V, (5.17) trong đó và tuần tự là những tổng trữ lượng nước trong Đạ
1- građien nhỏ, 2 trung bình, 3 lớn
6.4. Những khối nước cơ bản của Đại dương Thế giớ
Hiện nay tồn tại một số hệ thống phân loại các khối nước. Quen thuộc nhất là các hệ thống phân loại của Defant, Sverdrup, Mamaev, Stepanov v.v... Các hệ thống này khác nhau cả về những căn cứ phương pháp luận lẫn kết quả phân định các khối nước. Hệ phân loại chi tiết nhất là phân loại của V.N. Stepanov, để phân định các khối nước đã sử dụng những cực trị nhiệt muối trong phân bố thẳng đứng của nước. Trong đó ông xem xét các khối nước riêng biệt theo từng đới cấu trúc. Dĩ nhiên là số khối nước lớn nhất - 11
khối nước, đã được phân định trong đới cấu trúc mặt (xích đạo - chí tuyến, Bengal, chí tuyến, chí tuyến phía đông, chí tuyến trung tâm, Aravi, cận chí tuyến, Bắc Đại Tây Dương, Nam Thái Bình Dương, cận cực, cực). Trên hình 6.9 biểu diễn phân bố các khối nước đã nêu chứng tỏ về cấu trúc khá phức tạp của chúng.
Hình 6.9. Vị trí phân bố các khối nước mặt trong Đại dương Thế giới (theo V.N. Stepanov)
Tùy mức độ xuống sâu khỏi mặt đại dương, số khối nước giảm dần. Đó là vì càng xuống sâu số nhân tố tác động giảm, cường độ của các quá trình vật lý thủy văn suy yếu dần làm cho mức độ đồng nhất của các lớp nước tăng lên. Thí dụ, trong đới cấu trúc trung gian số khối nước giảm xuống còn 6, ngoài ra tất cả các khối nước đó, ngoại trừ khối nước cận Địa Trung Hải, là phần nối tiếp của các khối nước mặt tương ứng. Trong các đới sâu và sát đáy, cũng phân định được số khối nước như vậy. Song vùng phân bố của chúng không trùng nhau, một số trong chúng còn có nguồn gốc khác về căn bản.
nào nhân tạo các khối nước theo các đới cấu trúc, bởi vì trong thực tế chúng không có những ranh giới chắc chắn như vậy. Với tư cách là thí dụ, chúng ta xem sơ đồ kinh điển phân bố các khối nước trên mặt cắt dọc kinh tuyến qua Đại Tây Dương từ Aixơlen đến Nam Cực (hình 6.10). Sơ đồ này do Wust xây dựng năm 1935 và dựa trên chuyến khảo sát lịch sử của tầu nghiên cứu khoa học “Meteor” các năm 1925-1927. Wust đã phân định trong đại dương những khối nước đối lưu (mặt và trung gian) và những khối nước bình lưu (sâu và đáy). Những khối nước đối lưu gồm khối nước trung tâm - cấu tạo từ nước nóng mặn và ở Bắc Đại Tây Dương, nó phân bố trong biển Sargass. Dưới thấp hơn khối nước này là một lớp không dày các loại nước Địa Trung Hải.
Trong đới bình lưu, Wust đã phân định bốn khối nước cơ bản. Đó là nước sâu (khối nước) Bắc Đại Tây Dương, tạo thành trong biển Na Uy và biển Grinlan do đối lưu thu đông. Khi chìm xuống, thực tế nó chiếm toàn bộ các lớp sâu và di chuyển chậm về phía nam tới Nam Cực. Ở gần Nam Cực nó nổi lên mặt. Toàn bộ quãng đường từ Bắc Băng Dương tới Nam Cực nó di chuyển mất 700 năm. Đó là nước trung gian Nam Cực, hình thành ở gần 50oS khi hòa trộn khối nước trung tâm và các loại nước mặt Nam Cực nhạt muối. Sau khi hòa trộn, khối nước mới chìm xuống và bắt đầu lan lên phía bắc, cắt đường xích đạo. Đó là nước vòng quanh cực Nam Cực (АЦПВ) chuyển động vòng quanh Nam Cực dưới dạng dòng chảy vòng quanh cực Nam Cực và nhờ đó tất cả các đại dương trở nên liên hệ với nhau. Cuối cùng, đó là nước đáy Nam Cực, cơ chế hình thành của nó sẽ được xét ở dưới đây.
Dĩ nhiên, sơ đồ của Wust khá thô và không tính tới nhiều đặc thù khu vực hình thành các khối nước, nhưng nói chung, nó phản ánh đúng về định tính sự phân bố và di chuyển của các khối nước trong mặt phẳng thẳng đứng của Đại Tây Dương. Về sau, việc chia đại dương thành nước đối lưu và nước bình lưu cũng đã được O.I. Mamaev ủng hộ, ông này trên cơ sở phân tích
S
T kinh điển đã phân định những khối nước cơ bản của Đại dương Thế giới (bảng 6.5). Đó là các khối nước mặt cận Bắc Cực của phần phía bắc Đại Tây Dương và Thái Bình Dương cũng như các khối nước mặt và trung gian
Nam Cực với cấu trúc nhiệt muối khá phức tạp.
Hình 6.10. Phân bố các khối nước trên mặt cắt kinh tuyến dọc Đại Tây Dương (theo Wust)
Phân tích số liệu bảng 6.5 cho thấy rằng thậm chí cùng những khối nước khi chuyển từ một đại dương sang đại dương khác có thể biến đổi mạnh các đặc trưng nhiệt muối của mình. Thí dụ, nước trung gian Nam Cực ở Đại Tây Dương có nhiệt độ 2,2oC, ở Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương có nhiệt độ tuần tự là 5,2 và 5,0oC. Ngoài ra, trong mỗi đại dương có những khối nước không gặp thấy ở các đại dương khác (nước Địa Trung Hải ở Đại Tây Dương, nước biển Timo ở Ấn Độ Dương v.v...) và do những khác biệt về chế độ thủy văn qui định.
Những khác biệt giữa các đại dương khá rõ nét được biểu lộ trên các đường cong T S lấy trung bình (hình 6.11). Dễ nhận thấy rằng ở Đại Tây Dương thực tế tại tất cả các tầng độ muối đều cao hơn, còn ở Thái Bình Dương - thấp hơn. Những khác biệt giữa các đại dương về phân bố thẳng đứng của nhiệt độ thể hiện ít hơn. Những khác biệt đó chỉ biểu hiện rõ nhất ở trong lớp tựa đồng nhất bên trên: nhiệt độ ở Thái Bình Dương cao hơn một chút so với các đại dương khác.
Bảng 6.5. Các khối nước cơ bản của Đại dương Thế giới
và những chỉ số nhiệt muối của chúng (theo O.I. Mamaev)
Đại dương
Khối
nước
Đại Tây Dương Ấn Độ Dương Thái Bình Dương
Đố i l ư u (m ặ t) Cận chí tuyến Bắc Đại Tây Dương (20 oC; 36,5%o) Cận chí tuyến Nam Đại Tây Dương (18oC; 35,9%o) Bengal (25oC; 33,8%o) Xích đạo (25oC; 33,3%o) Biển Timo (20oC; 34,5%o) Cận chí tuyến phần nam đại dương (16oC; 35,6%o)
Cận chí tuyến phần phía tây Bắc Thái Bình Dương (20oC; 34,8%o) Cận chí tuyến phần phía
đông Bắc Thái Bình Dương (20oC; 35,2%o)
Xích đạo và cận chí tuyến Nam Thái Bình Dương (25oC; 36,2%o) và (20oC; 35,7%o) Đố i l ư u (trung gian) Cận Bắc Cực (2oC; 34,9%o) Địa Trung Hải (11,9oC; 36,5%o) Nam Cực (2,2oC; 33,8%o) Hồng Hải (23oC; 40,0%o) Biển Timo (13oC; 34,6%o) Nam Cực (5,2oC; 34,3%o) Cận Bắc Cực (5oC; 33,8%o) Cận Bắc Cực phần phía
đông Nam Thái Bình Dương (11,5oC; 33,9%o) Nam Cực (5oC; 34,1%o) Bình l ư u (sâu sát đ
áy) Sâu và sát Đại Tây Dươđáy Bng ắc
(2,5oC; 34,9%o) Sâu Nam Đại Tây Dương
(4oC; 35%o) Sát đáy Nam Cực (-0,4oC; 34,66%o)
Sâu và sát đáy Nam Cực
(0,6oC; 34,7%o)
Sâu và sát đáy (1,3oC; 34,7%o)
Ghi chú: Những khối nước không có chỉ số nhiệt muối ổn định không nêu trong bảng này Như vậy là phân bố các khối nước đại dương phản ánh rất rõ tính phân đới theo phương thẳng đứng và phương ngang như là một trong những qui
luật địa lý cơ bản của tự nhiên Trái Đất. Tuy nhiên, khác với tính phân đai thẳng đứng trên lục địa chỉ biểu lộ ở những vùng núi, tính phân đới thẳng đứng của đại dương biểu lộ thực tế ở mọi nơi và do đó mang tính chất toàn cầu.
Hình 6.11. Các đường cong TS trung bình ở các đại dương