Климатические пояса морей северного ледовитого океана
МОРЯ, ОМЫВАЮЩИЕ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ
Двенадцать морей трех океанов омывают берега России. И лишь одно море — Каспийское — принадлежит к внутреннему бессточному бассейну Евразии. Моря расположены на четырех литосферных плитах (Евразиатской, Северо-Американской, Охотоморской и Амурской) в разных широтах и климатических поясах, различаются происхождением, геологическим строением, размерами морских котловин и формами рельефа дна, а также температурами и соленостью морских вод, биологической продуктивностью и другими природными особенностями.
Моря Северного Ледовитого океана
Моря Северного Ледовитого океана — Баренцево, Белое, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское — омывают территорию России с севера. Все эти моря окраинные; лишь Белое» море является внутренним. Моря Северного Ледовитого океана отделены друг от друга и от Центрального полярного бассейна архипелагами островов, островами (Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, о. Врангеля
и др.). Там, где нет четкой границы, ее проводят условно. Все моря расположены на шельфе материка и поэтому мелководны. Лишь северная часть моря Лаптевых занимает окраину глубоководной котловины Нансена. Морское дно здесь опускается до 3385 м. За счет этого средняя глубина моря Лаптевых составляет 533 м, что делает его самым глубоководным из морей Северного Ледовитого океана. На втором месте по глубинам — Баренцево море (средняя глубина 222 м, максимальная — 600 м). Самые мелководные — Восточно-Сибирское (средняя глубина 54 м) и Чукотское (71 м) моря. Дно этих морей ровное. Наибольшей пересеченностью отличается рельеф дна Баренцева и Карского морей (табл. 1).
Общая площадь морей Северного Ледовитого океана, примыкающих к побережью нашей страны, составляет более 4,5 млн км 2 , а объем морских вод — 864 тыс. км 3 . Средняя глубина всех морей — 185м.
Все моря Северного Ледовитого океана открытые. Между ними и центральными частями океана существует свободный водообмен. Через широкий и глубокий пролив между Скандинавским полуостровом и Шпицбергеном в Баренцево море вливаются теплые воды Северо-Атлантического течения, которое ежегодно приносит примерно 74 тыс. км 3 атлантических вод 1 . На севере Норвежского моря это течение делится на две мощные струи — Шпицбергенскую и Нордкапскую. На северо-востоке Баренцева моря теплые и соленые (34,7-34,9‰) атлантические воды опускаются под более холодные, но менее соленые, а потому менее плотные местные арктические воды.
На востоке бассейн Северного Ледовитого океана соединен с Тихим океаном узким (86 км) и мелководным (42 м) Беринговым проливом, поэтому воздействие Тихого океана значительно меньше, чем Атлантического. Небольшая глубина пролива затрудняет обмен глубинных вод. В Чукотское море из Тихого океана поступает около 30 тыс. км 3 поверхностных вод.
Для морей Северного Ледовитого океана характерен большой сток с материка (около 70% территории России относится к бассейну этого океана). Реки приносят сюда 2735 км 3 воды. Такой большой приток речных вод резко снижает соленость морей и обусловливает возникновение течений с юга на север. Отклоняющая сила Кориолиса обусловливает перемещение поверхностных вод с запада на восток вдоль материкового побережья и компенсационное течение в обратном направлении в северных районах.
Летом теплая речная вода способствует таянию морских льдов, а осенью и зимой, опресняя морскую воду, ускоряет образование прочных льдов.
Моря Северного Ледовитого океана расположены в основном между 70 и 80° с.ш. за исключением Белого моря, которое пересекает Северный полярный крут. Все это — заполярные моря. Сурова их природа.
На климат морей Северного Ледовитого океана решающее воздействие оказывает их положение в высоких широтах, в меньшей мере — взаимодействие океана с сушей. Годовая суммарная радиация в Баренцевом море составляет 20 ккал/см 2 , в море Лаптевых на той же широте — 10 ккал/см 2 в год, а в Чукотском — 15 ккал/см 2 в год. Уменьшение суммарной радиации к востоку обусловлено увеличением альбедо в связи с повышением ледовитости морей.
В течение длительной полярной ночи происходит глубокое выхолаживание приполярных районов, особенно в восточной части Арктики, и образуется область повышенного давления — Арктический максимум. В районе Восточно-Сибирского моря он соединяется с северо-восточным отрогом Азиатского максимума. На формирование климата арктических морей оказывают влияние также Исландский и Алеутский минимумы.
Над обширными пространствами арктических морей в зависимости от расположения и степени выраженности центров действия атмосферы складываются определенные синоптические условия.
Зимой для западных районов характерна циклоническая деятельность, смягчающая морозы. По ложбине пониженного давления, проходящей над Баренцевым морем, до Карского моря из Северной Атлантики продвигаются циклоны. С ними связана неустойчивая, очень ветреная, пасмурная погода на акватории западных морей. В восточных районах циклоническая деятельность связана с Алеутским минимумом, но развита слабее. Увеличением повторяемости циклонических погод обусловлено повышение зимних температур. Над центральными морями (Лаптевых и Восточно-Сибирским) господствует антициклональная малооблачная погода со штилями или очень слабыми ветрами.
В целом наблюдается изменение температурных условий зимы при движении с запада на восток. Над акваторией Баренцева моря средняя температура января изменяется от -5°С на юго-западе до -15°С на северо-востоке; от -20 над акваторией Карского моря до -30°С — в районе моря Лаптевых, западной части Восточно-Сибирского моря, а над акваторией Чукотского
моря температура несколько повышается — до -28. -25°С. В районе Северного полюса средняя температура января составляет -40. -45°С. Таким образом, для арктических морей свойственны большие различия в характере холодного сезона.
Летом главную роль в формировании климата играет непрерывный поток солнечной радиации, поступающей в течение полярного дня. Летние циклоны не так глубоки и быстро заполняются, поэтому их роль в формировании климата меньше, чем зимой. Основное количество солнечной радиации расходуется на таяние снега и льда, поэтому температурный фон низок. Средняя температура июля у северной границы морей около 0°С, а у материкового побережья +4 — +5°C. Лишь у берегов Баренцева моря средняя температура возрастает до + 8 — +9°С, а над акваторией Белого моря достигает +9 — +10°С. Следовательно, летом различия в климате морей Северного Ледовитого океана сглаживаются.
Наиболее яркой отличительной особенностью северных морей является круглогодичное присутствие льдов во всех арктических морях. Большая часть Северного Ледовитого океана круглый год скована льдами. Зимой только западная часть Баренцева моря остается свободной ото льда.
У берегов зимой образуется молодой неподвижный лед, прикрепленный к берегу. Это — береговой припай . Наибольшей ширины (нескольких сотен километров) он достигает в самом мелководном Восточно-Сибирском море. За полосой припая находятся заприпайные полыньи . Они из года в год образуются в одних и тех же местах, поэтому даже получили собственные названия по тем географическим объектам, близ которых расположены (Чешская, Печорская, Западно-Новоземельская, Амдерминская, Янская, Обь-Енисейская, Западно-Североземельская и т.д.). За ними находятся дрейфующие многолетние льды — арктический пак (паковые льды). Он состоит из крупных льдин, разделенных трещинами, иногда полыньями. Средняя толщина многолетних льдов 2,5-3 м и более. Поверхность пакового льда ровная или волнистая, но иногда ее нарушают торосы — беспорядочные ледяные нагромождения высотой до 5-10 м, образующиеся в результате столкновения льдин при сжатии. Особенно обильны торосы в окраинной части паковых льдов. Иногда близ границ паковых льдов и молодых однолетних льдов встречаются торосы высотой до 20 м.
Кроме морского льда, в полярных морях встречаются мощные глыбы материкового льда — айсберги , оторвавшиеся от ледниковых покровов, опускающихся к поверхности моря у берегов Земли Франца-Иосифа, Новой Земли и Северной Земли.
Летом площадь льдов в арктических морях сокращается, однако кромка их даже в августе не выходит за пределы окраинных морей. В северные их части из центральных районов полярного бассейна даже летом простираются отроги океанических ледяных массивов (Шпицбергенский, Карский, Таймырский, Айонский, Чукотский). Локальные массивы дрейфующих и припайных льдов сохраняются в окраинных морях, за исключением Баренцева, на протяжении всего лета.
Восточно-Гренландское течение ежегодно выносит из Северного Ледовитого океана в Атлантику до 8-10 тыс. км 3 льда.
Ледовый режим в арктических морях меняется от года к году, поэтому условия навигации одного года не похожи на другой. В последние десятилетия наблюдается улучшение ледовых условий в связи с общим потеплением климата Арктики.
Положение в высоких широтах, недостаток солнечного тепла обусловили слабое нагревание вод арктических морей. Летом температура вод у кромки льда приближается к нулю, а к побережью материка повышается до +4 — +6°С, в юго-западной части Баренцева моря — до + 8 — +9°С, а в Белом море даже до +9 — +10°C. Зимой средняя температура на большей части акватории близка к температуре замерзания, т.е. -1,2. -1,8°С. В западной части Баренцева моря температура воды в январе — феврале составляет + 4 — +5°С.
Соленость морских вод понижается от северных окраин морей к южным. В северо-западной части Арктического бассейна соленость морской воды 34-35‰, в северных и северо-восточных районах — 32-33‰, а близ устьев крупных рек снижается до 3-5‰. Поэтому среди обитателей морей, большая часть которых представлена арктическими формами, в прибрежных водах распространены солоновато-водные и пресноводные формы.
Суровые климатические условия северных морей, полярная ночь и ледяной покров на их акваториях неблагоприятны для развития фито- и зоопланктона, поэтому общая биологическая продуктивность морей невелика. Относительно невелико и видовое разнообразие организмов, обитающих в этих морях. Вслед за изменением суровости природы морей с запада на восток в этом же направлении сокращается число обитателей морей. Так, ихтиофауна Баренцева моря насчитывает 114 видов, Карского — 54 вида, а моря Лаптевых — 37 видов. Сокращается и видовое разнообразие донной фауны от 1800 видов в Баренцевом море до 500 видов в море Лаптевых, но в Чукотском море несколько увеличивается видовое разнообразие животных за счет снижения суровости благодаря проникновению сюда из
Тихого океана теплых вод. Изменяется и видовой состав обитателей. Среди промысловых рыб в Баренцевом море преобладают треска, пикша, палтус, морской окунь, сельдь, восточнее распространены лососевые (нельма — в центральных морях и семга — в Чукотском), сиговые (омуль, муксун, ряпушка) и корюшковые. В Чукотском море к обычным арктическим видам присоединяются тихоокеанские бореальные виды.
По морям Северного Ледовитого океана проходит Северный морской путь, связавший Мурманск и Архангельск с Владивостоком. Северный морской путь соединяет не только северо-западные и восточные районы России, но и устья судоходных рек Сибири. Он обеспечивает ежегодные перевозки грузов для хозяйственного развития Севера и использования богатейших ресурсов этих районов нашей страны.
Источник
Климат Северного Ледовитого океана
Северный Ледовитый океан располагается в приполюсных широтах, где в атмосферу в среднем за год уходит больше тепла, чем приходит. Этим обусловлены и объясняются многие особенности и характеристики его гидрологического режима. В июле на 80° с. ш. на поверхность поступает около 31 ккал/см 2 в месяц. Но значительная часть этой энергии теряется вследствие большой отражательной способности снега и льда. Альбедо морских льдов и снега — 80-85%, т. е. его роль в формировании радиационного баланса чрезвычайно велика.
По расчетным данным и непосредственным измерениям годовой радиационный баланс Центральной Арктики положительный и колеблется от 2 ккал/см 2 до величин, близких к 0. В зимнее время остывшие нижние слои приземного слоя воздуха получают немного тепла от атлантических вод, температура которых подо льдом достаточно высокая по сравнению с другими слоями воды. Весной и летом к понижению температуры воздуха ведет огромная затрата тепла на таяние снега и льда.
Особенности климата Северного Ледовитого океана
Формирование климата Арктического бассейна связано с взаимодействием барических центров, образующихся как над океаном, так и над соседними участками суши.
В Арктическом регионе взаимодействуют четыре центра повышенного давления. В центре бассейна располагается обширный постоянный максимум, границей которого служит арктический фронт (приблизительно на 70° с. ш.). С сентября по март формируются Азиате кий и Североамериканский максимумы. И наконец, в течение всего года над ледяным куполом Гренландии функционирует Гренландский максимум. Над океанами в зимнее полугодие активны Исландский минимум и играющий местную роль для Северного Ледовитого океана Алеутский минимум Тихого океана. В северо-восточном направлении развивается Исландско-Карская ложбина, к зиме она достигает Восточносибирского моря. По оси ложбины проходит арктический фронт, вдоль которого происходит активное движение циклонов. Его влияние сказывается на климате восточной части Чукотского моря, иногда циклоны прорываются в Центральную Арктику, играя некоторую роль в питании ледников западных окраин Канадского Арктического архипелага. В прибрежных районах материков и в Гренландии наблюдается муссонный характер ветров.
Арктический климат наиболее ярко проявляется во время полярной ночи, продолжающейся в разных частях океана от нескольких суток до полугода (на полюсе). В это время не поступает солнечное тепло, остается только атмосферная радиация адвективного происхождения. Полярной ночью отмечаются самые низкие температуры в приземных слоях атмосферы (ниже —30°С). Усиливается выхолаживание огромной поверхности замерзшего океана вследствие излучения.
Хотя полярным днем незаходящее солнце и поставляет на Землю большое количество лучистой энергии (за месяц больше, чем на экваторе), но велико альбедо, достигающее 90—95%. Значительная часть тепла уходит на таяние снега и льда, поэтому температура приземного слоя воздуха едва превышает 0°С. Необходимо отметить, что того количества тепла, которое получает Северный Ледовитый океан за полярный день, вполне достаточно, чтобы растопить все льды и снега, если бы поверхность океана была черного цвета, поглощающего радиацию. В летнее время интенсивно протекают процессы испарения и образования облаков. Зимой все прекращается. Океан отдает тепло, хотя и небольшое, атмосфере.
В целом климат океана можно охарактеризовать как суровый с продолжительной зимой, сильными ветрами, малой суммой осадков, но частыми туманами, метелями, вечными льдами, со среднегодовой температурой ниже 0°С.
Преобладающая скорость ветров — 4-9 м/с. Облачность летом — более 7 баллов, зимой — 4-9 баллов. Годовая сумма осадков редко где превышает 200 мм. Значительная часть последних приходится на иней, изморозь, ледяной налет, что связано с низкими температурами и высокой относительной влажностью воздуха (70% и более). Характерную особенность климата Арктики отмечал В. Ю. Визе: наибольшие суточные амплитуды температур наблюдаются весной — в апреле, в переходное время от полярной ночи к полярному дню, при минимальной облачности и очень слабых ветрах. Для ледово-морской (центральной) части характерны почти полное отсутствие положительных среднесуточных температур, однородность летних (июль-август) температур и отсутствие ярко выраженного среднемесячного зимнего минимума. Абсолютный минимум температур не достигает —50°С.
Физико-химические свойства вод
В целом для вод Северного Ледовитого океана характерны низкие температуры и пониженная соленость.
Распреснение поверхностных вод океана происходит в теплое полугодие, и к концу лета соленость достигает 30—31%о. Несколько больше — до 33%о она в приатлантических водах Гренландского моря. В арктических морях, где лед почти полностью тает и поступает много пресной воды с континентов, соленость уменьшается до 10%о. За пределами квазистационарного слоя (50-55 м, а летом даже 20-30 м) значения солености быстро повышаются и на глубине 150-200 м уже достигают 33—34%о.
Температура поверхностных вод имеет сезонный ход. Зимой она подо льдом близка к температуре замерзания соленой воды. Летом повышается на 0,1-0,2°С в первую очередь за счет поглощения лучистой энергии разводьями.
Нулевая изотерма проходит вдоль кромки льда, на свободных ото льда акваториях вода прогревается до положительных величин. Температура вод теснейшим образом связана и с их динамикой. По мере продвижения в сторону Атлантического океана воды трансформируются. В Североевропейский бассейн они поступают как холодное Восточно-Гренландское течение. Аналогичные воды формируются в Гренландском и Баффиновом морях. Большую роль в температурном режиме Арктического бассейна играют теплые воды Атлантики. Они широкой полосой поступают в Северный Ледовитый океан. В Датском проливе струи течения Ирмингера сливаются с водами южно-норвежского циклонического круговорота и частично выходят между Фарерскими о-вами и Исландией. Норвежское течение приносит воды в Норвежское море и далее в Арктический бассейн, причем температура вод (в Фареро-Шетландском проливе) меняется от 10-14°С на поверхности до 0°С на глубине 600-800 м. Сезонная амплитуда температур, затухающая к 200 м глубины, составляет 5°С. Теплые воды течений в высоких широтах имеют большую площадь соприкосновения с холодной атмосферой, в результате чего происходит огромная отдача тепла в воздух.
Определенную роль в гидрологическом режиме Ледовитого океана играют беринговоморские (тихоокеанские) воды, имеющие в свойствах четко выраженную сезонность. Распресненные и теплые воды поступают через пролив летом. В среднем за год через Берингов пролив поступает 36 тыс. км3 тихоокеанских вод, что в 6 раз меньше, чем атлантических.
Придонные воды, происхождение которых до сих пор точно не установлено, занимают основную часть объема океана. Существует предположение, что придонные воды Североевропейского бассейна — результат смешивания вод атлантических и собственно арктических. Арктический бассейн (восточная часть) имеет промежуточные воды между атлантическими и тихоокеанскими.
Постоянный ледяной покров сохраняется на 2/3 поверхности Северного Ледовитого океана. Это его характерная особенность.
Многолетний паковый лед толщиной 3—5 м занимает весь Арктический бассейн. Вдоль берегов континентов формируется припай шириной до 600-700 км. Объем этих льдов составляет около 10 млн. км 3 . Морские льды представляют гигантскую линзу, в центре которой толщина льда равна 3-5 м, а к периферии уменьшается до 1,5-2 метров. Ледяной покров состоит из множества мелких ледяных полей, которые постоянно перемещаются под воздействием циркуляции воздушных масс и течений. Это приводит к ломке ледяных полей, изменению границ льдов. В Северном Ледовитом океане есть и донный лед у берегов Шпицбергена, Гренландии, в его центральной части, что отмечали Ф. Нансен, О. Свердруп и другие полярные исследователи. У берегов Северной Гренландии встречаются неподвижные льды. Подвижные (дрейфующие) льды не связаны с берегом, они покорны ветрам и течениям. Ледяные поля имеют различные размеры. Более 10 км в поперечнике называют гигантскими. К дрейфующим льдам с устойчивым положением относятся ледяные массивы (ледяные поля): Карский, Северный, Новоземельский, Таймырский, Айонский. Они очень затрудняют работу морского транспорта. Так, например, в октябре 1983 г. Айонский ледяной массив полностью прервал навигацию между о-вом Врангеля и портом Певек. Менее устойчивы однолетние дрейфующие льды, образующиеся между паком и припаем. Летом, как правило, они разрушаются и образуют обширные полыньи. Существует Великая Сибирская полынья (от архипелага Шпицберген до о. Врангеля), где цепочка небольших полыней сливается в одну. Полыньи формируются в основном под воздействием южных ветров с материков, отжимающих льды на север. Зимой полыньи отдают большое количество тепла. Весной, напротив, они поглощают много тепла по сравнению со льдами, небольшие ледяные поля в них быстро тают. Здесь много рыбы, хорошо себя чувствуют тюлени. Полыньи — один из важнейших участков Северного морского пути Небольшие полыньи есть в море Баффина, наиболее известна полынья у Земли Гранта.
В Северном Ледовитом океане встречаются и айсберги, которые отрываются от ледников Гренландии, Земли Франца-Иосифа, островов Канадского Арктического архипелага.
Айсберги Северного полушария достигают высоты 60—70 м, редко 100 м, чаще всего имеют столообразную форму. Сезон существования айсбергов — апрель—август. Южная граница их распространения была зарегистрирована в Атлантическом океане на 41°30′ с. ш. Приплывшие в Атлантику айсберги живут 1—2 года и более. Объем льда айсбергов Гренландии — 600 км 3 .
При неблагоприятных метеорологических условиях: низких температурах, сильном ветре, волнениях в Арктике наблюдается одно из опаснейших явлений — обледенение судов. Обледенение бывает при забрызгивании, переливе воды через палубу, при наличии переохлажденных осадков. Наблюдаются эти явления при прохождении как теплых, так и холодных фронтов, когда усиливаются ветры, изменяются температуры и быстро меняется синоптическая обстановка. Прогноз таких условий особенно важен в Баренцевом, Норвежском, Карском морях.
Динамика вод
Среднее многолетнее распределение атмосферного давления, напряжение и трение льда привели к формированию антициклонального кругооборота течений в Канадском секторе Арктики и трансполярному выносу поверхностных вод через океан. Речной сток и положительный баланс влаги над испарением в Арктическом бассейне создают превышение уровня его вод над уровнем вод Атлантического океана. Это благоприятно для перетока поверхностных вод. Формируется постоянное стоковое течение от берегов Азии и Аляски к Северному полюсу и дальше. Это Трансарктическое течение, частью которого является и Восточно-Гренландское. Полный кругооборот течения осуществляется почти за 5 лет.
Сейчас экспериментально установлено, что, кроме теплого Североатлантического и холодного Восточно-Гренландского, есть мощное возвратное Атлантическое течение с положительной температурой, направляющееся на юг под поверхностными арктическими водами. Существует глубинная циркуляция Норвежского моря на север через пролив Фрама на юг в Атлантический океан. Поступающие атлантические воды, имея циклоническое движение, проходят за год 900 км. Они образуют слой толщиной в 600—800 м и прослеживаются во всем Арктическом бассейне. Циркуляция придонных вод изучена крайне слабо. Предполагается, что они имеют антициклональный круговорот.
Источник