Баренцево море

Рисунок 4. Средняя температура [°C] по многолетним данным на стандартных  горизонтах

В летний период изменения  температуры воды в различных  по вертикальному градиенту слоях  практически не связаны. Исключение составляют слой ветрового перемешивания (0-10 м) и слой сезонного термоклина (20-30 или 30-50 м), между этими слоями связь отсутствует.

Характерные значения колебаний температуры  воды, обусловленные приливной изменчивостью, составляют 0.2-0.5°С в однород

ных слоях и до 1.0-1.5°С - в слое термоклина.

6.2. Соленость  и водообмен. Соленость Баренцева моря определяется прежде всего интенсивностью его водообмена с окружающими бассейнами, поскольку объем этих вод более чем на два порядка превышает остальные составляющие пресноводного баланса. Особенно сильное влияние оказывают атлантические воды. Их приток на западной границе составляет по разным оценкам от 49 до 74 тыс. км³/год. На северной и северо-восточной границе приходные и расходные составляющие водообмена наименее достоверны и по данным работы /6/ составляют 5-10 тыс.км³/год; их результирующая, равная 500 км³/год, направлена в Баренцево море; в проливе Карские Ворота она направлена из Баренцева моря в Карское и составляет 20 тыс.км³/год . В итоге 2/3 акватории моря находятся под влиянием атлантических вод и даже на поверхности моря соленость воды превышает 34‰ , составляя в ядре (73^о с.ш., 20-35^о в.д.) 35‰ . На остальной акватории моря соленость колеблется в пределах 32-34 ‰ (рис.5). Наибольшие величины распреснения имеют место на юго-востоке моря, куда выносятся распресненные беломорские воды (31-33 ‰ ) и поступает основное количество материковых вод.

Рисунок 5. Среднемноголетняя  соленость воды на поверхности в  летний и зимний периоды. 

Рисунок 6. Средняя соленость (psu, ‰) по многолетним данным на стандартных горизонтах

Максимальная соленость  на поверхности моря (35‰) наблюдается  в его юго-западной части (Нордкапский  желоб), где проходят соленые атлантические  воды и где не образуются и не тают льды. К северу и югу соленость  понижается до 34.5‰ благодаря таянию льдов. Еще более распреснены (32-33‰) воды в юго- восточной части моря, где таяние льдов сочетается с мощным притоком пресных вод с суши.

Изменения солености  на поверхности моря происходят не только от места к месту, но и от сезона к сезону. Зимой по всему морю соленость - около 35‰, в юго-восточной части - 32.5 - 33‰,так как в это время года усиливается приток атлантических вод и происходит интенсивное ледообразование. Весной почти повсеместно сохраняются высокие значения солености. Лишь узкая прибрежная полоса у Мурманского берега и в Канинско-Колгуевском районе имеет пониженную соленость: опреснение здесь вызвано постепенно возрастающим материковым стоком. Летом сокращается приток атлантических вод, растаивают льды, речная вода распространяется далеко в море, поэтому повсюду соленость понижается. Во второй половине сезона она везде становится ниже 35‰. В юго-западной части соленость равна 34.5‰, а в юго-восточной - 29‰, а иногда и 25‰. Осенью в течение некоторого времени по всему морю соленость остается пониженной. Но вследствие уменьшения речного стока и начавшегося ледообразования соленость повышается.

Соленость у побережья  Новой Земли зимой и весной составляет 34.5‰ , летом и осенью понижается до 33.5-34.0‰ и менее, что  может объяснятся как общим летним снижением солености на юго-востоке Баренцева моря, так и значительным поступлением сильно опресненных вод Карского моря с течением Литке.

В северной части моря водная масса имеет соленость  аналогичную арктической водной массе (32-34 ‰); летом ее соленость понижается дополнительно за счет таяния льда. Отметим, что ледовые процессы отражаются только на сезонных изменениях солености, среднегодовые величины солености не зависят от льда, т.к. явно выраженного годового стока или притока льда на границах моря не наблюдается. Осолонение при ледообразовании не приводит к заметному повышению солености у поверхности, т.к. ледообразование сопровождается интенсивной конвекцией.

Годовая изменчивость солености  в море имеет место в основном в поверхностном слое. В сезонном термоклине и ниже ее практически нет. В атлантической водной массе среднеквадратическое отклонение среднемесячных значений солености составляет 0.1 ‰ , на юго-востоке моря в поверхностном слое -1.0 ‰ . Сезонные колебания солености в атлантической водной массе происходят за счет летнего понижения солености при превышении осадков над испарением; в других районах моря они обусловлены дополнительно таянием льда, а на юго-востоке моря, главным образом, речным стоком и Беломорским стоковым течением. Последний район отличается особым режимом солености: здесь формируется обширная зона распресненных вод, сосредоточенных в тонком слое (0-10 м), в результате чего вертикальный градиент солености в летние месяцы превышает 1.0% /м и образуется слой скачка; возникает сезонный галоклин сходный с сезонным термоклином и усиливающий плотностную стратификацию вод. При уменьшении речного стока и усилении ветрового перемешивания (в августе-ноябре) соленость воды быстро увеличивается и, следовательно, летнее распреснение меньше сказывается на ледовых процессах, чем, например, в Карском море, где к моменту ледообразования соленость поверхностных вод ниже.

По разному распределяется соленость с глубиной, что связано  с рельефом дна и притоком атлантических  и речных вод. В большинстве районов Баренцева моря соленость увеличивается от 34‰ на поверхности до 35.1‰ у дна. Над подводными возвышенностями изменения солености по вертикали еще меньше. Мало изменяется распределение солености по глубине и то сезона к сезону. Летом поверхностный слой опреснен, а с горизонта 25-30 м начинается повышение. Зимой скачок сглаживается. В значительно больших пределах изменяются величины солености с глубиной в юго-восточной части моря. Разность солености на поверхности и у дна может достигать нескольких промилле. Хорошо заметны в этом районе и сезонные изменения вертикального распределения солености. Зимой соленость почти выравнивается по всей толще воды. Весной речные воды начинают опреснять поверхностный слой. Летом опреснение его усиливается за счет растаявшего льда, поэтому между горизонтами 10 и25 м образуется резкий скачок солености. Осенью сокращение стока и ледообразование вызывают увеличение солености и выравнивание ее по глубине.

Особенности вертикального  распределения солености в западном, северном, приновоземельском и северо-восточном районах представлены на рис.6.

В отличие от сезонной изменчивости, межгодовая изменчивость солености зависит в большей  мере от колебаний речного стока, чем от других составляющих пресноводного баланса.

6.3. Плотность  и конвективное перемешивание. Плотность морской воды является важнейшей характеристикой гидрологического режима, от распределения которой зависит плотностная циркуляция вод и процесс конвективного перемешивания. Вертикальное распределение плотности и ее годовой ход в деятельном слое океана в основном определяются изменениями температуры воды. Исключение составляет Северный Ледовитый океан, в котором определяющим фактором является пониженная соленость поверхностного слоя.

В Баренцевом море, которое занимает промежуточное положение между теплым Норвежским морем и холодным Арктическим бассейном, оба фактора имеют место, но их влияние на плотность зависит от района моря и преобладающей в нем водной массы. В атлантической водной массе плотность воды определяется в основном изменениями температуры, в водах северной части моря - тем и другим, примерно, поровну, на юго-востоке - распределением солености. Максимальных значений условная плотность воды в Баренцевом море достигает в атлантической водной массе (28.1-28.3) в зимний период, по мере ее охлаждения при продвижении от западных границ в глубь моря. Минимальные значения условной плотности воды в это время составляют 27.0. В летний период плотность атлантических вод в поверхностном слое понижается до 26.0. На севере это понижение возможно до 24.5, в юго-восточной части моря до 15.0-20.0.

Многолетняя изменчивость условной плотности воды в пределах моря также неодинакова. В юго-восточной  части моря изменчивость плотности  в поверхностном слое составляет 0.3-0.4 (по среднемесячным значениям) зимой и 2.0-4.0 летом, ниже термоклина 0.1-0.2 зимой, 0.3-0.5 летом На остальной акватории моря изменчивость плотности воды равна 0.1, повышаясь в деятельном слое летом до 0.2-0.3.

Наибольшей трансформации  воды Баренцева моря подвергаются в период осенне-зимней конвекции, возникающей вследствии увеличения плотности воды в поверхностном слое при понижении температуры воды, осолонении за счет ледообразования и адвекции более плотных вод в верхних слоях моря. В Баренцевом море различают три типа конвекции: арктическую, полярную, субполярную. По арктическому типу конвективное перемешивание развивается в северной части моря, где оно в основном обусловлено осолонением при ледообразовании. Начинается оно раньше, чем в других районах( в конце августа), но проникает относительно не глубоко (до 50-75 м). Полярный тип характеризует конвекцию, которая возникает на чистой воде при понижении ее температуры и продолжается после установления льда за счет осолонения. Начинается она, как правило, в первой декаде сентября и на мелководных местах (Центральная возвышенность, Гусиная банка, Мурманское мелководье и др.) доходит до дна, при этом раньше, чем в прилегающих глубоководных районах. В результате этого происходит "сползание" холодных тяжелых вод в глубинные слои, которое в сочетании с плотностным перемешиванием, позволяет конвекции проникнуть за зиму до глубин 200-300 м. Субполярный тип наблюдается в юго-западной части моря. Вызывается он только понижением температуры воды, начинается в середине сентября и, продолжаясь в течение всего зимнего периода, достигает глубин 150-200 м.

На акватории моря конвекция развивается с разной степенью интенсивности; в целом  она убывает с запада на восток и зависит от теплового состояния  моря и атмосферы. Особенно заметно эта зависимость проявляется в многолетнем ходе интенсивности конвекции. В аномально теплые годы конвективное перемешивание начинается позднее и его глубина меньше, в аномально холодные наоборот. Но эти различия особенно заметны на начальном этапе развития конвекции. В дальнейшем они сглаживаются и к концу зимы гидрологические условия в море становятся приблизительно равными. Описание термохалинных и плотностных характеристик вод моря были бы неполными без анализа структуры водных масс.

6.4. Водные массы. Водные массы относятся к наиболее обобщенной характеристике гидрологического режима моря. Они представляют собой относительно однородные массы воды, различающиеся по районам их происхождения и границам, в которых они существуют. Этими границами в горизонтальной плоскости являются гидрологические фронты, в вертикальной- слои скачка плотности.

По наиболее распространенной классификации вод Баренцева  моря /3/ в нем выделяют четыре водные массы :

1. атлантические воды  с повышенной температурой и соленостью, поступающие с запада в виде поверхностных течений и приходящие на глубинах с севера и северо-востока из Арктического бассейна;

2. арктические воды  с отрицательной температурой  и пониженной соленостью, входящие  как поверхностные течения с севера;

3.прибрежные воды со  значительной амплитудой годового  хода температуры и низкой  соленостью, формирующиеся под действием  материкового стока и опресненных  прибрежных течений;

4. баренцевоморские воды  с низкой температурой и высокой  соленостью, образованные в пределах моря в результате перемешивания водных масс, приходящих извне, и их трансформации под влиянием местных условий.

Границы этих вод в  январе и июле показаны на рис.7[ 1 ] для  горизонтов 0, 50 и 200 м. Видно, что наиболее распространенной является атлантическая водная масса, занимающая юго-западную часть моря и часть его центральной области. Как отмечалось выше, это самая устойчивая водная масса, сохраняющая свои характеристики в течение всего года и отличающаяся повышенными значениями температуры и солености. В поверхностном слое их характерные значения составляют 34.5-35.0% и 3-5°С зимой, 8-10°С летом; с глубиной температура понижается, но в течение всего года остается положительной, не опускаясь ниже 3^оС на горизонтах до 200 м. К востоку от Кольского разреза (33°30 в.д.) температура атлантических вод понижается до 1-3°С в поверхностном слое и до 1°С на горизонте 200 м. Эта водная масса выделяется как трансформированная атлантическая вода, которая от баренцевоморских вод отличается очень мало. Часть атлантических вод поступает в Баренцево море через его северную границу. Они распространяются здесь в виде подповерхностного потока, максимальные температуры которого (1.5^оС) наблюдаются на глубинах 100-200 м.

Рисунок заимствован  из работы [1] Баренцево море , т 1, вып.1. В кн. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1990.

Северную часть моря до глубины примерно 50 м занимают арктические воды, которые являются частью поверхностных вод Арктического бассейна, образующихся в результате конвекции в районе Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа. Они мало отличаются от баренцевоморских вод: их соленость несколько ниже (33-34% летом, 34.0-34.5% зимой), а температура в конце лета не превышает 1^оС на поверхности и понижается с глубиной.

В прибрежных районах  можно выделить четыре водные массы, главные особенности которых  заключаются в сильно пониженной солености и значительной сезонной изменчивости температуры воды. Это- мурманская, беломорская, печорская и новоземельская водные массы.