Основные физико-географические черты. Между архипелагом Северной Земли и Таймырским полуостровом на западе и Новосибирскими островами на востоке лежит море, которое носит имя братьев Лаптевых. Оно ограничено естественными рубежами и условными линиями (см. рис. 24). Его западная граница проходит по восточным берегам островов Северная Земля от м. Арктический (о. Комсомолец), затем через пролив Красной Армии по восточному берегу о. Октябрьской Революции до м. Анучина, через пролив Шокальского до м. Песчаный на о. Большевик и по его восточному берегу до м. Вайгач, затем по восточной границе пролива Вилькицкого и далее по материковому берегу до вершины Хатангского залива. Северная граница моря проходит от м. Арктический до точки пересечения меридиана северной оконечности о. Котельный (139° в. д.) с краем материковой отмели (79° с. ш., 139° в. д.), восточная граница от указанной точки — к западному берегу о. Котельный, далее по западной границе пролива Санникова, огибает западные берега островов Большой и Малый Ляховские и затем идет по западной границе пролива Дмитрия Лаптева. Южная граница моря проходит по материковому берегу от м. Святой Нос до вершины Хатангского залива. В этих границах море лежит между параллелями 81°16′ и 70°42′ с. ш. и меридианами 95°44′ и 143°30′ в. д.
По географическому положению и гидрологическим условиям, отличным от океана, с которым море свободно сообщается, оно относится к типу материковых окраинных морей. В принятых границах море Лаптевых имеет следующие размеры: площадь — 662 тыс. км2, объем 353 тыс. км3, средняя глубина 533 м, наибольшая глубина 3385 м.
В море Лаптевых насчитывается несколько десятков островов. Большинство из них находится в западной части моря, причем местами они располагаются группами, местами в одиночку. Наиболее значительные группы островов: Комсомольской Правды, Вилькицкого и Фаддея. Среди одиночных островов своими размерами выделяются острова Старокадомского, Малый Таймыр, Большой Бегичев, Песчаный, Столбовой и Бельковский. Множество мелких островов расположено в дельтах рек.
Берега моря довольно сильно изрезаны и образуют разной формы и величины заливы, губы, бухты, полуострова и мысы. Значительно расчленены восточные берега островов Северной Земли и Таймырского полуострова. К востоку от него береговая черта образует несколько крупных заливов (Хатангский, Анабарский, Оленекский, Янский), бухт (Кожевникова, Нордвик, Тикси), губ (Буор-Хая, Ванькина) и полуостровов (Хара-Тумус, Нордвик). Западное побережье Новосибирских островов изрезано значительно меньше.
Ландшафты берегов моря довольно разнообразны. Местами к воде подходят невысокие горы, местами они отступают в глубь суши. Большая часть побережья низменна. Различное по рельефу и строению побережье моря на разных участках относится к различным морфологическим типам берегов (см. рис. 24). В основном — это абразионные и аккумулятивные формы, но местами встречаются и ледяные берега.
Море Лаптевых целиком занимает шельф, захватывает материковый склон и небольшую часть ложа океана, поэтому его дно представляет собой равнину, которая в начале полого понижается, а затем круто обрывается к северу. Рельеф дна этой равнины пересечен сравнительно слабо (см. рис. 24). На ней выделяется несколько желобов, возвышенностей и банок. Так, широкий, но короткий желоб расположен против устья Лены, воронкообразный желоб находится у Оленекского залива, узкий и длинный желоб уходит от о. Столбового на север. В восточной части моря поднимаются банки Семеновская и Васильевская. Подавляющая часть моря очень мелководна. Половину всей его площади занимают глубины до 50 м, а южнее 76° с. ш. они не превышают 25 м. Северная часть моря значительно глубже. В этом районе глубины постепенно увеличиваются от 50 до 100 м, а затем резко возрастают до 2000 м и более. При столь большом контрасте глубин природные условия моря в основном характеризуют глубины порядка 50—100 м.
Высокоширотное положение, большая удаленность от Атлантического и Тихого океанов, близость азиатского материка и полярных льдов делают море Лаптевых одним из самых суровых среди наших арктических морей. Его климат в общем может быть охарактеризован скорее как континентальный, чем как морской полярный, однако с заметно выраженными морскими чертами. Континентальность климата наиболее отчетливо проявляется в больших годовых колебаниях температуры воздуха, хотя под влиянием моря они сглажены по сравнению с сушей. Значительная протяженность моря с юго-запада на северо-восток создает климатические различия от места к месту, заметно выраженные по сезонам.
В разные времена года море Лаптевых находится под влиянием различных центров действия атмосферы, что определяет синоптическую обстановку и погоду над ним. В холодный сезон море находится преимущественно в зоне влияния областей высокого атмосферного давления. Осенью неустойчивые ветры приобретают южное направление и усиливаются до штормовых. Реже проходят циклоны, уменьшается облачность.
Зимой на море Лаптевых воздействуют три крупные барические системы. В юго-восточную часть заходит отрог Сибирского антициклона. С севера над ним как бы нависает гребень Полярного максимума. К западной части иногда подходит ложбина Исландского минимума. Основное влияние оказывает Сибирский антициклон. В соответствии с такой барической обстановкой в этот сезон преобладают южные и юго-западные ветры со скоростью в среднем около 8 м/с. К концу зимы скорость их становится меньше и часто наблюдаются штили. Воздух сильно выхолаживается. Температура воздуха над морем в общем понижается с северо-запада на юго-восток до −26—29° в январе (средние месячные значения). Спокойная и малооблачная зимняя погода прерывается редкими циклонами, проходящими несколько южнее моря. Они вызывают сильные холодные северные ветры и метели, которые продолжаются несколько дней и скоро прекращаются.
В теплый сезон начинается разрушение областей высокого атмосферного давления и становится менее заметной ложбина низкого давления. Барическая обстановка в целом напоминает зимнюю, но несколько более размыта, поэтому весенние ветры очень неустойчивы по направлению. Кроме южных иногда одинаково часто дуют северные ветры. Обычно ветры порывистые, но небольшой силы. Температура воздуха неуклонно повышается. Преобладает облачная довольно холодная погода. Летом Сибирский максимум отсутствует, а Полярный максимум вырисовывается довольно слабо. К югу от моря давление несколько понижено, над самим морем оно немного повышено. Вследствие этого чаще всего дуют северные ветры со скоростью 3—4 м/с. Сильные ветры со скоростями больше 20 м/с летом совсем не наблюдаются. Температура воздуха повышается и ее среднемесячные значения в августе достигают максимума, в центральной части моря наблюдаются значения +1—5°. На побережье в закрытых бухтах воздух иногда прогревается весьма значительно. В бухте Тикси отмечена максимальная температура 32,7°, но это случается редко. Для лета характерно усиление циклонической деятельности. В это время над южной частью моря часто идут циклоны, которые здесь же и заполняются. Тогда над морем устанавливается пасмурная погода с непрерывно моросящим дождем. В конце августа начинает формироваться Сибирский максимум давления, что знаменует переход к осени.
Таким образом, море Лаптевых большую часть года оказывается под воздействием в основном Сибирского антициклона. Это обусловливает относительно слабую циклоническую деятельность и преимущественно слабые ветры, имеющие муссонный характер.
Длительное сильное охлаждение и спокойный ветровой режим зимы — важнейшие климатические черты моря, которые существенно отражаются на характеристиках его вод. Весьма важную роль в формировании природного облика моря Лаптевых играет материковый сток. В это море впадает несколько крупных и множество мелких рек. Наибольшая из них — Лена — ежегодно приносит около 515 км3 воды, Хатанга — свыше 100 км3, Яна сбрасывает более 30 км3, Оленек около 35 км3 и Анабара несколько меньше (20 км3). Все прочие реки дают около 20 км3 воды в год. Общий объем ежегодного стока в море равен примерно 720 км3, что составляет 30% от общего объема жидкого стока во все советские арктические моря. Однако распределение стока весьма неравномерно во времени и в пространстве. Примерно 90% всего годового стока приходится на летние месяцы (июнь — сентябрь), из которых на август падает около 35—40% годового стока, тогда как в январе он исчисляется лишь в 5%. Такая неравномерность распределения стока в течение года объясняется доминирующим влиянием тающих снегов в питании сибирских рек, впадающих в море Лаптевых, причем подавляющая часть их вод поступает в восточную часть моря (только Лена дает 70% всего берегового стока). В зависимости от количества приносимой реками воды и гидрометеорологической обстановки речные воды распространяются то к северо-востоку, достигая северной оконечности о. Котельного, то далеко на восток, уходя через проливы в Восточно-Сибирское море. Реки, впадающие западнее устья Лены, дают всего 20% от общего объема стока в море.
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 (см. рис. 26, б). 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 (см. рис. 27). 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 (см. рис. 28). 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.
Хозяйственное использование. Суровая природа и удаленность от центральных районов страны ограничивают возможность хозяйственного использования моря Лаптевых. Главное направление его экономики — транспортные перевозки по Северному морскому пути. Ведущее место в них занимает транзит грузов и определенную роль играют доставка и отправление грузов в конечные пункты, главным образом порт Тикси.
Незначительные промыслы рыбы и морского зверя в устьевых районах имеют чисто местное значение.
В море Лаптевых проводятся систематические комплексные исследования. Они носят научный и научно-прикладной характер. С ними связаны важнейшие проблемы изучения моря, к которым относятся следующие: общая циркуляция вод моря, взаимодействие морских и речных вод, ледовый баланс моря, комплексное изучение шельфовой зоны, гидрометеорологические прогнозы разной заблаговременности, научное обслуживание арктического мореплавания и др. Решение многочисленных и разнообразных проблем — важная задача исследователей моря Лаптевых.