Изменение солености по вертикали происходит неодинаково в разных районах моря, что связано с рельефом дна и с притоком атлантических и речных вод. На его большей части она увеличивается от 34,0‰ на поверхности до 35,10‰ у дна. В меньших пределах изменяется соленость по вертикали над подводными возвышенностями.
Рис. Соленость воды в Баренцевом море на поверхности (а) и на разрезе по Кольскому меридиану (б)
Сезонные изменения вертикального хода солености на большей части моря выражены довольно слабо. Летом поверхностный слой опреснен, а с горизонтов 25-30 м начинается резкое увеличение солености с глубиной. Зимой скачок солености на этих горизонтах несколько сглаживается, но продолжает существовать. Более заметно изменяются величины солености с глубиной в юго-восточной части моря. Разность солености на поверхности и у дна может достигать нескольких промилле. Хорошо проявляются в этом районе и сезонные изменения вертикального распределения солености. Зимой соленость почти выравнивается по всей толще воды.
Весной речные воды начинают опреснять поверхностный слой. Летом распреснение его усиливается за счет растаявшего льда, поэтому между горизонтами 10 и 25 м образуется резкий скачок солености (см. рис. б). Осенью сокращение стока и льдообразование влекут за собой увеличение солености и выравнивание ее по глубине.
Температура и соленость определяют величины и распределение плотности в Баренцевом море. Наиболее плотные воды на поверхности зимой отмечаются в его северной части, где однонаправлено действуют сильное охлаждение и осолонение воды при льдообразовании. Летом повышенная плотность наблюдается в центральных районах моря. На севере ее уменьшение связано с распреснением поверхностных вод в результате таяния льдов, на юге - со значительным прогревом и опресняющим влиянием речного стока.
С глубиной плотность увеличивается. Зимой в мелководных районах ее повышение невелико от поверхности до дна. Заметное увеличение плотности по вертикали происходит в районах распространения глубинных атлантических вод. Весной и в особенности летом под влиянием распреснения поверхностных слоев плотностная стратификация вод по вертикали заметно выражена по всему морю. Осеннее охлаждение ведет к выравниванию величин плотности с глубиной.
Относительно слабо выраженная плотностная стратификация при обычно сильных ветрах обусловливает интенсивное развитие ветрового перемешивания в Баренцевом море. Оно распространяется здесь до 15-20 м в весенне-летнее время и проникает до горизонтов 25-30 м в осенне-зимний сезон. Лишь в юго-восточной части моря, где вертикальная переслоенность вод выражена резко, ветер перемешивает только самые верхние слои до горизонтов 10-12 м. Осенью, а в свободных ото льда районах и зимой в Баренцевом море действует во взаимосвязи конвективно-ветровое перемешивание.
Вследствие неодинакового охлаждения различных районов моря, весьма пересеченного рельефа дна, поступления теплых атлантических и пресных речных вод развитие вертикальной циркуляции от места к месту происходит неравномерно. На севере мощное охлаждение и льдообразование позволяют конвекции проникать до 50-75 м. Но даже на возвышенности "Персея" она не распространяется до дна, так как здесь и летом часто бывают льды, таяние которых создает большие градиенты плотности, что препятствует развитию вертикальной циркуляции.
На расположенных южнее поднятиях дна (Центральной возвышенности, Гусиной банке и т.д.) зимняя вертикальная циркуляция доходит до дна, так как в этих районах плотность достаточно велика и однородна по всей толще воды. В результате над Центральной возвышенностью образуются очень холодные и тяжелые воды, откуда они постепенно сползают по склонам в окружающие возвышенность углубления, в частности в Центральную впадину, образуя ее холодные придонные воды.
Речной сток и таяние льдов затрудняют развитие конвекции в юго-восточной части моря. Однако, благодаря интенсивному весенне-зимнему охлаждению и образованию льда, зимняя вертикальная циркуляция охватывает слои 75-100 м, распространяясь до дна в прибрежных районах. Таким образом, интенсивное перемешивание вод Баренцева моря - одна из характерных черт его гидрологических условий.
Климатические особенности, поступление вод из соседних морей и материковый сток обусловливают формирование, и распространение различных водных масс в Баренцевом море. В нем выделяют четыре водные массы.
1. Атлантические воды, поступающие с запада в виде поверхностных течений и приходящие на глубинах с севера и северо-востока из Арктического бассейна. Это теплые и соленые воды.
2. Арктические воды, входящие как поверхностные течения с севера. Они имеют отрицательную температуру и пониженную соленость.
3. Прибрежные воды приходят с материковым стоком, втекают из Белого моря и Норвежского с прибрежным течением вдоль берегов Норвегии. Летом эти воды характеризуются высокой температурой и малой соленостью, а зимой - низкой температурой и соленостью. Зимние прибрежные воды по своим характеристикам близки к арктическим.
4. Баренцевоморские воды образуются в самом море в результате перемешивания названных вод и трансформации под влиянием местных условий. Эти воды отличаются низкой температурой и высокой соленостью. В зимнее время вся северо-восточная часть моря от поверхности до дна заполнена баренцевоморскими водами, а юго-западная - атлантическими. Следы прибрежных вод обнаруживаются только в поверхностных горизонтах. Арктические воды совсем отсутствуют. Под влиянием интенсивного перемешивания поступающие в море воды довольно быстро трансформируются в баренцевоморскую воду.
В летнее время вся северная часть Баренцева моря заполнена арктическими водами, центральная - атлантическими, а южная - прибрежными. При этом арктические и прибрежные воды занимают поверхностные горизонты. На глубинах в северной части моря располагаются баренцевоморские воды, а в южной - атлантические. Такая структура обусловливает устойчивое состояние вод по вертикали и затрудняет развитие ветрового перемешивания.
Общая циркуляция вод Баренцева моря формируется под совокупным влиянием ветровой обстановки, притока вод из соседних бассейнов, приливов, рельефа дна и других факторов, поэтому она сложна и изменчива во времени. Как и в других морях Северного полушария, здесь существует общее движение поверхностных вод против часовой стрелки, осложненное различными по направлениям и скоростям течениями (рис.32).
Рис. Течения на поверхности и характер приливов в Баренцевом море: 1 - приливы полусуточные; 2 - приливы полусуточные мелководные
Наиболее мощный и устойчивый поток, во многом определяющий гидрологические условия моря, образует теплое Нордкапское течение. Оно входит в море с запада и движется на восток в прибрежной зоне со скоростью 25-26 см/с, мористее его скорость уменьшается до 5-10 см/с. Примерно на 25° в. д. это течение разделяется на Прибрежное Мурманское и Мурманское течения. Первое из них шириной 20-30 миль распространяется к юго-востоку вдоль берегов Кольского полуострова, проникает в Горло Белого моря, где усиливается выходным Беломорским течением и со скоростью порядка 15-20 см/с следует на восток. Остров Колгуев разделяет Прибрежное Мурманское течение на Канинское, уходящее в юго-восточную часть моря и далее к проливам Карские Ворота и Югорский Шар, и Колгуевское, идущее вначале на восток, а затем на северо-восток у побережья Новой Земли. Мурманское течение шириной около 60 миль и со скоростью порядка до 5 см/с распространяется значительно мористее Прибрежного Мурманского. В районе меридиана 40° в. д., встретив повышение дна, оно поворачивает на северо-восток и дает начало Западно-Новоземельскому течению. Вместе с частью Колгуевского течения и поступающим через Карские Ворота холодным течением Литке оно образует восточную периферию общего для Баренцева моря циклонического круговорота. Кроме разветвленной системы теплого Нордкапского течения в Баренцевом море ясно выражены холодные течения. Вдоль возвышенности "Персея" с востока на запад проходит течение "Персея", сливаясь с холодными водами у о. Надежды, оно образует Медвежинское течение, скорость которого равна примерно 51 см/с. На северо-востоке в море поступает течение Макарова.
Интенсивность развития и расположение крупномасштабных барических полей существенно влияют на течения Баренцева моря. Так, при локализации Полярного антициклона у берегов Аляски, и Канады и при относительно западном расположении Исландского минимума Западно-Новоземельское течение проникает далеко на север и часть его вод уходит в Карское море. Другая часть этого течения отклоняется на запад и усиливается водами, поступающими из Арктического бассейна (восточное Земли Франца-Иосифа), что приводит к интенсификации Медвежинского течения. Увеличивается приток поверхностных арктических вод, приносимых Восточно-Шпицбергенским течением.
При значительном развитии Сибирского максимума и одновременном более северном расположении Исландского минимума преобладает вынос вод, из Баренцева моря через проливы между Новой Землей и Землей Франца-Иосифа, а также между Землей Франца-Иосифа и Шпицбергеном. Общая картина течений усложняется местными циклоническими и антициклональными круговоротами, возбуждаемыми ветрами и периодическими приливными движениями воды.
Приливы в Баренцевом море вызываются главным образом атлантической приливной волной, которая вступает в море с запада между Нордкапом и Шпицбергеном и двигается на восток до Новой Земли. Западнее Маточкина Шара она поворачивает частично на северо-восток, а частично на юго-восток.