Гидрологическая характеристика моря Лаптевых

See http://plate-tectonic.narod.ru/laptevgeogrphotoalbum.html
C http://www.searus.ru/laptevih.html


Гидрологическая характеристика. Большой в целом материковый сток, распространение распресненных вод на обширных пространствах моря вместе с другими факторами (суровость климата, свободный водообмен с Северным Ледовитым океаном, круглогодично существующие льды на значительных площадях) заметно сказываются на гидрологических условиях моря Лаптевых. Это прежде всего проявляется на величинах распределения и пространственно-временной изменчивости океанологических характеристик в рассматриваемом море.

На протяжении большей части года температура воды близка к точке замерзания. В холодные сезоны она быстро понижается осенью, а зимой на поверхности изменяется по пространству моря от ?0,8° (у о. Мостах) до ?1,7° (у м. Челюскин). Близкие величины наблюдаются в это время и в других районах. В первые месяцы весеннего прогрева происходит таяние льда, поэтому температура воды остается почти такой же, как и зимой. Только в прибрежных районах, особенно возле устьевых областей, которые раньше других очищаются ото льда, температура воды повышается. Ее величины в общем понижаются с юга на север и с востока на запад. Летом поверхность моря прогревается. В августе на юге (губа Буор-Хая) температура воды на поверхности может достигать +10° и даже +14°, в центральных районах она равна +3—5°, у северной оконечности о. Котельного и у м. Челюскин +0,8—1,0°. В общем западная часть моря, куда приходят холодные воды Арктического бассейна, характеризуется более низкими величинами (+2—3°) температуры воды, чем восточная, где сосредоточена основная масса теплых речных вод, поэтому поверхностная температура может достигать здесь +6—8°.

Вертикальное распределение температуры воды неодинаково в холодные и теплые сезоны. Ее изменение с глубиной отчетливо выражено только летом. Зимой в районах с глубинами до 50—60 м температура воды одинакова от поверхности до дна. В прибрежной зоне она равна ?1,0—1,2°, а в открытом море около ?1,6°. На больших глубинах на горизонтах 50—60 м температура воды повышается на 0,1—0,2°. Это объясняется притоком других вод, так как одновременно несколько повышается соленость.

На севере в районах глубокого желоба отрицательная температура распространяется от поверхности примерно до 100 м. Отсюда начинается повышение ее до 0,6—0,8°. Такая температура сохраняется примерно до 300 м, а ниже она снова медленно понижается ко дну. Высокие значения температуры в слое 100—300 м связаны с проникновением в море Лаптевых теплых атлантических вод из Центрального Арктического бассейна.

Летом верхний слой толщиной 10—15 м хорошо прогревается и имеет температуру 8—10° в юго-восточной части и 3—4° в центральной. Глубже этих горизонтов температура резко понижается, доходя до ?1,4—1,5° на горизонте 25 м. Эти или близкие к ним значения сохраняются до самого дна. В западной части моря, где прогрев меньше, чем на востоке, таких резких различий температуры не наблюдается.

Неодинакова и изменчива в пространстве и во времени соленость в море Лаптевых. Ее различия очень велики (от 1 до 34‰), но преобладают опресненные воды соленостью 20—30‰. Распределение солености по поверхности весьма сложно. В общем она увеличивается с юго-востока на северо-запад и север.

Зимой при минимальном речном стоке и интенсивном льдообразовании соленость наиболее велика. При этом на западе она выше, чем на востоке. У м. Челюскина она почти 34‰, а у о. Котельного только 25‰. В начале весны соленость остается довольно высокой, но в июне, с началом таяния льдов, она начинает понижаться. Летом, при максимальном стоке, соленость характеризуется низкими значениями. Сильнее всего опреснена юго-восточная часть моря. В губе Буор-Хая соленость понижается до 5‰ и ниже, к северу от нее немного выше, до 10—15‰. На западе моря распространяются более соленые воды (30—32‰). Они располагаются несколько севернее линии о. Петра — м. Анисий. Таким образом, опресненные воды выклиниваются на север в восточной части моря, а соленые воды широким языком спускаются к югу в западной части моря.

Осенью речной сток сокращается, а в октябре начинается льдообразование и происходит осолонение поверхностных вод. С глубиной соленость в общем повышается. Однако распределение ее по вертикали имеет сезонные различия в разных районах моря. Зимой на мелководьях она увеличивается от поверхности до 10—15 м, а затем остается почти неизменной до дна. На больших глубинах заметное повышение солености начинается не от самой поверхности, а с нижележащих горизонтов, от которых она медленно увеличивается ко дну. Весенний тип вертикального распределения солености, отличный от зимнего, наступает со времени интенсивного таяния льда. В это время соленость резко понижается в поверхностном слое и сохраняет довольно высокие значения на нижних горизонтах.

Летом в зоне воздействия речных вод верхний слой 5—10 м весьма сильно опреснен, ниже наблюдается очень резкое повышение солености. В слое от 10 до 25 м градиент солености местами достигает 20‰ на 1 м. Отсюда соленость либо остается неизменной, либо постепенно повышается на десятые доли промилле. В северной части моря соленость сравнительно быстро увеличивается от поверхности до 50 м, отсюда и до 300 м она повышается медленнее в пределах от 29 до 33—34‰, глубже почти не меняется.

Осенью в южных районах значения солености возрастают с глубиной и летний скачок постепенно выравнивается. На севере одинаковая соленость охватывает верхний слой, а ниже с глубиной происходит ее увеличение. Температура и соленость воды определяют ее плотность, причем в море Лаптевых большое влияние на величину плотности оказывает соленость. В соответствии с изменением солености и температуры в пространстве и во времени меняется и плотность воды. Она увеличивается с юго-востока на северо-запад. Зимой и осенью вода плотнее, чем летом и весной. Плотность увеличивается с глубиной. Зимой и в начале весны она почти одинакова от поверхности до дна. Летом скачок солености и температура на горизонте 10—15 м определяет здесь резко выраженный скачок плотности. Осенью солонение и охлаждение поверхностных вод увеличивает их плотность.

Плотностная стратификация вод четко прослеживается с конца весны до начала осени, наиболее резко она выражена в юго-восточных и центральных районах моря и у кромки льдов. Разная степень переслоенности вод по вертикали обусловливает неодинаковые возможности для развития перемешивания в разных районах моря Лаптевых.

Ветровое перемешивание на свободных ото льдов пространствах этого моря развито слабо вследствие относительно спокойной ветровой обстановки в теплое время года, большой ледовитости моря и расслоения его вод. В течение весны и лета ветер перемешивает лишь самые верхние слои толщиной до 5—7 м на востоке и до 10 м в западной части моря.

Сильное осенне-зимнее выхолаживание и интенсивное льдообразование вызывают активное, но неодинаковое от места к месту развитие конвекции. Она начинается на северо-востоке и севере, затем происходит в центральной части, на юге и юго-востоке моря. В связи со сравнительно небольшой степенью расслоения и ранним льдообразованием плотностное перемешивание наиболее глубоко (до горизонтов 90—100 м) проникает на севере моря, где его распространение ограничивает плотностная структура вод. В центральных районах конвекция достигает дна (40—50 м) еще к началу зимы, а в южной части, подверженной влиянию материкового стока, даже на небольших (до 25 м) глубинах она распространяется до дна только к концу зимы в результате значительного повышения солености за счет зимнего льдообразования, что объясняется здесь расслоением вод по глубине.

Природные особенности моря Лаптевых обусловливают заметно выраженную неоднородность его вод. Вследствие, определенного сходства рассматриваемого и Карского морей их гидрологическая структура и механизм ее формирования близки и показаны в разделе о Карском море. Так, в море Лаптевых (подобно Карскому) преобладают поверхностные арктические воды со свойственными им характеристиками и сезонным расслоением по температуре и солености. В зонах сильного влияния берегового стока в результате смешения речных и поверхностных арктических вод образуется вода с относительно высокой температурой и низкой соленостью. На границе их раздела (горизонт 5—7 м) создаются большие градиенты солености и плотности. На севере, в глубоком желобе под поверхностной арктической водой распространены теплые атлантические воды, но их температура несколько ниже, чем в желобах Карского моря. Они проникают сюда через 2,5—3 года после начала пути у Шпицбергена. В более глубоком по сравнению с Карским морем Лаптевых горизонты от 800—1000 м и до дна занимает холодная придонная вода с температурой ?0,4—0,9° и почти однородной (34,90—34,95‰) соленостью. Ее формирование связано с опусканием охлажденных вод моря по материковому склону на большие глубины. Определяющая роль в гидрологических условиях моря Лаптевых принадлежит процессам, протекающим в поверхностных арктических водах и в зонах их смешения с речными водами.

Общая циркуляция вод моря Лаптевых еще не достаточно ясна в деталях, особенно в отношении движения в нижних горизонтах, вертикальных составляющих и т. п. Довольно определенные представления имеются о постоянных течениях на поверхности моря. В целом этому морю свойственна циклоническая циркуляция поверхностных вод. Ее образует прибрежный поток, движущийся вдоль материка с запада на восток, где он усиливается Ленским течением. При дальнейшем движении его большая часть отклоняется на север и северо-запад и в виде Новосибирского течения выходит за пределы моря, соединяясь с Трансарктическим течением. У северной оконечности Северной Земли ответвляется Восточно-Таймырское течение, которое движется на юг вдоль восточных берегов Северной Земли и полуострова Таймыр и замыкает циклоническое кольцо в море. Небольшая часть вод прибрежного потока уходит через пролив Санникова в Восточно-Сибирское море.

Скорости течений в этом кругообороте невелики (примерно 2 см/с), а внутри него располагается зона затишья. В зависимости от крупномасштабной барической ситуации центр циклонической циркуляции располагается то в середине северной части моря, то смещается в сторону Северной Земли. Соответственно возникают ответвления от основных потоков. Постоянные течения нарушаются приливными.

В море Лаптевых прилив выражен хорошо, имеет характер неправильной полусуточной волны. Приливная волна входит, с севера и распространяется к берегам, затухая и деформируясь по мере продвижения к ним. Величина прилива обычно невелика, преимущественно около 0,5 м. Только в Хатангском заливе размах приливных колебаний уровня превышает 2,0 м в сизигии. Это объясняется постепенным уменьшением глубины и ширины залива от устья к вершине. Такая конфигурация залива обычно и приводит к увеличению прилива. Приливная волна, пришедшая в Хатангский залив, распространяется почти на 500 км вверх по р. Хатанге. Это один из редких случаев столь глубокого проникновения прилива в реку. При этом явления бора на Хатанге не замечено. В другие реки, впадающие в море Лаптевых, прилив почти не заходит и затухает очень близко от устья, так как эти реки имеют дельты, в протоках которых гасится прилившая волна.

Кроме приливных в море Лаптевых наблюдаются сезонные и сгонно-нагонные колебания уровня. Сезонные изменения уровня в общем весьма незначительны. Наиболее ярко они выражены в юго-восточной части моря, на участках, близких к устьям рек, но и здесь размах колебания не превышает 40 см. Минимальная высота уровня наблюдается зимой, а максимальная — летом. В остальных районах моря сезонный ход уровня очень мал.

Сгонно-нагонные колебания уровня отмечаются везде и в любое время года, однако они наиболее значительны в юго-восточной части. Сгоны и нагоны обусловливают самые большие понижения и повышения уровня в море Лаптевых. Размах колебаний положения уровня между сгонами и нагонами достигает 1—2 м, а иногда доходит до 2,5 м (бухта Тикси). Чаще всего сгоны и нагоны наблюдаются осенью при сильных и устойчивых ветрах. Для моря в целом северные ветры вызывают нагон, а южные — сгон, но в зависимости от конфигурации берегов сгонно-нагонные колебания уровня в каждом конкретном районе создают ветры определенных направлений. Так, в юго-восточной части моря к наиболее эффективным нагонным ветрам относятся западные и северо-западные.

Преобладание слабых ветров, мелководность и постоянные льды обусловливают довольно спокойное состояние моря. В среднем здесь превалирует волнение 2—4 балла с высотами волн около 1 м. Летом (июль — август) в западной и центральной частях моря изредка развиваются штормы 5—7 баллов, во время которых высота волн достигает 4—5 м. Осень — наиболее штормовое время года, когда море бывает наиболее бурным и наблюдаются максимально высокие (до 6 м) волны. Однако и в этот сезон преобладают волны высотой порядка 4 м, что определяется длиной разгона и глубинами.

Большую часть года (с октября по май) все море Лаптевых покрыто льдами различной толщины и возраста. Льдообразование начинается в конце сентября и проходит одновременно на всем пространстве моря. Зимой в его отмелой восточной части развит чрезвычайно обширный припай толщиной до 2 м. Границей распространения припая служит глубина 20—25 м, которая в этом районе моря проходит на удалении нескольких сотен километров от берега. Площадь припая равна примерно 30% площади всего моря. В западной и северо-западной частях моря припай невелик, а в некоторые зимы совсем отсутствует. Севернее припайной зоны находятся дрейфующие льды.

При почти постоянном выносе льдов из моря на север зимой за припаем сохраняются значительные пространства полыней и молодого льда. Ширина этой зоны варьирует от десятков до нескольких сотен километров. Ее отдельные участки называют Восточно-Североземельской, Таймырской, Ленской и Новосибирской полыньями. Последние две в начале теплого сезона достигают огромных размеров (тысячи квадратных километров) и становятся центрами очищения моря ото льдов. Таяние льда начинается в июне — июле и к августу значительные пространства моря освобождаются ото льдов. Летом кромка льдов часто меняет свое положение под влиянием ветров и течений. Западная часть моря в общем более ледовитая, чем восточная. С севера, вдоль восточного берега Таймыра, в море спускается отрог океанического Таймырского ледяного массива, в котором нередко встречаются тяжелые многолетние льды. Он устойчиво сохраняется до нового льдообразования, в зависимости от преобладающих ветров, перемещаясь то к северу, то к югу. Локальный Янский ледяной массив, образованный припайными льдами, ко второй половине августа обычно растаивает на месте или частично уносится на север за пределы моря.

Гидрохимические условия. Большой материковый сток и свободная связь с Северным Ледовитым океаном сказываются на гидрохимических условиях моря Лаптевых. В типичном для морей солевом составе вод этого моря отмечается относительно пониженное содержание магния, сульфатов и хлора, а натрия, калия, кальция и углекислоты в них растворено несколько больше, чем в океане.

По содержанию растворенного кислорода северная часть моря несколько богаче, чем южная, что связано с худшей аэрацией на юге из-за резкого различия плотности по вертикали. В конце лета поверхностный слой (0—10 м) в большинстве районов моря имеет около 100% насыщения кислородом. В другие сезоны содержание кислорода, по-видимому, понижается. С возрастанием глубины количество кислорода становится меньше. На юге это более заметно, чем на севере, куда поступают хорошо аэрированные воды Центрального арктического бассейна. В противоположность распределению кислорода в поверхностном слое моря отмечается весьма низкое содержание фосфатов и нитратов. Иногда их количество сокращается до «биологического нуля», что свидетельствует о значительном потреблении их планктоном. С глубиной количество их плавно повышается, но, так как летом перемешивание весьма ограничено, биогенные вещества не поднимаются к поверхности и не пополняют расход.