Теплые воды, поступающие в Гренландское, Исландское, Норвежское (ГИН) море, опускаются вниз, когда они встречаются с более холодными водами из более северной пресной воды, с дрейфующим льдом на юг и с более холодной атмосферой. В результате этого образуются глубинные воды Северной Атлантики (Глубоководные воды Северной Атлантики), которые циркулируют в Мировом океане. Увеличение этого экспорта пресной воды и льда может остановить термоклиническую конвекцию в море ГИН; в качестве альтернативы, уменьшение экспорта льда может позволить конвекцию и вентиляцию в самом Северном Ледовитом океане.
Низкосоленые воды поступают в Северный Ледовитый океан из Тихого океана через мелководный Берингов пролив. Хотя средний приток, по-видимому, обусловлен незначительной разницей в уровне моря между северной частью Тихого океана и Северным Ледовитым океаном, большой источник изменчивости вызван ветровым полем, главным образом крупномасштабной циркуляцией атмосферы над северной частью Тихого океана. Количество пресной воды, поступающей в Северный Ледовитый океан, составляет около 2 процентов от общего объема поступающей воды. Считается, что выпадение осадков примерно в 10 раз превышает потери в результате испарения, хотя обе цифры можно оценить лишь приблизительно. По всем этим различным маршрутам и механизмам обменный курс Северного Ледовитого океана оценивается примерно в 5,9 миллиона кубических метров в секунду.
Все воды Северного Ледовитого океана холодные. Колебания плотности, таким образом, в основном определяются изменениями солености. Арктические воды имеют двухслойную систему: тонкий и менее плотный поверхностный слой отделен сильным градиентом плотности, называемым пикноклином, от основного объема воды, который имеет достаточно равномерную плотность. Этот пикноклин ограничивает конвективное движение и вертикальный перенос тепла и соли, поэтому поверхностный слой выступает в качестве шапки над большими массами более теплой воды внизу.
Несмотря на это общее сходство в валовой океанографической структуре, воды Северного Ледовитого океана можно разделить на три основные массы и одну меньшую массу:
- Вода, простирающаяся от поверхности до глубины около 200 метров, является наиболее изменчивой и гетерогенной из всех, что есть в Арктике. Это объясняется латентной температурой замерзания и оттаивания; добавлением соли в результате процесса замерзания льда; добавлением пресной воды реками, таянием льда и осадками; и большими колебаниями инсоляции (скорости подачи солнечной энергии) и потока энергии в результате морского ледяного покрова. Температура воды может колебаться в пределах 4 °C, а солёность - от 28 до 34 граммов соли на килограмм морской воды.
- Более тёплые атлантические воды повсеместно лежат под поверхностными водами Арктики на глубине от 198 до 914 м. По мере охлаждения она становится настолько плотной, что при входе в Арктический бассейн проскальзывает под поверхностным слоем. По мере поступления в бассейн температура этой воды составляет от 1 до 3 °С, но она постепенно охлаждается, так что к моменту распространения в море Бофорта максимальная температура достигает от 0,5 до 0,6 °С. Соленость атлантического слоя колеблется от 34,5 до 35 граммов соли на килограмм морской воды.
- Донные воды простираются под слоем Атлантического океана до дна океана. Это холоднее, чем атлантическая вода 0°C, но имеет такую же солёность.
- Приток тихоокеанской воды можно наблюдать в бассейне Амерасии, но не в бассейне Евразии. Эта более теплая и свежая вода смешивается с более холодной и более солёной в Чукотском море, где ее плотность позволяет ей течь как клин между арктическими и атлантическими водами. Тихоокеанская вода к моменту ее впадения в Канадский бассейн имеет температурный диапазон от -0,5 до -0,7 °С и соленость от 31,5 до 33 граммов соли на килограмм морской воды.
Арктические воды управляются ветром и разницей в плотности. Чистый эффект приливов неизвестен, но может оказывать некоторое модифицирующее влияние на всю циркуляцию. Движение поверхностных вод наиболее известно по наблюдениям за дрейфом льда. Наиболее яркой особенностью поверхностной циркуляции является большой по часовой стрелке гир (круговое движение), который охватывает почти весь бассейн Амеразии. Ледяной остров Флетчера совершил две орбиты в этом водовороте за 20-летний период, что является некоторым показателем скорости течения. Северная оконечность вихря раздвигается и выходит из прохода Гренландия-Шпицберген как Восточно-Гренландское течение, достигая скорости от 15 до 40 см в секунду. Циркуляция мелководных шельфовых морей Евразии представляется сложной серией вихрей против часовой стрелки, осложненной островами и другим топографическим рельефом.
Продолжение следует...