Täheldatakse eluvormide suurimat küllastumist kalade ja planktoni näol. Ookeani troposfääri veemasside tüübid jagunevad tavaliselt geograafiliste laiuskraadide järgi, millel on selgelt väljendunud klimaatiline tegur. Nimetagem peamised:

Ekvatoriaalne.
Troopiline.
Subtroopiline.
Subpolaarne.
Polaarne.

Ekvatoriaalsete veemasside tunnused

Ekvatoriaalsete veemasside territoriaalne tsoonkond hõlmab geograafilist vööndit 0–5 põhjalaiuskraadist. Ekvatoriaalset kliimat iseloomustavad peaaegu ühtlaselt kõrged temperatuurid kogu kalendriaasta jooksul, mistõttu on selle piirkonna veemassid piisavalt soojenenud, ulatudes temperatuurini 26-28.

Tugevate sademete ja mandrilt tuleva mageda jõevee sissevoolu tõttu on ekvatoriaalsetes ookeanivetes väike soolsuse protsent (kuni 34,5‰) ja madalaim tinglik tihedus (22–23). Piirkonna veekeskkonna küllastumine hapnikuga on ka madalaima (3-4 ml/l) kõrge aasta keskmise temperatuuri tõttu.

Troopiliste veemasside omadused

Troopiliste veemasside tsoon hõivab kaks vööd: 5-35 põhjapoolkeral (põhjapoolsed troopilised veed) ja kuni 30 lõunapoolkeral (lõuna troopilised veed). Need tekivad kliimaomaduste ja õhumasside – passaattuulte – mõjul.

Suvine temperatuuri maksimum vastab ekvatoriaalsele laiuskraadile, kuid talvel langeb see näitaja 18-20 kraadini üle nulli. Tsooni iseloomustavad tõusvad veevoolud 50–100 meetri sügavuselt lääneranniku mandrijoonte lähedal ja allavoolud mandri idakalda lähedal.

Troopilist tüüpi veemassidel on kõrgem soolsuse indeks (35-35,5‰) ja tinglik tihedus (24-26) kui ekvatoriaalvööndis. Troopiliste veevoolude hapnikuküllastus jääb ligikaudu samale tasemele kui ekvatoriaalribal, kuid küllastus fosfaatidega on suurem: 1-2 µg-at/l versus 0,5-1 µg-at/l ekvatoriaalvetes.

Subtroopilised veemassid

Aasta jooksul võib temperatuur subtroopilises veevööndis langeda 15 kraadini. Troopilistel laiuskraadidel toimub vee magestamine vähemal määral kui teistes kliimavööndites, kuna siin on vähe sademeid, samas toimub intensiivne aurustumine.

Siin võib vee soolsus ulatuda kuni 38 ‰. Ookeani subtroopilised veemassid eraldavad talvel jahutades palju soojust, andes seeläbi olulise panuse planeedi soojusvahetusprotsessi.

Subtroopilise vööndi piirid ulatuvad ligikaudu 45 lõunapoolkerani ja 50 põhjalaiuskraadini. Suureneb vee küllastumine hapnikuga ja seega ka eluvormidega.

Subpolaarsete veemasside omadused

Ekvaatorist eemaldudes veevoolude temperatuur langeb ja varieerub olenevalt aastaajast. Niisiis, subpolaarsete veemasside (50-70 N ja 45-60 S) territooriumil langeb veetemperatuur talvel 5-7 kraadini ja suvel tõuseb 12-15 kraadini. S-i kohta.

Vee soolsus kipub subtroopilistest veemassidest pooluste suunas vähenema. See juhtub jäämägede - mageveeallikate - sulamise tõttu.

Polaarsete veemasside omadused ja tunnused

Ookeaniliste polaarsete masside lokaliseerimine on mandri ümber paiknevad polaarsed põhja- ja lõunaruumid, seega tõstavad okeanoloogid esile Arktika ja Antarktika veemasside olemasolu. Polaarvete eripäraks on loomulikult madalaimad temperatuurinäitajad: suvel on keskmine 0 ja talvel 1,5-1,8 miinuskraadid, mis mõjutab ka tihedust - siin on see kõrgeim.

Lisaks temperatuurile täheldatakse ka kontinentaalsete värskete liustike sulamise tõttu madalat soolsust (32-33‰). Polaarlaiuskraadide veed on väga hapniku- ja fosfaatiderikkad, mis avaldab soodsat mõju orgaanilise maailma mitmekesisusele.

Ookeani stratosfääri veemasside tüübid ja omadused

Okeanoloogid jagavad ookeani stratosfääri tavaliselt kolme tüüpi:

Vaheveed katavad veesambaid sügavusel 300–500 m kuni 1000 m ja mõnikord 2000 m. Võrreldes kahe teise veemassitüübiga stratosfääris on vahekiht kõige valgustatum, soe ning hapniku- ja fosfaadirikkam ja seetõttu on veealune maailm planktoni ja erinevat tüüpi kalade poolest rikkam. Troposfääri veevoolude läheduse mõjul, milles domineerib kiiresti voolav veemass, on vahekihi veevoolude hüdrotermilised omadused ja voolukiirus väga dünaamilised. Üldist tendentsi vahepealsete vete liikumiseks täheldatakse suunas kõrgetelt laiuskraadidelt ekvaatorile. Ookeanilise stratosfääri vahekihi paksus ei ole kõikjal ühesugune, polaarvööndite läheduses on täheldatav laiem kiht.
Süvaveekogude levikuala algab 1000–1200 m sügavusest ja ulatub 5 km allapoole merepinda ning neid iseloomustavad püsivamad hüdrotermilised andmed. Veevoolude horisontaalne vool selles kihis on palju väiksem kui vahevetel ja ulatub 0,2-0,8 cm/s.
Põhjaveekihti on okeanoloogid oma ligipääsmatuse tõttu kõige vähem uurinud, sest see asub veepinnast rohkem kui 5 km sügavusel. Alumise kihi peamised omadused on peaaegu konstantne soolsuse tase ja suur tihedus.