Температура и удельный вес воды восточной части Гренландского моря

Гренландское море по удельному весу воды можно разделить на две части: восточную и западную.

Западная часть моря на поверхности наполнена холодными водами и льдами, выходящими из Ледовитого океана.

Восточная часть наполнена водами Гольфстрима, которые входят проливом между Исландией и Шотландией. В ней существует постоянное небольшое течение на NNE. В этой части моря соленость воды от поверхности до дна совершенно одинакова. На рис. 1 даны удельные веса воды на пространстве от берегов Шотландии до Ледовитого океана выше Шпицбергена. Никаких кривых изобразить нельзя, ибо вода сверху донизу одинакова по количеству соли.

 

 

На рис. 2 даны удельные веса воды, приведенные к температуре моря. Здесь мы видим, что тяжесть воды с глубиною увеличивается, вследствие уменьшения температуры.

 

 

Рис. 3 представляет то же сечение Гренландского моря с обозначением тем-ператур воды. Здесь мы видим, что поверхностная вода на всех станциях до 17-й включительно, теплая, и лишь на двух станциях, лежащих к северу от Шпицбергена, температура поверхностной воды ниже 0. Нижний слой воды Гренландского моря имеет в южной части температуру –0,9° а в северной –1,1°. Из этого надо предположить, что питание холодною водою этой части моря идет с севера и что вода по пути своего медленного следования на юг теряет –0,2° из приобретенного ею запаса холода.

Замечательно, что на станциях 13-й и 14-й вода на глубине 400 м теплее, чем на станциях, лежащих к северу и к югу от них.

 

Удельный вес воды Ледовитого океана

Вода Гольфстрима, следуя вдоль Норвежского берега на северо-восток, разделяется на две струи: одна поворачивает вправо и огибает Норвежский берег, другая же движется прямо на N вдоль западного берега Шпицбергена. Соленая вода Гольфстрима в летнее время достигает по поверхности северной оконечности Шпицбергена. Здесь она встречает менее соленую поверхностную воду Ледовитого океана и в широте 80° по отлогой, наклонной линии опускается на глубину.

Северная граница между поверхностной водою полной солености и меньшей солености следует по направлению границы льдов от SW на NE, поэтому на станции № 31 в широте 79°41' мы имеем такое же распределение удельных весов, как в более возвышенных широтах. Я беру эту станцию потому, что она глубоководная (рис. 4).

Мы видим здесь, что верхняя вода имеет удельный вес 1,0248 (p 3,25 %), и лишь с 30 м начинается вода с удельным весом 1,0266 (p 3,49 %).

В нижних слоях мы находим температуру –1,1° как на этой станции, так и на всех остальных в более южных широтах. Является вопрос, в каком месте нижняя вода могла охладиться до этой температуры. Она не могла прийти из южного Атлантического океана, ибо там на всем протяжении от южного умеренного пояса до северного температура воды на дне никогда не наблюдалась ниже 0. Казалось бы, самое простое предположить, что вода эта охладилась в Северном Ледовитом океане и оттуда разлилась по котловине Гренландского моря, в котором она задержана порогом Томсона, между Исландией и Шотландией.

 

 

Есть, однако, причины, не допускающие такого предположения. Ледовитый океан в верхних слоях имеет воду меньшей солености, чем на глубине, и потому, как бы ни была низка температура воздуха в Северном Ледовитом океане, она не в состоянии повлиять на нижние слои, ибо для этого требуется вертикальный обмен вод, а ему препятствует разность солености вод верхних и нижних слоев.

Более вероятно предположение о том, что в нижние слои опускается вода, находящаяся по западную сторону Шпицбергена. Соленость этой воды на поверхности та же, что и на глубине; поэтому она не может обратиться в твердое состояние, пока не будет охлажден весь слой воды этой солености, а он простирается до самого дна. Вот почему зимние морозы в этой части моря не в состоянии образовать ледяного покрова, а могут лишь понижать температуру и, действительно, понижают ее до –1,1°.

Вода, опустившись в этом месте, расходится по всему пространству до порога Томсона, и мы получали ее на всем пути следования от северной точки Шотландии до Шпицбергена. Эта вода полной морской солености, и понижение температуры ее в зимнее время не уменьшает в ней количества соли.

Выше было сказано, что, встретив на поверхности более легкую воду Ледовитого океана, вода Гольфстрима опускается вниз по отлогой, наклонной линии.

На прилагаемом рис. 5 даны удельные веса воды на станциях 27, 28, 25 и 26 по направлению от Семи островов к N. По случайности, на трех последних из этих станций не взята промежуточная вода, иначе была бы более ярко видна граница воды по иной морской солености. Уже на станции 25-й в широте 81°14' вода эта встречается на глубинах ниже 50 м. Далее к N она встречается на 80 м и ниже. На какой глубине она находится далее, мы не знаем, ибо наблюдения Нансена над удельным весом воды пока еще не опубликованы.

На рис. 6 даны температуры воды на тех же глубинах, и мы видим, что под верхним слоем холодной воды находится теплый слой, пришедший с юга. Сравнивая обе последние фигуры, мы видим, что температура 0° соответствует удельному весу 1,0267, так что вода настоящей морской солености имеет температуру выше 0, и на нее не может подействовать холодная температура полярного воздуха непосредственно, ибо она прикрыта довольно мощным слоем верхней воды. Эта последняя, как бы низка ни была ее температура, не может опуститься вниз, вследствие своей малой солености.

 

 

На рис. 7 и 8 даны сечения от острова Амстердам на NNW. Здесь также заметно, что вода полной морской солености на поверхности не находится, но чем далее на север, тем ниже лежат границы. Такого полного совпадения температуры 0° с границей воды морской солености здесь незаметно, и на станции 19-й мы находим воду, уже разбавленную и в то же время не имеющую низкой температуры, свойственной поверхностному слою воды Ледовитого океана.

Заслуживают внимания температуры и удельные веса на станции 31-й, которая приходится у самой границы льдов на параллели северной оконечности Шпицбергена. Здесь мы находим воду полной морской солености от глубины 60 м книзу.

Поверхностный слой имеет температуру –0,2°, в то время как под ним на глубине всего лишь 10 м +2,5°. С глубиною температура эта начинает понижаться, и на 50 м она +0,7°, но на 60 м она опять +2°, на 70 +2,4°, и лишь с этой глубины начинается постепенное убывание температуры. Воду с 50 м достали два раза для того, чтобы убедиться, что такое отступление в температуре не произошло от ошибки в отсчете, но при повторном наблюдении температура оказалась та же, и по весьма прискорбной случайности удельный вес ни при первом, ни при втором случае определен не был.

Удельный вес воды на этой станции возрастает с глубиной, вследствие чего вода различных температур может оставаться в промежуточных слоях, ибо это не нарушает равновесия.

 

Удельные веса воды Баренцева и Белого морей

Данные по удельному весу поверхности воды показывают, что вода северной части Атлантического океана, питаемого Гольфстримом, огибает берега Норвегии и, входя в Баренцево море, поворачивает вправо, сохраняя на всем своем пути ту же соленость, с которою она входит из Атлантического океана. У самых берегов Норвегии поверхностная вода летом имеет несколько меньшую соленость, вследствие разбавления ее ручьями и речками, изливающимися с континента.

В зимнее время ручьи перемерзают, осадки на берега выпадают в виде снега, и потому надо думать, что в зимнее время поверхностная вода у самых берегов Норвегии та же, как и на просторе.

В этих местах вода имеет тот же удельный вес наверху, как и внизу, и это есть главная причина того, что море у норвежских берегов не замерзает. Чтобы заморозить эту воду, надо понизить ее температуру до –1,8°, но так как при охлаждении вода опускается вниз, замещаясь на поверхности нижней водой, то требуется проморозить всю массу воды, а на это нескольких зимних месяцев недостаточно.

Было бы совершенно иное, если бы на поверхности этой многосоленой воды находился слой воды малой солености. При наступлении мороза не пришлось бы охлаждать всю массу воды, а лишь тонкий слой малосоленой воды, на что не потребуется всей зимы. Те места по Мурманскому берегу, в которых верхняя вода имеет полную морскую соленость, не замерзают, а там, где на поверхности наблюдается присутствие воды меньшей солености, море покрывается льдом. Закон этот верен и в общем, и в частностях. Так, например, залив, в который впадает река Кола, не промерзающая в течение зимы, оказывается покрытым льдом, в то время как фиорды, не имеющие многоводных рек, остаются еще свободны ото льда.

 

 

То же самое явление мы видим и в районе Шпицбергена, а именно: по западную сторону Шпицбергена находится вода полной солености, и, несмотря на возвышенную широту и сильные зимние морозы, море по западную сторону Шпицбергена остается свободным ото льда круглый год, тогда как по восточную, где на поверхности вода меньшей солености, чем в глубине, оно освобождается ото льда лишь на короткий срок, оставаясь почти все время под ледяным покровом.

Не следует понимать, что в тех случаях, когда море имеет на поверхности полную морскую соленость, оно замерзает потому, что точка замерзания этой воды ниже, чем воды малосоленой. Разность эта незначительная, и она не могла бы проявить свое влияние в столь крупной форме. Тут действуют иные силы, о которых я сказал выше, а именно: возможность, при понижении температуры, вертикального обмена вод, имеющих одинаковую соленость сверху донизу. В силу этого закона норвежские порты, лежащие в очень высоких широтах, остаются свободными для навигации круглую зиму, в то время как шведские, лежащие гораздо южнее, по Балтийскому морю, Каттегату и Скагерраку, требуют содействия ледоколов.

Заслуживает внимания вопрос: куда именно девается вода Гольфстрима входящая широкою струей в Баренцево море? Ответ на это можно найти в моих журналах. Так, в журнале, веденном мною в 1897 г., на пароходе «Иоанн Кронштадтский», даны удельные веса воды на переходе от Вардё до Югорского Шара. На станции K в долготе 37°53' мы видим, что удельные веса от верху до низу совершенно одинаковы? затем на станции L в долготе 43° верхняя вода несколько менее солона, чем нижняя, а на станции N в широте 50° верхняя вода значительно менее солена? чем нижняя, и малосоленый слой имеет толщину около 30 м. Верхняя вода имеет удельный вес 1,0255 (p 3,34 %)? нижняя – полную морскую соленость 1,0267 (p 3,49 %). Нижняя вода есть вода Гольфстрима, и, сколько бы мы ни охлаждали верхнюю воду, она не может опуститься ниже воды полной морской солености, которая, как более тяжелая, всегда останется внизу.

На станции N в долготе 33°59' мы находим воду полной морской солености лишь на глубине 75 м. Из этого мы видим, что вода полной солености принуждена опуститься в нижние слои, уступая место обильному количеству малосоленой воды.

Часть воды Гольфстрима сохраняется без перемен, другая же часть воды смешивается с пресными водами, которые изливаются реками и ручьями с берегов.

 

Удельные веса воды Карского моря

Данных по этому предмету имеется еще меньше, чем по Баренцеву и Белому морям, и все они сосредоточены на пути следования из Югорского Шара к устью реки Енисей. Здесь на поверхности мы совсем не находим воды полной морской солености. Обилие вод из ручьев, речек и больших рек значительно влияет на соленость поверхностной воды. Чем ближе к берегам, тем вода менее солена, а за островом Белым чувствуется влияние двух великих сибирских рек – Оби и Енисея. У порта Диксон удельный вес 1,0048 (p 0,63 %), а у Гольчихи совсем пресная вода.

К востоку от впадения рек Оби и Енисея вода имеет меньшую соленость, чем к западу, из чего можно заключить, что воды обеих этих рек по выходе в море поворачивают вправо, что может быть вполне объяснено вращением земного шара.

В западной части Карского моря можно предположить соленость 1,0240 (p 3,14 %), а у берегов 1,0220 (p 2,88 %), и общий удельный вес поверхности Карского моря можно приблизительно выразить цифрой 1,0210 (p 2,75 %). Тот факт, что реки Обь и Енисей после впадения в море поворачивают вправо, дает основание предположить, что и остальные реки и ручьи как континента, так и островов Новой Земли, изливаясь в Карское море, поворачивают вправо.

Воздействие всех этих вод должно образовать круhговое вращение вод Карского моря против видимого вращения солнца. Под берегом полуострова Ялмал воды направляются к северу, тогда как под берегом Новой Земли они идут к югу, принося с собой обильные льды из северных широт. Вследствие вращения земного шара течение, идущее вдоль Новой Земли, частью устремляется в Карские Ворота, чему в высокой степени содействует разность солености поверхностной воды морей Карского и Баренцева.