Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

щейся в таких же широтах в других океанах. Воды Лабрадорского течения, наоборот, снижают соленость вод у берегов Америки.

Опресняющее влияние речных вод распространяется на значи­ тельное расстояние от берега (до 500 км и более). В частности, у берегов Индии (Бенгальский залив) соленость падает до 32%0 вследствие стока пресных вод рек Ганга и Брахмапутры; у север­ ных берегов Азии соленость снижается до 20%о и ниже под влия­ нием стока крупных рек Сибири.

Средняя соленость вод на поверхности различных океанов нео­ динакова: Атлантического 35,4%0, Тихого 34,9%о, Индийского 34,8°/00.

Втабл. 10 приведена средняя соленость на поверхности океанов

вюжном и северном полушариях.

Более высокую среднюю соленость имеет Атлантический океан за счет большего влияния материков, особенно в тропических зонах, где северо-восточный пассат несет сухой жаркий воздух со стороны Сахары, повышая испарение, а следовательно, и соленость.

Северный Ледовитый океан, сведения о котором не приведены в табл. 10, отличается некоторыми особенностями, к которым мо­ жно отнести: наличие больших масс льдов, обильный сток мате­ риковых вод и выпадение осадков. Эти факторы определяют отно­ сительно пониженную соленость поверхностных вод (от 32—29%0 в открытой части океана и морей до 10—0%о в прибрежной полосе Сибири).

§ 25. Изменения солености по глубине

Местные физико-географические условия отдельных районов Мирового океана создают региональные особенности в распреде­ лении солености с глубиной. Термодинамические процессы, осо­ бенно процессы вертикального перемешивания и горизонтальный перенос вод поверхностными и глубинными течениями, создают тот или иной тип распределения солености.

На основании обобщения обширных материалов океанологичес­ ких наблюдений в разных местах океанов и морей намечены основ­ ные типы вертикального распределения солености.

I — полярный; соленость заметно изменяется до глубины 200 м, а ниже этого горизонта она достигает значения 34,80%о и почти не изменяется до дна.

II — субполярный; соленость изменяется от 33,0—33,20 до 34,80%о от поверхности до глубины 1500 м, после чего изменения незначительны. Этот тип характерен для южного субполярного рай­ она между 60 и 40° ю. ш., а также для северной части Тдхого океана.

III — умеренный; минимум солености на горизонтах 600—1000 м, что связано с проникновением вод полярного происхождения в се­ верном и южном полушариях.

IV — экваториальный; соленость понижена вследствие выпаде­ ния осадков; ее значение увеличивается до горизонта 100 м, дости­ гает максимума вследствие подтока соленых тропических вод. Глубже она изменяется все медленнее и с глубины 1000—1500 м остается почти постоянной.

/ // /// // V

Рис. 10. Типы вертикального распределения солености.

V — тропический; характерен для области с наибольшей со­ леностью вод Мирового океана. Это области с отрицательным прес­ ным балансом, расположенные в пассатных зонах, где соленость 36—35,5%о на поверхности быстро уменьшается до глубины 1000 м и далее ко дну почти не меняется (рис. 10).

§ 26. Распределение солености в морях

Соленость поверхностных вод морей нередко значительно отли­ чается от солености океанических вод (иногда превышает ее, ино­ гда оказывается меньше). Эти различия определяются условиями водообмена между морями и океаном, влиянием климата и стока вод суши. Соленость поверхностных вод морей, водообмен которых происходит более или менее свободно, близка к океанической. При затрудненном водообмене различия могут быть значительными.

Соленость поверхностных вод внутренних морей, расположенных в умеренных и полярных зонах, с положительным пресным балан­ сом, значительно отличается от солености океанических вод. Та­ ковы моря Балтийское, Белое, Азовское, Черное и Мраморное.

Воды Балтийского моря характеризуются малой соленостью: от 2—3%о в вершине Финского залива до 10— 12%о в южной части. Обильный приток пресных вод и выпадение осадков, превышающих

слабое испарение, определяют пониженную соленость вод Ботничес­ кого (4—5%о), Финского (5—2%0), Рижского (6—7%0) заливов. Соленость вод Балтийского моря заметно отличается от солености вод соседнего Северного в результате затрудненного водообмена через мелководные проливы.

Воды Белого моря менее опреснены вследствие более свободного сообщения с океаном. В его басейне соленость поверхностных вод 24—26%о, в Горле 28—30%о, а в заливах значительно ниже и сильно колеблется под влиянием сгонно-нагонных и приливных колебаний уровня. Иногда в Двинском, Кандалакшском и Онежском заливах почти пресная вода сменяется водой с соленостью 20—25%о.

Черное море, несмотря на более южное положение по сравне­ нию с Белым, имеет более низкую соленость вследствие затруднен­ ного водообмена с Атлантическим океаном, значительного коли­ чества выпадающих осадков (около 119 км3) и притока материко­ вых вод (460 км3). В открытой части моря соленость изменяется от 17,5 до 18,0%о, а в прибрежной полосе, особенно в северо-запад­ ном районе, от 9 до 0%0.

Воды внутренних морей, расположенных в тропических широтах, где осадков выпадает мало, рек немного, а испарение велико, отли­ чаются большей соленостью, чем океанические воды. Таковы моря Средиземное, Красное и Персидский залив. Средиземное море, ха­ рактеризующееся отрицательным пресным балансом и затруднен­ ным водообменом с океаном через узкий Гибралтарский пролив, имеет соленость поверхностных вод выше океанической. От Гиб­ ралтарского пролива до о. Сицилия она составляет 37—38%о, в во­ сточной части моря 39%о и более.

Красное море расположено между странами с сухим и жарким климатом. В него не впадает ни одной реки. Водообмен с океаном происходит через узкий Баб-эль-Мандебский пролив. Соленость Красного моря очень велика и возрастает с юга на север; в южной части она равна 37%0, в северной — до 41—42%0.

Соленость поверхностных вод Персидского залива в северной и средней частях достигает 39%о, в южной — больше 37%0.

Распределение солености по глубине в морях различно в зави­ симости от величины пресного баланса, интенсивности вертикаль­ ного перемешивания и водообмена с океаном и соседними морями.

Колебания солености во времени незначительны. Годовые коле­ бания в открытых частях океанов не превышают 1%0, на глубине 1500—2000 м соленость почти неизменна (различия в 0,02—0,04%0). Значительные колебания солености наблюдаются в прибрежных районах, где весной интенсивнее приток пресных вод, а также

вполярных районах за счет процессов замерзания и таяния льдов.

§27. Газы в морской воде

Вморской воде, кроме минеральных веществ, растворены азот, кислород, углекислота, сероводород, аммиак, метан и другие газы. Содержание газов, растворенных в морской воде, крайне незначи­

тельно и заметно изменяется во времени и в пространстве. Однако его достаточно для развития органической жизни и биохимических процессов.

Кислород встречается в морской воде повсюду на различных глубинах. Он поступает в воду из атмосферы и в результате фотосинтезической деятельности растений. Расходуется кислород путем отдачи в атмосферу при избытке его в поверхностных слоях воды, а также на дыхание морских организмов и окисление различных

в относительных (в процентах к количеству кислорода, насыщаю­ щего воду при данных солености и температуре ее и данном дав­ лении воздуха).

Наиболее быстро обмениваются кислородом с воздухом поверх­ ностные слои воды при волнении и притом тем быстрее, чем силь­ нее волнение. При штиле этот обмен замедляется.

Процесс фотосинтеза растений начинается с рассветом и пре­ кращается с наступлением темноты. Интенсивность этого процесса зависит от степени освещения и уменьшается с глубиной. Поэтому наиболее энергично этот процесс происходит в поверхностных слоях (до 70 м — горизонта распространения сине-зеленых водорослей). Эти слои обычно богаче кислородом, причем максимум его нахо­ дится нередко не на самой поверхности, а на некоторой глубине. Глубже 200 м света проникает в воду весьма мало, и раститель­ ность здесь отсутствует, а следовательно, нет и поступления кисло­ рода за счет фотосинтеза.

Ниже 200 м содержание кислорода с глубиной уменьшается, но при этом во всей толще океана его достаточно для поддержания жизни.

В поверхностном, наиболее богатом кислородом (конвекцион­ ном) слое воды (до 100—300 м) содержание его увеличивается от экватора к полюсам, несколько уменьшаясь в теплых течениях и возрастая в холодных. В среднем близ экватора в поверхностных слоях кислорода содержится 5 мл/л, на 60° ю. ш. — 6—7 мл/л, а на 50° с. ш.— даже более 8 мл/л. Поверхностные слои почти всюду насыщены, а вне тропического пояса даже перенасыщены кисло­ родом.

С глубиной степень насыщенности кислородом сначала умень­ шается в связи с расходованием его на окисление органических ве­ ществ, а глубже 1500 м вновь возрастает за счет горизонтального переноса. В северных полярных областях на глубинах 1500—2000 м насыщенность кислородом достигает 88—97%, у экватора 30—40%, в южных полярных областях 60—70%. Такое распределение насы­ щенности кислородом вод океанов обусловливается, помимо дея­ тельности растений и животных, глубинной циркуляцией водных масс.

В морях на содержание газов в воде большое влияние оказы­ вают местные условия: интенсивность волнения и вертикального перемешивания, водообмен с соседними морями и океаном. Вот почему в некоторых морях создается совершенно своеобразное рас­ пределение газов, отличное от океанического. В некоторых морях, водообмен которых с океаном затруднен, воды очень слабо венти­ лируются и застаиваются. Примером может служить Черное море, где интенсивное вертикальное перемешивание распространяется до глубины 150—200 м. Даже зимой, когда поверхностные слои наи­ более охлаждены и богаты кислородом, они не могут опускаться на большую глубину. По этой причине глубокие слои вод Черного моря лишены кислорода. В средней части он исчезает на глубине 150 м, у берегов — несколько глубже (около 200 м). Начиная с этих горизонтов в водах Черного моря появляется сероводород, содержание которого с глубиной увеличивается, достигая у дна 6 мл/л. В глубинных слоях Черного моря жизнь, кроме анаэробной, бактериальной, невозможна.

В Балтийском море, где верхний слой воды сильно опреснен, глубинные слои заполнены более соленой водой, поступающей из пролива Каттегат. Содержание кислорода с глубиной падает, но сероводород не образуется, так как перемешивание дастаточно интенсивно.

В Азовском море в иловых грунтах происходит интенсивное об­ разование сероводорода (H2S). Во время штормов воды моря пе­ ремешиваются. В тихую же погоду, особенно в жаркую, при интен­ сивном образовании H2S в придонных слоях исчезает кислород, что приводит к массовой гибели рыб (явление замора).

Азот, растворенный в морской воде, находится почти в полном равновесии с азотом атмосферы. Содержание свободного азота в глубинных водах связано с образованием и распадом органичес­ кого вещества и деятельностью бактерий. Растворенный в воде азот, особенно в прибрежных районах, усваивается особыми бакте­ риями, перерабатывающими его в азотистые соединения, которые затем поглощаются растениями. Большое значение для жизни рас­ тений и живых организмов, для биохимических процессов, проте­ кающих в море, имеет азот в связанном виде, т. е. в виде нитра­ тов— солей азотной кислоты (НЫОз), нитритов — солей азотистой кислоты (HNO2) и солей аммония (NH4).

В морской воде растворено некоторое количество свободной и связанной углекислоты.

Двуокись углерода С 02 присутствует в морской воде в малых количествах, причем меньшая часть ее падает на долю растворен­ ного газа, большая же часть находится в воде в виде углекислых соединений. Углекислота попадает в воду в результате поглощения из воздуха, путем выделения организмами при дыхании и обра­ зуется при разложении органических веществ. Некоторое количе­ ство С 02 выделяется при вулканических извержениях. Расходуется углекислота путем отдачи в атмосферу при повышении темпера­ туры, часть — при фотосинтезе растениями. Если реакция морской